p A próxima tentativa da NASA de mapear pontos invisíveis na atmosfera que afetam a mudança climática e a qualidade do ar começou de uma janela sobre o Pacífico. p Vanderlei Martins, professor da University of Maryland Baltimore County, estava voando pelo Oceano Pacífico há alguns anos quando olhou pela janela e decidiu fotografar as nuvens brancas brilhantes flutuando. Por impulso, ele tirou um polarizador, semelhante a uma lente de óculos de sol, e girou na frente de sua câmera enquanto tirava fotos. O resultado? "Eu vi arco-íris nas nuvens, "Disse Martins.

p Essa visão dinâmica das nuvens gerou a ideia de um minúsculo satélite que será lançado em 2 de novembro na instalação de voo Wallops da NASA na Ilha Wallops, Virgínia, para a Estação Espacial Internacional. De lá, ele será lançado na órbita da Terra.

p Este CubeSat financiado pela NASA irá coletar informações vitais sobre nuvens e aerossóis, minúsculas partículas na atmosfera que podem atuar como núcleos nos quais se formam gotículas de nuvem e partículas de gelo. Essas medições nos ajudarão a entender melhor como as partículas de aerossol afetam o clima, clima e qualidade do ar.

p O Polarímetro Hiper-angular do Arco-Íris (HARP) CubeSat tem o tamanho aproximado de um farto pão. Será a primeira tentativa de colocar um polarímetro, que mede a polarização da luz, a bordo de um CubeSat. O HARP pode abrir caminho para futuras missões da NASA envolvendo uma constelação de pequenos satélites espiando nuvens e aerossóis, Disse Martins. O Earth Science Technology Office da NASA está financiando o HARP no âmbito do programa In-Space Validation of Earth Science Technologies. Martin é o investigador principal da missão.

p "HARPA, como a primeira missão CubeSat de aerossol em nuvem de amplo campo de visão multiangular, é um ótimo exemplo de como uma equipe criativa e inovadora pode desenvolver novas tecnologias para observações científicas atmosféricas, "disse Charles Norton, consultor especial para pequenas missões de espaçonaves na sede da NASA em Washington.

p Nublado com possibilidade de arco-íris

p Aerossóis produzidos naturalmente, como fumaça vulcânica, poeira do deserto e respingos do mar, e aerossóis feitos pelo homem, como fumaça de incêndios de limpeza de terras e sulfato da queima de carvão e petróleo, pode ser invisível ao olho humano, mas sua presença pode lançar uma névoa e criar pores do sol vermelhos brilhantes. Os aerossóis podem contribuir para a má qualidade do ar e afetar a saúde humana, causando asma e bronquite, bem como doenças respiratórias mais graves.

p Os aerossóis também podem alterar o equilíbrio de energia da Terra, refletindo a luz do sol de volta para o espaço e alterando as partículas das nuvens, que também refletem e absorvem a luz solar. Quanto mais luz um aerossol reflete, quanto mais esfria a atmosfera; quanto mais luz ele absorve, quanto mais ele aquece a atmosfera. Geralmente, maiores concentrações de partículas de aerossol levam a mais, mas menor, gotículas de nuvem que aumentam o brilho de uma nuvem e impedem que ela produza chuva. Estes brilhantes, nuvens de longa duração são capazes de refletir mais luz solar e resfriar o sistema terrestre.

p Uma vez em órbita, O HARP filtrará a luz em quatro comprimentos de onda e girará essa luz em três ângulos de polarização, usando seu prisma. Assim como os óculos de sol polarizados ajudam a bloquear a luz brilhante para ajudá-lo a ver quando está ensolarado, O HARP pode bloquear certos comprimentos de onda e fazer observações de muitos ângulos. Isso revela propriedades ocultas de nuvens e aerossóis, como a quantidade e o tipo de aerossóis na atmosfera, bem como o tamanho das gotículas de água ou partículas de gelo dentro das nuvens. "Cada vez que o HARP voa sobre uma região, vemos essa região de várias perspectivas, "Disse Martins.

