p Na terra, muitas vezes olhamos para o céu desejando saber o que reside no resto do universo. Enquanto isso, 250 milhas acima do nosso planeta, a Estação Espacial Internacional está olhando para trás. p Acima de nós, vários instrumentos de observação da Terra são montados no exterior de vários módulos da estação, incluindo um membro cheio de câmeras, caixas, e ferramentas que ficam penduradas na borda do Módulo Experimental Japonês (JEM) da estação. Os CubeSats observadores da Terra são implantados regularmente a partir da eclusa de ar da estação. Astronautas tiram fotos do planeta das janelas do laboratório em órbita. Este posto avançado até conduz experimentos de ciências da Terra. Todo esse trabalho fornece uma visão sobre o clima de nossa casa e como podemos nos preparar para as mudanças que se avizinham.

p "Se você não tem um bom entendimento de como as coisas podem mudar, você está em uma posição muito ruim para ser capaz de lidar com isso quando eles o fazem, "diz William Stefanov, gerente do Exploration Science Office no Johnson Space Center da NASA em Houston.

p O tempo reflete as condições da atmosfera em um curto período de tempo, e o clima é como a atmosfera "se comporta" ao longo de décadas, centenas de anos, ou mesmo períodos geológicos, diz Stefanov.

p Isso significa que os fatores que influenciam nosso clima devem ser monitorados por longos períodos. Seus mais de 20 anos em órbita tornam a estação espacial um ótimo lugar para coletar esses dados de longo prazo. As informações combinadas criam um conjunto de dados exclusivo que nos ajuda a informar as decisões climáticas e, potencialmente, desenvolver soluções para questões ambientais.

p Olhos na terra

p A estação espacial oferece uma perspectiva planetária única com um caminho orbital que passa por mais de 90 por cento da população da Terra. Seus aproximadamente 52 graus de inclinação orbital permitem que os astronautas e cargas úteis de observação da Terra vejam o sol nascer e se pôr 16 vezes por dia em todo o mundo.

p "Essa órbita permite que a estação espacial passe sobre diferentes pontos da Terra em diferentes horas do dia ou da noite e colete dados. É um conjunto de dados fundamentalmente diferente do que a maioria dos outros instrumentos de sensoriamento remoto coletam em satélites de vôo livre, "diz Stefanov.

p Montado do lado de fora do laboratório orbital, cargas úteis internacionais, como ECOSTRESS, GEDI, OCO-3, DESIS, TSIS (também conhecido como TSIS-1), e a HISUI coletam individualmente dados relacionados ao clima. Em combinação, eles fornecem um conjunto exclusivo de medições que podem impulsionar a vanguarda da pesquisa ambiental.

p "A equipe OCO-3 quer entender as plantas e seu papel no ciclo do carbono, "diz a cientista do projeto OCO-3 Annmarie Eldering, do Laboratório de propulsão a jato da NASA, no sul da Califórnia." Acontece que nosso vizinho da estação espacial ECOSTRESS está observando como as plantas respondem ao estresse. E então há GEDI, que está olhando quanto material vegetal está no solo. Os cientistas que estão pensando sobre as plantas e seu papel no ciclo do carbono estão super entusiasmados. Ouvimos muitas discussões sobre como podemos usar todos os dados juntos para entender melhor as plantas. "

p O sensor OCO-3 usa reflexos da luz solar através da atmosfera para medir variações no dióxido de carbono atmosférico, observando mudanças de menos de uma única parte por milhão.

p "A maioria dos gases, como o ozônio, monóxido de carbono, ou vapor de água duplo ou triplo na concentração atmosférica quando eles estão poluídos, por isso é muito fácil de detectar. Mas para o dióxido de carbono, é extremamente difícil ver as mudanças, "diz Eldering.

p Medir essas pequenas mudanças pode ser a chave para responder a perguntas de longa data sobre o dióxido de carbono atmosférico.

p "Felizmente para nós, as plantas e os oceanos absorvem cerca de metade das emissões de dióxido de carbono geradas pelo homem todos os anos. Mas ainda existem mistérios sobre como eles fazem isso, porque o valor é diferente a cada ano, e como a absorção acontecerá no futuro, "diz Eldering." Nossos dados se destinam a ajudar a responder a esse tipo de pergunta. "

p O armazenamento e a remoção de carbono também foram investigados dentro e fora da estação. Fotobiorreator examinou se microalgas poderiam ajudar a fechar o ciclo de carbono em sistemas de suporte de vida, e Experimento do Kuwait:E. coli C5 estudou o efeito da microgravidade em bactérias E. coli que foram modificadas para consumir dióxido de carbono como fonte de alimento. Imagens tiradas pela carga útil da ex-estação espacial HICO até ajudaram a desenvolver um algoritmo para detectar o Harmful Algal Blooms. As algas desempenham um papel importante no ciclo global do carbono, e as florações são responsáveis ​​por grande parte da absorção de carbono do oceano.

p Com outros dispositivos, como o SAGE-III de rastreamento de ozônio, ISS-LIS e ASIM monitorando relâmpagos, e TSIS rastreando a energia total fluindo do Sol para a Terra, experimentos de estação avançam numerosos registros e modelos climáticos.

