Экспериментальный небольшой спутник успешно собрал и доставил данные по ключевому измерению для прогнозирования изменений климата Земли.
Радиометрическая оценка с использованием вертикально выровненных нанотрубок (RAVAN) CubeSat был запущен на низкую околоземную орбиту 11 ноября 2016 г. с целью тестирования новых технологий, помогающих измерять радиационный дисбаланс Земли, который является разницей между количество солнечной энергии, которая достигает Земли, и количество, которое отражается и излучается обратно в космос. Эта разница, по оценкам, менее одного процента, ответственна за глобальное потепление и изменение климата.
Разработанный для измерения количества отраженной солнечной и тепловой энергии, излучаемой в космос, RAVAN использует две технологии, которые никогда ранее не использовались на орбитальных космических кораблях: углеродные нанотрубки, которые поглощают уходящее излучение, и черное тело с фазовым переходом галлия для калибровка.
Среди самых черных известных материалов углеродные нанотрубки поглощают практически всю энергию электромагнитного спектра. Благодаря своим поглощающим свойствам они хорошо подходят для точного измерения количества энергии, отраженной и излучаемой Землей. Галлий - это металл, который плавится - или меняет фазу - при температуре, близкой к температуре тела, что делает его постоянной точкой отсчета. Радиометры RAVAN измеряют количество энергии, поглощенной углеродными нанотрубками, а ячейки фазового перехода с галлием контролируют стабильность радиометров.
RAVAN начал собирать и отправлять данные о радиации 25 января и в настоящее время находится в эксплуатации намного дольше своего первоначального шестимесячного срока миссии.
«Мы проводили измерения радиации Земли с помощью углеродных нанотрубок и проводили калибровку с помощью ячеек фазового перехода галлия, поэтому мы успешно достигли целей нашей миссии», - сказал главный исследователь Билл Шварц из Лаборатории прикладной физики Джона Хопкинса. в Лорел, штат Мэриленд. В настоящее время он и его команда наблюдают за RAVAN в долгосрочной перспективе, чтобы увидеть, насколько прибор меняется с течением времени, а также проводят анализ данных и сравнивают его измерения с существующими модельными моделями исходящего излучения Земли.
Хотя демонстрация технологии включает в себя один CubeSat, на практике будущая миссия RAVAN будет использовать несколько CubeSat в созвездии. Приборы для измерения исходящей энергии Земли в настоящее время размещены на борту нескольких крупных спутников, и, хотя они имеют высокое пространственное разрешение, они не могут одновременно наблюдать за всей планетой, как могла бы группировка RAVAN CubeSats, объяснил Шварц..
«Мы знаем, что исходящая от Земли радиация сильно меняется во времени в зависимости от таких переменных, как облака, аэрозоли или изменения температуры», - сказал Шварц. «Созвездие может обеспечить глобальное круглосуточное покрытие, которое улучшит эти измерения».
«Эта успешная демонстрация технологии реализует потенциал нового сценария наблюдения для получения очень сложных измерений с использованием спутниковых миссий», - сказал Чарльз Нортон, сотрудник по программной области Управления технологий наук о Земле (ESTO) в NASA Jet Propulsion. Лаборатория в Пасадене, Калифорния. «Что касается его влияния на CubeSats и Smallsats для НАСА, я думаю, что это помогло привести еще один пример того, как эта платформа может быть успешно использована для развития технологий, проверки и науки».
RAVAN и другие миссии CubeSat по изучению Земли финансируются и управляются Управлением технологий наук о Земле (ESTO) НАСА в Отделе наук о Земле. ESTO поддерживает технологов в центрах НАСА, промышленности и научных кругах в разработке и совершенствовании новых методов наблюдения Земли из космоса, от информационных систем до новых компонентов и инструментов.
Малые спутники, в том числе CubeSats, играют все более важную роль в исследованиях, демонстрации технологий, научных исследованиях и образовательных исследованиях в НАСА, включая: исследование планетарного космоса; наблюдения Земли; фундаментальная наука о Земле и космосе; и разработка предшествующих научных инструментов, таких как передовая лазерная связь, межспутниковая связь и возможности автономного движения.