NASA lanceert niet eerder dan 12 juni de eerste twee van zes kleine satellieten om de vorming en ontwikkeling van tropische cyclonen bijna elk uur te bestuderen - ongeveer vier tot zes keer vaker dan mogelijk is met de huidige satellieten. Dit is de eerste van drie CubeSat-lanceringen voor NASA's Time-Resolved Observations of Precipitation-structuur en stormintensiteit met een Constellation of Smallsats (TROPICS) -missie. De overige satellieten zullen dit jaar tijdens twee opeenvolgende lanceringen in hun banen worden geplaatst. Als dit lukt, zullen de TROPICS-satellieten worden verspreid over drie orbitale vlakken om vaker een groter deel van de wereld te bestrijken.

"TROPICS zal ons zeer frequente beelden van tropische cyclonen geven, inzicht verschaffen in hun vorming, intensivering en interactie met hun omgeving en cruciale gegevens leveren voor het monitoren en voorspellen van stormen", zegt Scott Braun, onderzoeksmeteoroloog bij NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt , Maryland.

Gezamenlijk bezoeken de weersatellieten die zich momenteel in een lage baan om de aarde bevinden - zoals NOAA-20, de gezamenlijke NASA en National Oceanic and Atmospheric Administration Suomi NPP-satelliet en andere van NASA's partners - eens in de vier tot zes uur een storm. "Dus we missen veel van wat er in de storm gebeurt", legt Bill Blackwell uit, hoofdonderzoeker van de TROPICS-missie en onderzoeker aan het Massachusetts Institute of Technology Lincoln Laboratory in Lexington, Massachusetts. De TROPICS-constellatie zal wetenschappers frequentere updates geven, een aanvulling op de gegevens die zijn verzameld door bestaande weersatellieten in een lage baan om de aarde en wetenschappers in staat stellen elke storm van begin tot eind te zien.

Drie lanceringen zullen de zes satellieten paarsgewijs in drie enigszins verschillende lage banen om de aarde plaatsen, allemaal onder een hoek van bijna 30 graden boven de evenaar. Dit maximaliseert de hoeveelheid tijd die de satellieten besteden aan het passeren van het deel van de aarde waar de meeste tropische cyclonen zich vormen - een horizontale band die zich uitstrekt van ongeveer de Mid-Atlantische regio van de Verenigde Staten tot de zuidkust van Australië, ongeveer tussen 38 graden noorderbreedte en zuidelijke breedtegraden. Idealiter zal een van de TROPICS-satellieten ongeveer één keer per uur over een bepaald gebied binnen die band gaan.

Alle materie - inclusief waterdamp, zuurstof en wolken in de atmosfeer - straalt energie uit in de vorm van warmte en licht, een fenomeen dat bekend staat als de wet van Planck. Elk van de TROPICS-satellieten heeft een instrument dat een microgolfradiometer wordt genoemd en dat deze atmosferische emissies meet. De sensoren voeren passieve metingen uit die vergelijkbaar zijn met die van de Advanced Technology Microwave Sounder (ATMS)-instrumenten op huidige weersatellieten in een lage baan om de aarde.

De microgolfradiometer aan boord van elke TROPICS-satelliet meet microgolffrequenties van ongeveer 90 tot 205 gigahertz. Deze frequenties vertellen wetenschappers over de temperatuur, neerslag, vochtigheid en andere kenmerken van de storm en de omringende atmosfeer. De hoeveelheid warmte en licht - of straling - op deze frequenties komt van verschillende hoogten, waardoor de TROPICS-satellieten driedimensionale beelden kunnen maken van de omgeving van de cyclonen. De frequenties die TROPICS gebruikt, zijn ook erg gevoelig voor kenmerken van ijs en wolken, wat meteorologen zal helpen bestuderen hoe tropische cyclonen zich ontwikkelen en intensiveren. De frequenties van TROPICS zijn echter minder gevoelig voor de temperatuur en vochtigheid onder de wolken - iets waar de ATMS-instrumenten aan boord van de NOAA-20- en Suomi-NPP-satellieten in uitblinken. Samen zullen de gegevens van TROPICS en de huidige weersatellieten wetenschappers helpen hun begrip van tropische cyclonen te verfijnen.

"Met de TROPICS-constellatie zullen we veel frequentere waarnemingen hebben van tropische cyclonen en in golflengten die ons kunnen helpen de thermodynamische structuur in het oog en in de stormomgeving te begrijpen", zei Blackwell.

Als alles volgens plan verloopt, zullen de zes TROPICS-satellieten zich aansluiten bij de TROPICS Pathfinder-satelliet, een proof-of-concept CubeSat die in juni 2021 werd gelanceerd. Sindsdien heeft de pathfinder beelden vastgelegd van verschillende tropische cyclonen, zoals orkaan Ida over de Verenigde Staten, de cycloon Batsirai boven Madagaskar en de supertyfoon Mindulle boven het oosten van Japan. De pathfinder-satelliet heeft het TROPICS-onderzoeksteam ook de mogelijkheid geboden om de software en operationele procedures van de satellieten te verfijnen voordat de constellatie wordt gelanceerd. Bovendien is de pathfinder al gekalibreerd en kan deze dienen als kalibratiereferentie voor de rest van de TROPICS-satellieten. Dat zou de TROPICS CubeSats helpen om snel bruikbare gegevens te produceren.

"Het TROPICS-team is super enthousiast om de constellatie aan de gang te krijgen, vooral na het succes van de pathfinder", aldus Blackwell. + Verder verkennen

NASA's TROPICS Pathfinder-satelliet produceert wereldwijde beelden van het eerste licht en legt orkaan Ida vast