Science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Twee kleine NASA-satellieten zullen bodemvocht en vulkanische gassen meten

NASA-ingenieurs Austin Tanner (links) en Manuel Vega staan ​​naast SNoOPI, een afkorting van Signals of Opportunity P-Band Investigation, in de cleanroomfaciliteit van NanoRacks in Houston. Credit:NASA / Denny Henry

Twee NASA-padvindingsmissies zijn onlangs ingezet in een lage baan om de aarde, waar ze nieuwe technologieën demonstreren voor het observeren van atmosferische gassen, het meten van zoetwater en zelfs het detecteren van tekenen van potentiële vulkaanuitbarstingen.



De Signals of Opportunity P-Band Investigation (SNoOPI), een radio-ontvanger met weinig ruis, test een nieuwe techniek voor het meten van bodemvocht in de wortelzone door gebruik te maken van radiosignalen geproduceerd door commerciële satellieten – een grote klus voor een 6U CubeSat ter grootte van een schoenendoos.

Daarnaast meet de Hyperspectral Thermal Imager (HyTI) sporengassen die verband houden met vulkaanuitbarstingen. HyTI, ook een 6U CubeSat, zou de weg kunnen vrijmaken voor toekomstige missies gericht op het detecteren van vulkaanuitbarstingen, weken of maanden van tevoren.

Beide instrumenten werden op 21 maart gelanceerd vanaf NASA's Cape Canaveral Space Force Station naar het internationale ruimtestation aan boord van SpaceX's Dragon-vrachtruimtevaartuig als onderdeel van de 30e commerciële bevoorradingsmissie van het bedrijf. Op 21 april werden de instrumenten vanuit het station in een baan om de aarde gebracht.

'Vliegende aas' voor het vinden van zoet water in grond en sneeuw

Als meettechniek "proberen signalen van kansen te hergebruiken wat al bestaat", zegt James Garrison, hoogleraar luchtvaart en ruimtevaart aan de Purdue University en hoofdonderzoeker voor SNoOPI.

Garrison en zijn team zullen proberen de P-band radiosignalen te verzamelen die door veel commerciële telecommunicatiesatellieten worden geproduceerd en deze opnieuw te gebruiken voor wetenschappelijke toepassingen. Het instrument maximaliseert de waarde van in de ruimte gestationeerde activa die zich al in een baan om de aarde bevinden, en transformeert bestaande radiosignalen in onderzoeksinstrumenten.

SNOOPI zal een prototype maken van een nieuwe techniek voor het meten van bodemvocht. Krediet:NASA

"Door te kijken naar wat er gebeurt als satellietsignalen weerkaatsen op het aardoppervlak en dat te vergelijken met het signaal dat niet is gereflecteerd, kunnen we belangrijke eigenschappen extraheren over het oppervlak waar het signaal reflecteert", aldus Garrison.

P-band radiosignalen zijn krachtig en dringen het aardoppervlak binnen tot een diepte van ongeveer 30 cm. Dit maakt ze ideaal voor het bestuderen van het bodemvocht in de wortelzone en het sneeuwwaterequivalent.

"Door de hoeveelheid water in de bodem te monitoren, krijgen we een goed inzicht in de gewasgroei. We kunnen ook de irrigatie op intelligentere wijze monitoren", aldus Garrison. "Op dezelfde manier is sneeuw erg belangrijk omdat dat ook een plaats is waar water wordt opgeslagen. Het was moeilijk om op wereldschaal nauwkeurig te meten met teledetectie."

Hoog tijd voor HyTI en thermische beeldvorming met hoge resolutie

"Ik bestudeer vulkanen vanuit de ruimte om te proberen uit te vinden wanneer ze beginnen en stoppen met uitbarsten", zegt Robert Wright, directeur van het Hawaii Institute of Geophysics and Planetology aan de Universiteit van Hawai'i in Mānoa en de hoofdonderzoeker van HyTI.

HyTI, een afkorting van Hyperspectral Thermal Imager, test een nieuw instrument voor het meten van thermische straling. Krediet:NASA

Hyperspectrale beeldsensoren zoals HyTI meten een breed spectrum aan thermische stralingssignaturen en zijn vooral nuttig voor het karakteriseren van gassen in lage concentraties. Wright en zijn team hopen dat HyTI hen zal helpen de concentraties van zwaveldioxide in de atmosfeer rond vulkanen te kwantificeren.

Weken of zelfs maanden voordat vulkanen uitbarsten, stoten ze vaak grotere hoeveelheden zwaveldioxide en andere sporengassen uit. Het meten van deze gassen zou kunnen duiden op een naderende uitbarsting. De gevoeligheid van HyTI voor thermische straling zal ook nuttig zijn voor het observeren van waterdamp en convectie.

"Er zijn twee wetenschappelijke doelstellingen voor HyTI. We willen proberen te verbeteren hoe we kunnen voorspellen wanneer een vulkaan zal uitbarsten en wanneer een vulkaanuitbarsting zal eindigen", aldus Wright. "En we gaan ook het bodemvochtgehalte meten in verband met droogte."

Via het Earth Science Technology Office (ESTO) werkte NASA nauw samen met zowel Garrison als Wright om hun onderzoek te helpen transformeren in volledig functionerende, ruimteklare prototypes.

"Het ESTO-programma zorgt ervoor dat wetenschappers interessante ideeën kunnen hebben en deze daadwerkelijk in de praktijk kunnen brengen", aldus Wright. Garnizoen was het daarmee eens. "ESTO is een geweldige partner geweest."

Geleverd door NASA




Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Hoe antidepressiva werken
  2. Wetenschappers maken apparaat voor ultranauwkeurige genoomsequencing van afzonderlijke menselijke cellen
  3. Tijgers klampen zich vast aan overleving in steeds meer gefragmenteerde bossen op Sumatras
  4. Heeft de Noordpool Californië teisteren? Honderden trekkende zeevogels spoelen aan
  5. Beren in de Washingtons North Cascades:wat je moet weten als je er een ziet
  6. Verontwaardiging na koala gevonden vastgeschroefd aan paal in Australië
  7. Het voordeel van het hebben van veel replicatie-origines in een eukaryotisch chromosoom
  8. Oude kikkers in massagraf stierven door te veel seks, zegt nieuw onderzoek
  9. Vonnis voor natuurmysterie in Nevada, waar uit DNA-tests blijkt dat wolven coyotes waren

Wetenschap