p Também será capaz de determinar quanta luz é espalhada por partículas de aerossol, disse Henrique Barbosa, professor e cientista da Universidade de São Paulo em São Paulo, Brasil. "O HARP será capaz de fornecer muito mais informações sobre as propriedades microfísicas dos aerossóis do que estava disponível anteriormente, "disse Barbosa, que está colaborando com Martins em HARP e outros projetos.

p Contudo, a equipe precisará determinar estrategicamente quando o HARP coletará dados porque é um CubeSat com potência e recursos de dados limitados, Disse Barbosa. Por exemplo, uma vez que o HARP está em órbita, ele gostaria que ele coletasse dados sobre a Amazônia para aprender mais sobre o impacto dos incêndios em curso na floresta amazônica brasileira, que têm sido muito maiores e mais intensos do que nos anos anteriores.

p A fumaça dos incêndios na Amazônia inclui fuligem e aerossóis, que podem afetar o tempo e o clima. Os aerossóis da queima de biomassa para limpar a terra são menores do que os aerossóis naturais. Com HARP, os cientistas podem determinar se as nuvens são menores, gotas causadas pela poluição, ou maior, gotículas de origem natural. Os dados do HARP também podem ser combinados com observações terrestres e experimentos para melhor extrapolar esses resultados e revelar processos de aerossol em uma região mais ampla, Disse Barbosa.

p Os três HARPs

p Martins pode ter começado com a ideia do HARP como um CubeSat, mas antes que o minúsculo satélite pudesse ser lançado, teve dois irmãos:AirHARP e HARP2.

p AirHARP usou a mesma tecnologia de polarímetro que HARP, mas voou a bordo de duas aeronaves em vez de um satélite em 2017. AirHARP fazia parte da campanha de Medições de Ozônio do Lago Michigan, que envolveu um avião UC12 da NASA, e a NASA Aerosol Characterization from Polarimeter and Lidar campaign, que obteve medições de aerossol e nuvens sobre os EUA a partir da aeronave ER-2 de alta altitude da NASA.

p "Pudemos simular o que o HARP faria do espaço, "Barbosa disse sobre os voos da AirHARP. A versão aerotransportada ajudou Barbosa e Martins a desenvolver procedimentos e algoritmos que irão ajudar a baixar e digerir os dados do HARP.

p Contudo, ao contrário do AirHARP, que estava em uma trajetória de vôo definida, O HARP não pode ser controlado uma vez no espaço. "Assim que o CubeSat deixar a estação espacial, seu curso é o que quer que seja, e é isso, "Disse Barbosa. Assim que os cientistas em terra fizerem contato com o HARP em órbita, eles podem prever sua órbita e ligá-la e desligá-la quando quiserem fazer uma medição em uma região específica, mas eles não podem alterar seu curso.

p HARP2, por outro lado, será uma versão muito mais poderosa do HARP. O HARP2 voará com o Plâncton da NASA, Aerossol, Nuvem, missão do ecossistema oceânico (PACE), que está atualmente em desenvolvimento e planeja melhorar o registro de mais de 20 anos da NASA de observações de satélite da biologia oceânica global, aerossóis e nuvens. Uma vez que o PACE é uma espaçonave muito maior, com mais recursos de energia e uma equipe muito maior por trás dela, O HARP2 será capaz de operar o tempo todo e coletar significativamente mais dados científicos do que o HARP.

p "O HARP CubeSat tem um timing perfeito, "Disse Martins." Assim que o lançarmos e obtermos dados dele, usaremos esses dados para preparar o HARP2, " Ele continuou.

p O pequeno CubeSat que finalmente conseguiu

p Embora Martins já esteja planejando a próxima iteração do HARP, o primeiro quase não aconteceu.

p "Quero obter o máximo de ciência possível, "Martins disse, mas coletar tantos dados com um CubeSat é um desafio. "HARP é o CubeSat de três unidades com mais tecnologia que já tentamos, "disse Tim Neilsen, o gerente do programa HARP no Space Dynamics Laboratory (SDL) em Logan, Utah. Martins construiu os instrumentos e a SDL construiu o CubeSat.

p Conforme o lançamento do HARP se aproxima, e novas oportunidades para ver e estudar aerossóis se aproximam, Martins está animado, mas um pouco nervoso. "Assim que for lançado, você não pode mais tocar nisso, "Disse Martins.