CloudSat, een NASA-missie die orkanen heeft onderzocht, de wereldwijde sneeuwvalcijfers heeft bijgehouden en andere primeurs op het gebied van weer en klimaat heeft bereikt, heeft zijn activiteiten beëindigd. Oorspronkelijk voorgesteld als een missie van 22 maanden, werd het ruimtevaartuig onlangs buiten gebruik gesteld na bijna 18 jaar observatie van de verticale structuur en het ijs-/watergehalte van wolken.

Zoals gepland werd het ruimtevaartuig, dat het einde van zijn levensduur had bereikt en niet langer regelmatig waarnemingen kon doen, vorige maand in een baan om de aarde gebracht die uiteindelijk zal resulteren in zijn uiteindelijke desintegratie in de atmosfeer.

Bij de lancering in 2006 was de Cloud Profiling Radar van de missie de allereerste radar met een golflengte (W-band) van 94 GHz die ooit in de ruimte vloog. Duizend keer gevoeliger dan typische weerradars op de grond, leverde het een nieuw beeld van wolken op:niet als platte beelden op een scherm, maar als 3D-plakken van de atmosfeer vol ijs en regen.

Voor het eerst konden wetenschappers wolken en neerslag samen waarnemen, zegt Graeme Stephens, hoofdonderzoeker van de missie bij het Jet Propulsion Laboratory van NASA in Zuid-Californië.

"Zonder wolken zouden mensen niet bestaan, omdat ze het zoete water leveren dat het leven zoals wij dat kennen nodig heeft", zei hij. "We noemen ze soms slimme kleine duivels vanwege hun verwarrende eigenschappen. Wolken zijn een raadsel geweest als het gaat om het voorspellen van klimaatverandering."

Wolken herbergen al lang veel geheimen. Vóór CloudSat wisten we niet hoe vaak wolken wereldwijd regen en sneeuw produceren. Sinds de lancering hebben we ook een lange weg afgelegd in het begrijpen hoe wolken de atmosfeer en het oppervlak kunnen koelen en verwarmen, en hoe ze ijsvorming in vliegtuigen kunnen veroorzaken.

CloudSat-gegevens hebben duizenden onderzoekspublicaties geïnformeerd en blijven wetenschappers helpen belangrijke ontdekkingen te doen, waaronder hoeveel ijs- en waterwolken er wereldwijd bevatten en hoe wolken, door warmte in de atmosfeer vast te houden, het smelten van ijs op Groenland en aan de polen versnellen.

De storm doorstaan

Door de jaren heen vloog CloudSat over krachtige stormsystemen met namen als Maria, Harvey en Sandy, glurend onder hun wervelende bladerdaken van cirruswolken. De Cloud Profiling Radar blonk uit in het doordringen van wolkenlagen om wetenschappers te helpen onderzoeken hoe en waarom tropische cyclonen intenser worden.

Gedurende de levensduur van CloudSat hebben zich verschillende problemen voorgedaan die mogelijk een missie zouden kunnen beëindigen, gerelateerd aan de batterij van het ruimtevaartuig en de reactiewielen die worden gebruikt om de oriëntatie van de satelliet te regelen. Het CloudSat-team ontwikkelde unieke oplossingen, waaronder het in winterslaap brengen van het ruimtevaartuig tijdens delen van elke baan zonder daglicht om energie te besparen, en het oriënteren ervan met minder reactiewielen. Dankzij hun oplossingen konden de activiteiten worden voortgezet totdat de Cloud Profiling Radar in december 2023 definitief werd uitgeschakeld.

"Het maakt deel uit van wie we zijn als NASA-familie dat we toegewijde en getalenteerde teams hebben die dingen kunnen doen die nog nooit eerder zijn gedaan", zegt Deborah Vane, CloudSat's projectmanager bij JPL. "We zijn van deze afwijkingen hersteld met technieken die niemand ooit eerder heeft gebruikt."

Zuster-satellieten

CloudSat werd gelanceerd op 28 april 2006, samen met een lidar-dragende satelliet genaamd CALIPSO (afkorting van Cloud-Aerosol Lidar en Infrared Pathfinder Satellite Observation). De twee ruimtevaartuigen sloten zich aan bij een internationale constellatie van weer- en klimaatsatellieten in een baan om de aarde.

Radar en lidar worden als ‘actieve’ sensoren beschouwd omdat ze energiebundels naar de aarde richten – radiogolven in het geval van CloudSat en laserlicht in het geval van CALIPSO – en meten hoe de bundels reflecteren op de wolken en fijne deeltjes (aërosolen) in het gebied. de atmosfeer. Andere in een baan om de aarde draaiende wetenschappelijke instrumenten maken gebruik van 'passieve' sensoren die het gereflecteerde zonlicht of de straling van de aarde of wolken meten.

Met een tussenruimte van minder dan een minuut cirkelden CloudSat en CALIPSO rond de aarde in zonsynchrone banen van de Noordpool naar de Zuidpool, waarbij ze elke dag in de vroege middag en na middernacht de evenaar passeerden. Hun overlappende radar-lidar-voetafdruk sneed door de verticale structuur van de atmosfeer om dunne en dikke wolken te bestuderen, evenals de lagen van in de lucht zwevende deeltjes zoals stof, zeezout, as en roet die de vorming van wolken kunnen beïnvloeden.

De invloed van aerosolen op wolken blijft een sleutelvraag voor projecties van de opwarming van de aarde. Om deze en andere vragen te onderzoeken, zullen de onlangs gelanceerde PACE-satelliet en toekomstige missies in NASA's Earth System Observatory voortbouwen op de erfenis van CloudSat en CALIPSO voor een nieuwe generatie.

"De aarde in 2030 zal anders zijn dan de aarde in 2000", zei Stephens. "De wereld is veranderd en het klimaat is veranderd. Het voortzetten van deze metingen zal ons nieuwe inzichten geven in veranderende weerpatronen."

Geleverd door NASA