Een nieuw instrument op weg naar het International Space Station (ISS) zal onderzoekers helpen te leren hoe stofstormen de planeet verwarmen of koelen. NASA's Earth Surface Mineral Dust Source Investigation (EMIT)-missie, die vandaag is gelanceerd, zal het zicht van wetenschappers op gebieden die worden beïnvloed door mineraal stof aanzienlijk verruimen.

"Momenteel zijn de stofeffecten van klimaatverandering gebaseerd op ongeveer 5.000 bodemmonsters voor de hele aarde. EMIT zal meer dan 1 miljard bruikbare metingen verzamelen voor de droge gebieden van de wereld", zegt Planetary Science Institute Senior Scientist Roger Clark, een Mede-onderzoeker van de EMIT-missie. "De mineralogie zal elk gebied van 60 bij 60 meter in droge gebieden van de aarde worden bemonsterd, niet alleen een klein laboratoriummonster, en zal meer dan een miljard locaties meten, waardoor we een veel beter beeld krijgen van de mineralen in stofgenererende Regio's."

Door de wind over continenten en oceanen geblazen, doet stof meer dan de lucht wazig maken, de longen verstoppen en een film op de voorruiten achterlaten. Ook bekend als mineraal stof of woestijnstof, kan het het weer beïnvloeden, het smelten van sneeuw bespoedigen en planten op het land en in de oceaan bevruchten. Deeltjes uit Noord-Afrika kunnen duizenden kilometers over de hele wereld reizen, waardoor fytoplanktonbloei ontstaat, Amazone-regenwouden worden bezaaid met voedingsstoffen en sommige Amerikaanse steden worden bedekt met een sluier van gruis die ook zonlicht absorbeert en verstrooit.

"Het begrijpen van de stofsamenstelling is de sleutel tot het begrijpen van opwarming versus afkoeling en met hoeveel, zowel op regionale als mondiale schaal. Afhankelijk van de samenstelling van het stof kan het de planeet koelen of verwarmen. Donker stof, inclusief stof met ijzeroxiden kan veroorzaakt opwarming, terwijl licht stof kan leiden tot afkoeling. Stof speelt ook een rol in het ecosysteem en de menselijke gezondheid, "zei Clark. "Stof kan voedingsstoffen leveren aan ecosystemen op duizenden kilometers afstand. Stof kan ook ademhalingsproblemen veroorzaken bij mensen en dieren."

EMIT, die aan het ISS zal worden bevestigd, is een beeldvormende spectrometer gebouwd door het Jet Propulsion Laboratory die de mineralogie in droge gebieden die stof genereren, zal identificeren en in kaart brengen. Een beeldspectrometer is als een digitale camera met veel meer mogelijkheden. Een digitale camera neemt beelden op in slechts drie kleuren. EMIT zal beelden opnemen in 288 kleuren, of golflengten, van ultraviolet tot infrarood. Dankzij de fijne details in golflengteonderscheiding kan de precieze compositie op afstand worden gemeten, of het nu vast, vloeibaar of gasvormig is.

EMIT zal een softwaresysteem gebruiken genaamd Tetracorder, ontwikkeld door Clark en collega's van de U.S. Geological Survey, dat nog steeds wordt ontwikkeld bij PSI. Tetracorder is een analyseprogramma voor het publieke domein dat wordt gebruikt om specifieke materialen te identificeren en in kaart te brengen met behulp van spectroscopische gegevens. Het kan ook worden gebruikt om te helpen bij de identificatie van materialen gemeten met laboratoriumspectrometers. Een belangrijk kenmerk van dit programma is de identificatie van materialen. Clark en zijn team schatten dat ze ongeveer 100 mensjaren hebben gestoken in de ontwikkeling van de Tetracorder-software en de spectrale bibliotheken die de kennisbasis vormen van spectrale handtekeningen van materialen.

"Tetracorder is een identificatie- en kaartsysteem dat een cruciale rol zal spelen in het succes van EMIT," zei Clark. "In sommige opzichten is Tetracorder vergelijkbaar met de tricorder in de sciencefictionserie Star Trek, in die zin dat het materialen op afstand identificeert. Maar de tricorder wees alleen de richting naar de gedetecteerde verbindingen. Met beeldspectroscopie en Tetracorder-analyse hebben we de Star Trek overtroffen tricorder in die zin dat we kaarten van verbindingen maken."

Gegevens van het EMIT-instrument worden gedownlinkt naar het Jet Propulsion Laboratory, waar het wordt gekalibreerd en naar Tetracorder wordt gevoerd. De mineralen die door Tetracorder worden gedetecteerd en die belangrijk zijn voor stofmodellering, worden vervolgens naar klimaatmodellen gevoerd, zodat wetenschappers hun rol bij het opwarmen of afkoelen van de planeet kunnen begrijpen.

Tetracorder zal veel andere resultaten opleveren die onderzoekers in andere onderzoeken kunnen gebruiken. Een tetracorderanalyse kan resulteren in kaarten van honderden materialen, minerale mengsels, door de mens gemaakte materialen, vegetatie en vegetatiegezondheid.

Tetracorder is overal in het zonnestelsel gebruikt om water op de maan te ontdekken en in kaart te brengen, en mineralen en verbindingen op Mars en de satellieten van Jupiter en Saturnus in kaart te brengen met behulp van spectrometers op ruimtevaartuigen. Het is ook gebruikt om ecosystemen en geologie op aarde in kaart te brengen met op vliegtuigen gemonteerde instrumenten, en werd ook gebruikt bij het in kaart brengen van het puin bij de ramp met het World Trade Center en om de hoeveelheid olie op het oceaanoppervlak in de Deepwater Horizon-olie van 2010 af te leiden. morsen. Tetracorder wordt ook gebruikt in het NASA SSERVI TREX-project van PSI, waar het operationeel is op een nieuwe generatie rover die wordt ontwikkeld door de Carnegie Mellon University. Tetracorder die op de rover draait, analyseert gegevens van een spectrometer die realtime compositieanalyses biedt waarmee de rover kan helpen bij het nemen van beslissingen over waar te gaan. + Verder verkennen

NASA's nieuwe mineraalstofdetector klaar voor lancering