Projetado para detectar perigos naturais em potencial e ajudar os pesquisadores a medir como o derretimento do gelo terrestre afetará o aumento do nível do mar, a espaçonave NISAR marca um grande passo à medida que toma forma.

Um satélite da Terra do tamanho de um SUV que será equipado com a maior antena refletor já lançada pela NASA está tomando forma na sala limpa do Laboratório de Propulsão a Jato da agência no sul da Califórnia. Chamado NISAR, a missão conjunta entre a NASA e a Organização de Pesquisa Espacial da Índia (ISRO) tem grandes objetivos:rastreando mudanças sutis na superfície da Terra, vai detectar sinais de alerta de erupções vulcânicas iminentes, ajudar a monitorar o abastecimento de água subterrânea, rastrear a taxa de derretimento das camadas de gelo ligadas à elevação do nível do mar, e observar mudanças na distribuição da vegetação ao redor do mundo. O monitoramento desses tipos de mudanças na superfície do planeta em quase todo o globo não foi feito antes com a alta resolução no espaço e no tempo que o NISAR irá fornecer.

A espaçonave usará dois tipos de radar de abertura sintética (SAR) para medir as mudanças na superfície da Terra, daí o nome NISAR, que é a abreviação de NASA-ISRO SAR. O satélite usará uma antena refletora de radar de malha de arame de quase 12 metros de diâmetro no final de uma barreira de 9 metros de comprimento para enviar e receber sinais de radar de e para a superfície da Terra. O conceito é semelhante a como os radares meteorológicos refletem os sinais das gotas de chuva para rastrear tempestades.

O NISAR detectará movimentos da superfície do planeta tão pequenos quanto 0,4 polegadas (um centímetro) em áreas do tamanho de metade de uma quadra de tênis. Com lançamento não antes de 2022, o satélite fará a varredura de todo o globo a cada 12 dias ao longo de sua missão principal de três anos, imaginando a terra da Terra, mantos de gelo, e gelo marinho em todas as órbitas.

Atividades como tirar água potável de um aqüífero subterrâneo podem deixar sinais na superfície:Tire muita água, e o chão começa a afundar. O movimento do magma sob a superfície antes de uma erupção vulcânica pode fazer com que o solo também se mova. O NISAR fornecerá imagens de radar de lapso de tempo de alta resolução de tais mudanças.

Um satélite para todos os climas

Em 19 de março, Montagem do NISAR, teste, e a equipe de lançamento do JPL recebeu um equipamento-chave - o SAR de banda S - de seu parceiro na Índia. Juntamente com o SAR de banda L fornecido pela JPL, os dois radares funcionam como o coração pulsante da missão. O "S" e "L" denotam o comprimento de onda de seu sinal, com "S" em cerca de 4 polegadas (10 centímetros) e "L" em cerca de 10 polegadas (25 centímetros). Ambos podem ver através de objetos como nuvens e folhas da copa da floresta que obstruem outros tipos de instrumentos, embora o SAR da banda L possa penetrar mais na vegetação densa do que a banda S. Esta habilidade permitirá que a missão rastreie mudanças na superfície da Terra dia ou noite, faça chuva ou faça sol.

"O NISAR é um satélite para todos os climas que nos dará uma capacidade sem precedentes de observar como a superfície da Terra está mudando, "disse Paul Rosen, Cientista do projeto NISAR no JPL. "Será especialmente importante para os cientistas que estão esperando por esse tipo de confiabilidade e consistência de medição para realmente entender o que impulsiona os sistemas naturais da Terra - e para as pessoas que lidam com desastres naturais como vulcões ou deslizamentos de terra."

Ambos os radares funcionam lançando sinais de microondas da superfície do planeta e registrando quanto tempo os sinais levam para retornar ao satélite, bem como sua força quando retornam. Quanto maior for a antena que envia e recebe os sinais, quanto maior a resolução espacial dos dados. Se os pesquisadores quisessem ver algo com cerca de 150 pés (45 metros) de diâmetro com um satélite em órbita baixa da Terra operando um radar de banda L, eles precisariam de uma antena de quase 14, 000 pés (4, 250 metros) de comprimento - o equivalente a cerca de 10 Empire State Buildings empilhados uns sobre os outros. Enviar algo desse tamanho para o espaço simplesmente não é viável.

Ainda assim, os planejadores da missão NISAR tinham ambições de rastrear as mudanças na superfície em uma resolução ainda mais alta - até cerca de 20 pés (6 metros) - exigindo uma antena ainda mais longa. This is why the project uses SAR technology. As the satellite orbits Earth, engineers can take a sequence of radar measurements from a shorter antenna and combine them to simulate a much larger antenna, giving them the resolution that they need. And by using two wavelengths with complementary capabilities—S-SAR is better able to detect crop types and how rough a surface is, while L-SAR is better able to estimate the amount of vegetation in heavily forested areas—researchers can get a more detailed picture of Earth's surface.

Testing, Testing...

So the arrival of the S-band system marked a big occasion for the mission. The equipment was delivered to the JPL Spacecraft Assembly Facility's High Bay 1 clean room—the same room where probes used to explore the solar system, like Galileo, Cassini, and the twin Voyager spacecraft, were built—to be unboxed over the course of several days. "The team is very excited to get their hands on the S-band SAR, " said Pamela Hoffman, NISAR deputy payload manager at JPL. "We had expected it to arrive in late spring or early summer of last year, but COVID impacted progress at both ISRO and NASA. We are eager to begin integrating ISRO's S-SAR electronics with JPL's L-SAR system."

Engineers and technicians from JPL and ISRO will spend the next couple of weeks performing a health check on the radar before confirming that the L-band and S-band SARS work together as intended. Then they'll integrate the S-SAR into part of the satellite structure. Another round of tests will follow to make sure everything is operating as it should.

"NISAR will really open up the range of questions that researchers can answer and help resource managers monitor areas of concern, " said Rosen. "There's a lot of excitement surrounding NISAR, and I can't wait to see it fly."