Het International Space Station (ISS) krijgt binnenkort een belangrijk instrument dat in staat is om zeer nauwkeurige metingen uit te voeren van aerosolen en gasvormige bestanddelen in de stratosfeer en troposfeer. Het Stratospheric Aerosol and Gas Experiment III (SAGE III) zal ozon, spuitbussen, waterdamp, en andere atmosferische gassen om de effecten van natuurlijke en door de mens veroorzaakte veranderingen op het mondiale milieu beter te begrijpen.

SAGE III was oorspronkelijk gepland voor lancering naar ISS aan boord van het SpaceX Dragon-vrachtschip in november 2016 bovenop een Falcon 9-draagraket. De missie, aangeduid als CRS-10, zou worden opgetild vanaf het Space Launch Complex 40 van Cape Canaveral Air Force Station (CCAFS). het werd verschillende keren uitgesteld en is momenteel bedoeld voor lancering op 8 februari, 2017 vanaf het lanceercomplex 39A. De vertragingen werden veroorzaakt door een lopend onderzoek naar de explosie van 1 september op de lanceerplaats toen een Falcon 9-raket werd vernietigd tijdens een statische brandtest voorafgaand aan de lancering.

Het SAGE III-instrument werd in november 2015 geleverd door NASA's Langley Research Center aan NASA Kennedy Space Center (KSC) en is nu volledig klaar voor lancering.

"Het afgelopen jaar zijn de laatste aangedreven tests voltooid in de verwerkingsfaciliteit van het KSC-ruimtestation, en in december 2016, de nuttige lading van het instrument en het Nadir Viewing Platform werden overgedragen aan SpaceX voor installatie in de Dragon Trunk van de Falcon 9-raket. De geïntegreerde koffer wacht nu op lancering, " Marilee M. Roell, SAGE III Science Manager bij NASA's Langley Research Center vertelde SpaceFlight Insider.

Roell voegde eraan toe dat al het technische werk is voltooid, behalve een paar items die vóór de vlucht worden verwijderd. Hoewel er een aantal pre-launch reviews zijn gepland, alle voorbereidende activiteiten op het gebied van missieoperaties zijn al voltooid.

"Het team is goed gerepeteerd en we zijn klaar om de missie na de lancering te ondersteunen, ' zei Roel.

Na aankomst bij ISS, SAGE III zal extern op het station worden gemonteerd op de Expedite the Processing of Experiments to Space Station (ExPRESS) Pallet Adapter (ExPA) naar de Express Logistic Carrier (ELC). Het instrument zal tussen 239 en 257 mijl (385 en 415 kilometer) boven het aardoppervlak in een baan van 51,6 graden draaien met een herhalingscyclus van bijna drie dagen. De baan van het station zal naar verwachting de wetenschappelijke waarde van SAGE III-waarnemingen helpen maximaliseren, terwijl het bewijst dat atmosferische wetenschappelijke instrumenten een plaats hebben in het orbitale laboratorium.

Om zijn wetenschappelijke doelen te bereiken, SAGE III is uitgerust met een set gereedschappen met een totale massa van ongeveer 1, 162 pond. (527 kilogram). De belangrijkste nuttige lading is het instrument Sensor Assembly (SA), een roosterspectrometer die ultraviolet en zichtbaar licht meet en een twee-assig aanwijssysteem heeft. SA bevat de Charge Coupled Device (CCD) array-detector die de meetcapaciteit verbetert en mogelijk nieuwe experimentele dataproducten zoals methaan, broommonoxide, en jodiummonoxide, evenals het meten van grotere spuitbussen.

