Twee klimaatsatellieten ter grootte van een schoenendoos zullen binnenkort twee van de meest afgelegen gebieden op aarde bestuderen:het Noordpoolgebied en Antarctica. De NASA-missie zal de hoeveelheid warmte meten die de planeet vanuit deze poolgebieden de ruimte in uitstoot. Informatie die van cruciaal belang is voor het begrijpen van de energiebalans die de aarde binnenkomt en verlaat, en hoe dat het klimaat van de planeet beïnvloedt.

De gegevens van de missie Polar Radiant Energy in the Far-InfraRed Experiment (PREFIRE) zullen ons begrip van het broeikaseffect aan de polen helpen verbeteren – met name het vermogen van waterdamp, wolken en andere elementen van de atmosfeer van de aarde om warmte vast te houden en voorkomen dat het de ruimte in straalt. Onderzoekers zullen deze informatie gebruiken om klimaat- en ijsmodellen bij te werken, wat zal leiden tot betere voorspellingen van hoe het zeeniveau, het weer en de sneeuw- en ijsbedekking waarschijnlijk zullen veranderen in een opwarmende wereld.

Elk van de kubussatellieten van PREFIRE, of CubeSats, zal een thermische infraroodspectrometer gebruiken om de warmte te meten, in de vorm van ver-infrarode energie, die door het aardoppervlak en de atmosfeer de ruimte in wordt uitgestraald.

Hier zijn vijf dingen die je moet weten over deze kleine maar machtige missie:

1. De PREFIRE CubeSats zullen nieuwe informatie verschaffen over hoe de atmosfeer en het ijs van de aarde de hoeveelheid warmte beïnvloeden die vanuit het Noordpoolgebied en Antarctica naar de ruimte wordt uitgestraald.

De CubeSats verzamelen gegevens over de polen met behulp van sensoren die gevoelig zijn voor tien keer meer infrarode golflengten dan welk vergelijkbaar instrument dan ook. De door de missie verzamelde informatie zal ons begrip vergroten van wanneer en waar de polen warmte de ruimte in stoten, en ook waarom het Noordpoolgebied sinds de jaren zeventig meer dan 2,5 keer sneller is opgewarmd dan de rest van de planeet.

2. Deze missie zal zich richten op het ver-infrarode deel van de warmte die de aarde de ruimte in zendt.

Net voorbij het zichtbare deel van het elektromagnetische spectrum bevindt zich het infrarood, een spectrum van licht met een langere golflengte dat kan worden waargenomen als warmte. In wezen vindt alle warmte-emissie van de aarde plaats op infrarode golflengten tussen 4 en 100 micrometer. In de koude poolgebieden van de planeet vindt 60% van de warmte-emissie plaats op ver-infrarode golflengten (langer dan 15 micrometer). Onderzoekers hebben relatief weinig gegevens over welke delen van het Noordpoolgebied en Antarctica deze hitte afgeven. PREFIRE zal helpen dit gebrek aan kennis aan te pakken, waardoor wetenschappers een beter idee krijgen van hoe efficiënt ver-infraroodwarmte wordt uitgezonden door zaken als sneeuw en zee-ijs, en hoe wolken de hoeveelheid ver-infraroodstraling beïnvloeden die naar de ruimte ontsnapt.

3. Gegevens van PREFIRE zullen helpen bij het verbeteren van polaire en mondiale klimaatmodellen.

Door lacunes in onze kennis van het energiebudget van de aarde op te vullen, zal PREFIRE ons begrip verscherpen van wat het verlies van poolijs op land en zee drijft, en van daarmee samenhangende vragen over de stijging van de zeespiegel. Dit zal onderzoekers helpen beter te voorspellen hoe de warmte-uitwisseling tussen de aarde en de ruimte in de toekomst zal veranderen, en hoe die veranderingen van invloed zullen zijn op zaken als het smelten van de ijskap, de atmosferische temperaturen en het mondiale weer. PREFIRE-gegevens zullen voor het publiek beschikbaar zijn via het Atmospheric Science Data Center van NASA.

4. De PREFIRE CubeSats zijn ontworpen om kritische vragen te beantwoorden met behulp van een platform dat goedkoper is dan een satelliet op volledige grootte.

De PREFIRE CubeSats maken gebruik van vooruitgang in spectrometrie om processen te meten die verband houden met het smelten en vormen van ijs, het smelten en ophopen van sneeuw, en veranderingen in de bewolking. Eén enkele satelliet die om de paar dagen dezelfde regio op aarde bezoekt, kan seizoensveranderingen volgen die onderzoekers kunnen gebruiken om klimaatmodellen te verbeteren. Maar het volgen van de interacties tussen het aardoppervlak en de atmosfeer, zoals de hoeveelheid bewolking die tijdelijk de temperatuur van het gebied eronder beïnvloedt, vereist frequentere metingen. Twee satellieten in asynchrone, bijna polaire banen – die op verschillende tijdstippen over een bepaalde plek op aarde vliegen en binnen enkele uren na elkaar naar hetzelfde gebied kijken – zouden enkele van deze verschijnselen op kortere tijdschaal kunnen waarnemen.

5. De PREFIRE-missie helpt de volgende generatie satellietklimaatwetenschappers op te leiden.

NASA ontwikkelde PREFIRE samen met de Universiteit van Wisconsin-Madison, inclusief teamleden van de universiteiten van Michigan en Colorado. Bij de missie is een diverse groep studenten en studenten betrokken, die een aanzienlijk deel van het wetenschapsteam vormen.

Geleverd door NASA