Depois de quase 2,5 anos em órbita, um satélite meteorológico do tamanho de uma caixa de sapatos telefonou para casa uma última vez antes de mergulhar na atmosfera da Terra e queimar em 24 de dezembro, 2020. RainCube (Radar em um CubeSat) foi uma demonstração de tecnologia destinada a mostrar que reduzir um radar meteorológico a um baixo custo, Um satélite em miniatura chamado CubeSat pode fornecer dados de qualidade científica.

RainCube foi implantado em 13 de julho, 2018, da Estação Espacial Internacional e teve uma missão principal de três meses. O instrumento do CubeSat "viu" a chuva e outros tipos de precipitação refletindo os sinais de radar nas gotas de chuva, gelo, e flocos de neve, e medir a força e o tempo que os sinais levam para retornar ao satélite. Ele forneceu aos cientistas fotos do que estava acontecendo dentro das tempestades ao redor do mundo.

Os instrumentos de radar em satélites de observação da Terra em tamanho real realizam essas medições há anos. "Mas o principal do RainCube não era trazer novas ciências, "disse Simone Tanelli, Cientista principal do RainCube no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA no sul da Califórnia. "Em vez de, estava mostrando que poderíamos fornecer dados semelhantes com uma caixa que é aproximadamente 100 vezes menor em volume do que um satélite em tamanho real. "

RainCube durou muito mais do que os primeiros três meses programados, permitindo aos pesquisadores coletar dados sobre os furacões Marco e Laura em 2020, ao mesmo tempo que outro CubeSat chamado TEMPEST-D. Os dois CubeSats usaram diferentes tipos de instrumentos para coletar diferentes, mas complementar, observações que forneceram aos pesquisadores uma visão 3D dentro dessas tempestades turbulentas.

"Isso abriu a porta para algo que os cientistas da Terra estão realmente entusiasmados, que usa vários CubeSats ao mesmo tempo para estudar nosso planeta, "disse Shannon Statham, Gerente de projeto RainCube no JPL.

Preenchendo as lacunas

A atmosfera da Terra está em constante movimento, e alguns fenômenos - como tempestades - podem mudar de minuto a minuto. Os satélites atuais em órbita baixa da Terra podem observar uma tempestade uma ou duas vezes por dia, dependendo da localização da tempestade. Isso significa que muitas horas podem se passar entre as observações de uma única tempestade. Voar com uma frota de satélites com intervalos de minutos poderia fornecer aos pesquisadores dados temporais refinados para ajudar a preencher essas lacunas de cobertura.

Mas um satélite de observação da Terra em tamanho real pode custar centenas de milhões de dólares para ser construído, lançar, e operar, e muitos são tão grandes quanto carros ou ônibus. "Seria impossível voar uma frota desses satélites de tamanho real porque não seria acessível, "disse Tanelli.

CubeSats, por outro lado, pode variar de algo do tamanho de uma caixa de cereal a uma torradeira, e sua construção, desdobramento, desenvolvimento, e as operações podem custar menos de $ 10 milhões. Esse preço mais baixo poderia dar aos pesquisadores a chance de voar em vários desses minúsculos satélites ao mesmo tempo.

Coisas grandes em pequenos pacotes

Contudo, a estatura diminuta de um CubeSat requer engenharia extensiva para encolher um instrumento enquanto preserva sua capacidade de coletar e transmitir dados científicos. Outro equipamento, como a antena de radar que recebe sinais, também deve ser reformado.

É aí que as demonstrações de tecnologia como RainCube entram. Para esta missão em particular, os engenheiros reduziram as entranhas de um instrumento de radar em tamanho real para apenas o essencial e redesenharam como as partes se encaixam. A antena - inspirada em uma antena desenvolvida pela University of Southern California para seu Aeneas CubeSat - deixou de ser uma estrutura rígida para se tornar algo semelhante a um guarda-chuva com componentes dobráveis ​​que podem se dobrar em um volume ultracompacto e se desdobrar uma vez no espaço. Os engenheiros do RainCube realizaram este origami mecânico, construiu sua criação, e lançou o CubeSat em três anos.

"RainCube é meu bebê, "disse Statham, que - junto com Tanelli e a investigadora principal do JPL Eva Peral - está com o projeto desde seu início. "Então, seu final é agridoce porque esperávamos ter um pouco mais de tempo com ele, mas mostramos que as missões científicas com CubeSats são possíveis, que é o que pretendemos fazer. "

Mais sobre a missão

RainCube é uma missão de demonstração de tecnologia para habilitar tecnologias de radar de precipitação em banda Ka a baixo custo, plataforma de resposta rápida. É patrocinado pelo Earth Science Technology Office da NASA através do programa InVEST-15. JPL trabalhou com sistemas Tyvak Nanosatellite, Inc. em Irvine, Califórnia, para fazer a missão RainCube. Caltech em Pasadena, Califórnia, gerencia o JPL para a NASA.