SAGE III is ook uitgerust met de Interface Adapter Module (IAM), het Disturbance Monitoring Package (DMP), het Hexapod-aanwijssysteem (Hexapod Electronics Unit en Hexapod Mechanical Assembly), en de Instrument Control Electronics box. IAM wordt gekarakteriseerd als het "brein" van de nuttige lading van het instrument, het leveren van stroom en rekenkracht aan de payload en fungeren als de interface tussen het instrument en het station. DMP is een miniatuur traagheidsmeeteenheid die alle kleine bewegingen van het ISS zal meten, terwijl het Hexapod-aanwijssysteem zal fungeren als de "benen" van de lading, die het instrument waterpas in een baan om de aarde houden.

De belangrijkste wetenschappelijke doelstelling van de SAGE III-missie is het verkrijgen van hoogwaardige, globale metingen van de belangrijkste componenten van de atmosfeer van de aarde. Vooral, het instrument zal de staat van herstel in de distributie van ozon beoordelen en zal de aerosolmetingen herstellen die nodig zijn voor zowel klimaat- als ozonmodellen. De missie zal naar verwachting meer inzicht krijgen in de belangrijkste processen die bijdragen aan de variabiliteit van ozon en aerosolen.

"Ons uitzicht vanuit het ruimtestation geeft ons een nieuw perspectief op de samenstelling van de atmosfeer. Gegevens van SAGE III, gekoppeld aan modelresultaten, zal wetenschappers in staat stellen de gezondheid van de ozonlaag te monitoren en het herstel van ozon in de stratosfeer te volgen sinds de ratificatie van het Montreal Protocol. Tegen de jaren 2020 - in de meeste gebieden - voorspellen modellen dat ozon ongeveer de helft zal hebben hersteld van de hoeveelheid die verloren was gegaan van de niveaus van vóór 1980. SAGE III zal waardevol zijn bij het beoordelen van de prestaties van de Ozone Mapping and Profiler Suite die vliegt op de Suomi National Polar-orbiting Partnership-satelliet, ' zei Roel.

Gegevens van SAGE III zullen ook helpen om aerosolmetingen te herstellen die cruciaal zijn voor nauwkeurigere langetermijnklimaat- en ozonmodellen. Bovendien, als er nieuwe veranderingen zijn in de ozonlaag, deze gegevens zullen de wetenschappelijke gemeenschap helpen de oorzaak te identificeren en de impact van de veranderingen te beoordelen.

Het begrijpen van de veranderingen in de ozonlaag in de stratosfeer is cruciaal om te bepalen of het herstel van de ozonlaag verloopt zoals verwacht sinds het Protocol van Montreal werd aangenomen.

"We verwachten enig herstel, op basis van modelgegevens, in de hoeveelheid ozon in de stratosfeer sinds de jaren negentig. We zullen ook kijken of er nieuwe veranderingen plaatsvinden in de stratosfeer, ’ merkte Roell op.

Het instrument dat op het ISS zal worden geïnstalleerd, is de tweede SAGE III die de ruimte in wordt gestuurd. De eerste SAGE III werd in december 2001 gelanceerd op het Russische Meteor-3M-ruimtevaartuig. SAGE is een van NASA Langley's langstlopende aardwetenschappelijke missies. Het idee voor het instrument, beginnend in de jaren 70 met het Stratospheric Aerosol Measurement (SAM) instrument, is ontwikkeld en getest in Langley.

"SAM, evenals SAM II, VERSTANDIG, SAGE II, SAGE III Meteor-3M en nu SAGE III/ISS werden allemaal geleid door Langley. Dit laatste project omvatte ook het Nadir Viewing Platform om SAGE in de goede richting te wijzen, evenals andere nieuwe hardware en software, die allemaal zijn ontworpen, gebouwd, geïntegreerd, en getest in Langley, ' zei Roel.

SAGE III op ISS zal worden bediend vanuit het Flight Mission Support Center in Langley. Ball Aerospace &Technologies Corp. bouwde het SAGE III/ISS-instrument in Boulder, Colorado, en de European Space Agency en Thales Alenia Space leverden een hexapod om het instrument in de goede richting te houden terwijl het ISS in de ruimte manoeuvreert.