Bij temperaturen die onder de -20 graden Fahrenheit kunnen dalen, langs een route die af en toe wordt geblokkeerd door door de wind aangedreven ijsduinen, honderd mijl van andere mensen, een team onder leiding van twee NASA-wetenschappers zal een onontgonnen stuk Antarctisch ijs onderzoeken.

Ze pakken uitrusting voor extreem koud weer en wetenschappelijke instrumenten in op sleden die worden getrokken door twee tankachtige sneeuwmachines genaamd PistenBullys, en op 21 december beginnen ze aan hun reis van twee tot drie weken in een boog rond de Zuidpool.

De expeditie van 470 mijl in een van de meest kale landschappen op aarde zal uiteindelijk de beste beoordeling opleveren van de nauwkeurigheid van gegevens die door de Ice Cloud en land Elevation Satellite-2 (ICESat-2) uit de ruimte zijn verzameld. gelanceerd in 2018. Met een snel vurend laserinstrument, ICESat-2 zal de hoogte van ijskappen meten en veranderingen in de tijd volgen. Zelfs kleine hoeveelheden smelten in uitgestrekte gebieden als Groenland of Antarctica kunnen resulteren in grote hoeveelheden smeltwater die bijdragen aan de zeespiegelstijging.

Om dit te helpen documenteren, De metingen van de hoogteverandering van de ICESat-2 hebben een nauwkeurigheid van minder dan een inch – op de grond gedeeltelijk, met inspanningen zoals deze Antarctische campagne. Het team verzamelt nauwkeurige GPS-gegevens van de hoogte op 88 graden zuiderbreedte, waar de banen van ICESat-2 samenkomen, het verstrekken van duizenden punten waar de onderzoeksmetingen kunnen worden vergeleken met satellietgegevens.

"Deze traverse biedt een extreem uitdagende en extreem koude manier om de nauwkeurigheid van de gegevens te beoordelen, " zei Kelly Brunt, ICESat-2's kalibratie- en validatieleider bij NASA's Goddard Space Flight Center, en een onderzoeker aan de Universiteit van Maryland. "De datasets van ICESat-2 gaan ons ongelooflijke dingen vertellen over hoe het ijs op aarde verandert, en wat dat betekent voor zaken als zeespiegelstijging."

Brunt leidt de vierkoppige campagne vanaf de Zuidpool, samen met ICESat-2's plaatsvervangend projectwetenschapper Tom Neumann. De NASA-wetenschappers zullen ook worden vergezeld door een monteur en een bergbeklimmer. De campagne om deze belangrijke hoogtemetingen te verzamelen is al jaren in de maak, met logistieke hulp van het Amerikaanse Antarctische Programma van de National Science Foundation.

Het wordt een hele koude roadtrip, zei Brunt. Ze zullen wakker worden, koffie zetten (met bonen, met grote zorg gekozen en verpakte koffiedik- en overgietapparatuur), zet de sneeuwmachines en instrumenten aan, en start de dagrit. De twee PistenBully's trekken elk een dikke plastic slee, ongeveer 8 voet breed en 60 voet lang. De sledes – een beetje als extra grote Flexible Flyers, Neumann merkte op - zal zowel tenten als voedsel vervoeren, uitrusting en extra brandstof.

De hele trek is ongeveer 470 mijl (750 km). Het team verlaat de Zuidpool langs een vastgestelde traverse tussen het meest zuidelijke station en McMurdo. Net nadat ze 88 naar het zuiden hebben bereikt, ze zullen draaien en de breedtegraad ongeveer 186 mijl volgen. Vervolgens, ze keren terug naar de paal en creëren een route als een misvormd stuk taart. Met een snelheid van 30 tot 45 mijl per dag, het duurt minstens een paar weken om te voltooien.

"Er zullen tijden zijn dat het stil en attent is, en er zullen andere momenten zijn waarop je rond de sastrugi stuurt - de zandduinen van het ijs - wanneer je die dag niet veel kilometers zult maken, maar ze zullen hard worden gevochten, ' zei Brunt.

Kloven zijn hoogst onwaarschijnlijk in deze dikke, langzaam bewegend gebied van de Antarctische ijskap, ze zei. De diepveldbergbeklimmer van de campagne zal een grondradar bedienen die uitsteekt op een giek voor het leidende voertuig, op zoek naar gaten in het ijs, maar de belangrijkste veiligheidsproblemen zijn blootstelling aan buitentemperaturen (-20s Fahrenheit) en de hoogte (ongeveer 10, 000 voet op de Zuidpool).

De eerste dagen op het Zuidpoolstation zal worden besteed aan het acclimatiseren aan de hoogte, Neumann zei, opmerkend dat de kou, droge lucht maakt de omgeving nog harder. Eenmaal onderweg, echter, hij is van plan om avonden in de elementen door te brengen, gaten graven.

"Ik zal onderweg de dichtheid van de sneeuw meten, "zei hij. Door een put van drie voet diep te scheppen, hij kan lagen sneeuw zien die zich in de loop van tientallen jaren hebben opgebouwd, waarvan sommige moeilijk te doorgronden zijn. "Ze zijn niet super dik, maar ze zijn zo oud dat de sneeuwkorrels aan elkaar zijn gehecht als cement."

Wanneer ICESat-2 begint met het verzamelen van hoogtegegevens, de metingen van de sneeuwdichtheid en de gegevens van de grondradar zullen helpen bepalen hoeveel massa verloren gaat wanneer de ijskap in hoogte daalt.

De traverse van 88 graden is ook een kans voor Brunt en Neumann om de kansen te benutten. Op drie verschillende plaatsen langs de route, ze zullen een raster van negen reflectorkubussen opzetten, elk niet groter dan het topje van een pink. Ze markeren de exacte breedtegraad, Lengtegraad, en hoogte van elke kubus.

Vervolgens, zodra ICESat-2 operationeel is, ze zullen wachten. Als een van de zes laserstralen van de satelliet een kubus raakt, het gespiegelde materiaal van de kubus zal het laserlicht terugkaatsen met een veel hogere intensiteit dan normaal. Omdat ze de exacte locatie en hoogte van de kubus kennen, ze kunnen de nauwkeurigheid van de satellietgegevens nog nauwkeuriger controleren dan met de traversegegevens.

"Als je dat kleine puntje raakt, je weet precies waar de laser de grond raakte, ' zei Brunt. 'Maar dat punt raken is zowel mikken als geluk. Het is moeilijk. Maar, door ze op 88 graden te plaatsen, waar je zoveel banen hebt die elkaar kruisen en zoveel data, het is gewoon een statistiekspel."

Na de overtocht, de wetenschappers zullen terugkeren naar de Verenigde Staten, op hun schreden terugkeren van het Zuidpoolstation, naar McMurdo Station, naar Nieuw-Zeeland en naar huis. Met hen:harde schijven vol gegevens om de nauwkeurigheid van ICESat-2 te helpen begrijpen.