Wetterverfolgung ist eine schwierige Arbeit und hat sich in der Vergangenheit auf Satelliten verlassen, die groß sind und Millionen von Dollar kosten, um ins All zu starten. Und angesichts der Bedrohung durch den Klimawandel, die Dinge wie tropische Stürme, Tornados und andere Wetterereignisse auf der ganzen Welt gewalttätiger macht, sind die Menschen zunehmend auf Frühwarnungen und Echtzeitüberwachung angewiesen.
Die NASA möchte dies jedoch ändern, indem sie eine neue Generation von Wettersatelliten einsetzt, die die jüngsten Fortschritte bei der Miniaturisierung nutzen. Diese Satellitenklasse ist als RainCube (Radar in CubeSat) bekannt, der mithilfe experimenteller Technologie Stürme erkennt, indem Regen und Schnee mit sehr kleinen und hoch entwickelten Instrumenten erfasst werden.
Der kleine Satellit, der bereits im Juli von der Internationalen Raumstation (ISS) aus eingesetzt wurde, ist ein Prototyp eines Technologie-Demonstrators für eine mögliche Flotte von RainCubes. In diesem Experiment wurde untersucht, ob kostengünstige Miniatursatelliten mit kleinen Radargeräten Echtzeitdaten zu Wettersystemen und Stürmen liefern können.
Wie Graeme Stephens, Direktor des Zentrums für Klimawissenschaften am Jet Propulsion Laboratory der NASA, in einer kürzlich veröffentlichten Pressemitteilung der NASA erklärte:
"Wir haben keine Möglichkeit zu messen, wie sich Wasser und Luft bei Gewittern weltweit bewegen. Wir haben darüber überhaupt keine Informationen, aber es ist so wichtig, um Unwetter vorherzusagen und sogar, wie sich Regen in einem zukünftigen Klima ändern wird. "
Um Wetteränderungen in der Erdatmosphäre zu überwachen, verwendet der RainCube eine Art Radar, der ähnlich wie Sonar funktioniert. Grundsätzlich sendet die schirmähnliche Antenne spezielle Radarsignale (Zwitschern) aus, die von Regentropfen abprallen und Wissenschaftlern helfen, ein Bild von der Innenseite eines Sturms zu erstellen. Diese Technologie wurde entwickelt, um kleinen Raumfahrzeugen die Möglichkeit zu geben, ein Signal zu senden, das stark genug ist, um in einen Sturm zu blicken.
"Das Radarsignal durchdringt den Sturm, und dann erhält das Radar ein Echo zurück", sagte die Untersuchungsleiterin Eva Peral. "Wenn das Radarsignal tiefer in die Schichten des Sturms eindringt und den Regen in diesen Schichten misst, erhalten wir eine Momentaufnahme der Aktivität innerhalb des Sturms."
Bereits im August schickte der RainCube im Rahmen einer Technologiedemonstration seine ersten Bilder eines Sturms über Mexiko zurück. Die zweite Veröffentlichung von Bildern im September hat den ersten Niederschlag des Hurrikans Florenz gefangen. Wie Simone Tanelli, die Co-Ermittlerin von RainCube, erklärte:
"Es gibt eine Vielzahl von bodengestützten Experimenten, die eine enorme Menge an Informationen geliefert haben, und deshalb sind unsere Wettervorhersagen heutzutage nicht so schlecht. Sie bieten jedoch keine globale Sicht. Es gibt auch Wettersatelliten, die eine solche globale Sicht bieten, aber was sie Ihnen nicht sagen, ist, was im Sturm passiert. Und hier finden die Prozesse statt, die einen Sturm wachsen und / oder verfallen lassen. "
RainCube soll Stürme nicht selbst verfolgen, sondern vielmehr demonstrieren, dass ein Mini-Regenradarsystem funktionieren kann. Langfristig ist geplant, Schwärme dieser Miniatursatelliten einzusetzen (deren Start aufgrund ihrer Größe viel billiger wäre), um dann alle paar Minuten Stürme zu verfolgen und aktualisierte Informationen weiterzuleiten.
Letztendlich könnten sie Daten liefern, die zu besseren Wettermodellen führen könnten, mit denen die Bewegung von Regen, Schnee, Schneeregen und Hagel vorhergesagt werden kann. "Wir werden tatsächlich viel interessantere aufschlussreiche Wissenschaft mit einer Konstellation betreiben als mit nur einer von ihnen", sagte Stephens. "Was wir in den Geowissenschaften lernen, ist, dass die räumliche und zeitliche Abdeckung wichtiger ist als ein wirklich teures Satelliteninstrument, das nur eines tut."
Und dank des erfolgreichen Technologietests scheint dies eines Tages wahrscheinlich der Fall zu sein. "Was RainCube einerseits bietet, ist eine Demonstration von Messungen, die wir heute im Weltraum durchführen", fügte Stephens hinzu. „Aber was es wirklich zeigt, ist das Potenzial für eine völlig neue und andere Art, die Erde mit vielen kleinen Radargeräten zu beobachten. Das eröffnet einen völlig neuen Blick auf den Wasserkreislauf der Erde. “
Ob es sich um die Beobachtung der Erde oder entfernter Galaxien handelt, Miniaturisierung und Schwarmrobotik werden untersucht, um eine kostengünstigere Astronomie zu erreichen. In den kommenden Jahren könnte alles, von Beobachtungen bis hin zu Telekommunikationsdiensten, von Satelliten bereitgestellt werden, die einen Bruchteil der Größe und damit einen Bruchteil der Startkosten ausmachen.