p “A mudança climática apresenta o que talvez seja o maior desafio ambiental da humanidade, "diz o ex-investigador principal do TSIS e professor da Universidade de Colorado Boulder, Peter Pilewskie." Monitorando a energia que flui para dentro, dentro de, e fora do sistema sustenta nossa capacidade de entender como funciona o sistema climático, reconheça que está mudando, e identificar os mecanismos responsáveis ​​pelas mudanças climáticas. "

p Station oferece um padrão, plataforma capaz de abrigar experimentos de observação da Terra, como o TSIS. Do tamanho de um campo de futebol e equipado com vários pontos de fixação, bastante capacidade de dados, e uma grande fonte de alimentação (prevista para se tornar ainda maior com a próxima instalação dos painéis solares iROSA, a estação espacial pode hospedar uma grande variedade de instrumentos simultaneamente.

p A disponibilidade desses recursos tornou a estação uma ótima opção de última hora para a equipe do TSIS colocar rapidamente sua carga útil em órbita. Depois de alguns atrasos, a equipe estava enfrentando uma falha potencial de instrumentos de rastreamento anteriores antes que o TSIS pudesse ser lançado.

p "Começou a ficar muito terrível, porque a precisão do registro do clima é mantida em seu nível mais alto possível quando o registro de dados é contínuo, "diz Pilewskie." Por causa da estação espacial, fomos capazes de continuar este registro. "

p Depois que os pesquisadores aprendem os fundamentos da criação de uma carga útil para a estação espacial, eles podem aplicar esse conhecimento a projetos de estações futuras. Pilewskie já está trabalhando em seu próximo experimento, CLARREO Pathfinder, programado para ser lançado nos próximos anos.

p "O valor que ganhamos operando um instrumento na estação que precisava apontar com muita precisão não pode ser subestimado, "diz Pilewskie." Temos que fazer a mesma coisa com CLARREO Pathfinder, portanto, estamos usando alguns dos mesmos motores que usamos para acionar os instrumentos TSIS. "

p A CLARREO planeja estudar o clima da Terra fazendo medições da luz do sol refletida pela Terra e pela Lua com incerteza cinco a dez vezes menor do que as medições dos sensores existentes.

p O elemento humano

p Não são apenas sensores monitorando nosso planeta de cima. As pessoas também.

p As janelas da estação espacial fornecem uma oportunidade para fotografias de astronautas e coleta manual de dados climáticos. Os astronautas tiraram mais de 4 milhões de imagens da Terra do espaço (mais de 3,5 milhões da estação espacial), contribuindo para um dos registros mais antigos de como a Terra mudou ao longo do tempo. As observações da tripulação da Terra atualmente apóiam uma série de estudos de iluminação noturna urbana, monitoramento de geleiras e vulcões, e estudos de processos atmosféricos afetados por poderosas erupções vulcânicas. As imagens também são utilizadas em investigações ecológicas, incluindo um projeto colaborativo chamado AMASS, que rastreou as rotas de migração de pássaros e os efeitos das mudanças que ocorrem ao longo dessas rotas.

p Essas imagens também apoiam os esforços de socorro em desastres para eventos como furacões e incêndios florestais. Depois de receber a notificação de que ocorreu um desastre natural, os cientistas em terra determinam se a tripulação será capaz de ver aquela área enquanto orbita acima. Se então, a tripulação captura e envia imagens de volta para a Terra. As fotos são então georreferenciadas para uso por equipes de perigo no terreno. Imagens de astronautas têm sido úteis para eventos de incêndios florestais, por exemplo, mostrando aos respondentes para onde a nuvem de fumaça está indo.

p Implantando além da estação

p Station estende seu impacto na ciência do clima implantando CubeSats em órbita baixa da Terra. Esses dispositivos do tamanho de uma caixa de sapato, que contêm demonstrações de tecnologia ou testam novos tipos de ciência do clima, lançar para a estação junto com milhares de libras de outras investigações de pesquisa e suprimentos de carga. Os astronautas os descarregam e os preparam na estação e, em seguida, os colocam para fora da eclusa de ar da estação.

p "Muitos dos nossos satélites menores, CubeSats, estão recebendo caronas por causa da estação espacial. Esse tem sido um ótimo recurso para pequenos programas, especialmente universidades ou centros da NASA tentando colocar alguns pequenos projetos em andamento. CubeSats pode ser o primeiro trampolim para coisas maiores, "diz o investigador principal do TSIS e do NanoRacks-MinXSS, Tom Woods." A estação espacial oferece muitas oportunidades para levar essas coisas menores para o espaço. "

p Mais de 250 CubeSats foram lançados da estação, incluindo muitas cargas úteis centradas no clima. Por exemplo:

• O NanoRacks-MinXSS CubeSat projetado por estudantes teve como objetivo uma melhor compreensão da energia solar de raios-X e como ela afeta as camadas superiores da atmosfera da Terra.
• O satélite DIWATA-1 fornece informações de sensoriamento remoto para as Filipinas, observando desastres meteorológicos como tufões e chuvas fortes localizadas.
• O HARP CubeSat nos ajuda a entender melhor como as nuvens e os aerossóis afetam o clima, clima, e qualidade do ar.

p Conforme o clima da Terra muda, a Estação Espacial Internacional estará assistindo de cima, ajudando a fornecer percepções exclusivas necessárias para manter nosso planeta seguro.