COWVR ve TEMPEST cihazları, NASA’nın Uluslararası Uzay İstasyonuna Aralık 2021 ticari ikmal görevi için bir SpaceX Dragon kargo uzay aracının bagajında bulunuyor. Kredi bilgileri: SpaceX
Salı günü uzay istasyonuna fırlatılan COWVR ve TEMPEST iki enstrümanı, hava tahmini için önemli bilgilerin toplanmasında büyük gelişmelere yol açabilir.
Kompakt Okyanus Rüzgarı Vektör Radyometresi (COWVR) bir mini buzdolabından daha büyük değildir. Fırtınalar ve Tropik Sistemler için Zamansal Deney (TEMPEST) daha da küçüktür – yaklaşık olarak bir mısır gevreği kutusu büyüklüğündedir. Yine de bu iki kompakt bilim aracı, büyük bir iş yapmak için tasarlandı: kendi boyutlarının birçok katı büyüklüğünde ve çok düşük bir maliyetle hava durumu uydularıyla aynı yüksek kaliteli atmosferik gözlemleri yapmak.
Tarafından inşa edildi NASAGüney Kaliforniya’daki Jet Propulsion Laboratuvarı’nda, iki radyometre ABD Hava Kuvvetleri’nin Uzay Test Programı-Houston 8’in (STP-H8) bir parçası ve SpaceX’in ajans için 24. ticari ikmal görevinin bir parçası olarak Salı günü Uluslararası Uzay İstasyonuna gidiyor. . Teknoloji gösterileri olarak kabul edilirler ve planlandığı gibi çalışırlarsa, hava tahmini teknolojik bir destek için olabilir.
Aralık 2021’de Uluslararası Uzay İstasyonuna giden COWVR cihazı, 2015’teki bir termal test sırasında. Kredi: NASA/JPL-Caltech
COWVR ve TEMPEST hakkında bilmeniz gereken beş şey:
1. Çok daha büyük öncülleriyle aynı yüksek kaliteli verileri toplamayı hedefliyorlar.
COWVR ve TEMPEST birlikte, bilim insanlarının hava ve iklim tahminleri üretmek için kullandıkları birçok veri noktasını sağlayacak: Sadece okyanus yüzeyinde esen rüzgarların hızını ve yönünü değil, aynı zamanda yağışı, atmosferik nemi, nemin nasıl olduğunu da ölçecekler. okyanus yüzeyinde ve atmosferde dikey olarak dağıtılır ve diğer koşullar.
2003’ten 2020’ye kadar bu tür ölçümler, ABD Savunma Bakanlığı’nın Coriolis uydusunda bulunan 990 pound (450 kilogram) Windsat cihazı tarafından elde edildi. Windsat, beklenen ömrünün çok ötesinde sürdü. COWVR ve TEMPEST göreve hazır olduklarını kanıtlarlarsa, onlar (ve onlar gibi küçük cihazlar) veri kalitesinden ödün vermeden daha büyük, eskiyen uyduların yerini alabilecekler.
2. Fırtına tahminlerini iyileştirme potansiyeline sahiptirler.
COWVR ve TEMPEST, gezegenimizi düşük Dünya yörüngesinde batıdan doğuya günde yaklaşık 16 kez çevreleyen uzay istasyonuna bağlanacak. İstasyonun benzersiz yörüngesi nedeniyle, iki cihaz zamanlarının çoğunu orta enlemler ve tropikler – fırtınaya eğilimli alanlar – üzerinde geçirecek ve diğer yörüngelerdeki sensörlerden daha sık tekrar ziyaret edecek. Ek veriler, bilim adamlarının fırtına oluşumunu daha iyi anlamalarına ve gelişen fırtına sistemlerini daha iyi takip etmelerine yardımcı olacaktır.
COWVR ve TEMPEST, verileri şu anda kullanılan diğer bazı araçlardan daha hızlı bir şekilde Dünya’ya geri gönderebilecek ve bilim adamlarının ve tahmincilerin birçok fırtınanın maruz kaldığı hızlı yoğunluğu neredeyse gerçek zamanlı olarak izlemelerini sağlayacak. COWVR’nin baş araştırmacısı Shannon Brown, “Uyduların çoğu dünya çapında sadece birkaç yer istasyonuyla iletişim kurar ve bu zaman alır” dedi. JPL. “Veriler, daha yere inmeden önce birkaç saat eski olabilir ve sonra yine de işlenmesi gerekiyor.”
COWVR ve TEMPEST bunun yerine verilerini NASA’nın izleme ve veri aktarma uydusu aracılığıyla Dünya’ya geri gönderecek (TDRS) takımyıldız. “TDRS esasen doğrudan bir veri akışı sağlar. Yani, sensörler büyük bir kasırga veya siklonun üzerinden geçtiğinde, bu verileri anında alacaksınız,” dedi Brown. “Geleneksel yaklaşımla genellikle mevcut olmayan, güncel gözlemler olacak” – ve hayat kurtarabilecek bir şey.
3. Kapsamlı verileri, hava ve iklim modeli tahminlerini iyileştirebilir.
COWVR ve TEMPEST’in yörüngeleri dahilindeki alanlar üzerinde ölçüm yapma sıklığı, diğer araçlardan daha kapsamlı veriler toplamalarına olanak tanıyacaktır – bu verilerin hava ve iklim modellerindeki belirsizlikleri azaltması beklenen veriler.
JPL’den Tony Lee, “Okyanus yüzeyinde rüzgar hızını ve yönünü ölçen mevcut uydu sensörleri Güneş ile eşzamanlı yörüngelerdedir, yani belirli bir yerde yalnızca sabah ve akşam ölçümler sağlarlar ve arada boşluklar bırakırlar” dedi. , misyonun bilim çalışma grubunun eş lideri. “Uzay istasyonunun yörüngesi, COWVR ve TEMPEST’in günün farklı saatlerinde ölçüm yapmasına izin vererek bu boşlukları azaltacak.”
Hava durumu ve iklim modelleri, tahminlerde bulunmak için bu tür verileri kullanır. Ne kadar fazla veri mevcutsa, modeller ve bunlara dayalı tahminler o kadar doğru olacaktır.
4. Hava-deniz etkileşimlerinin hava ve iklimi nasıl etkilediğine ışık tutacaklar.
Okyanus tarafından salınan ısı ve nem miktarı atmosfer koşullarını etkiler; aynı şekilde, rüzgar gibi atmosferik koşullar okyanus akıntılarını ve ısı dağılımını etkiler. Bilim adamları bu etkileşimler hakkında ne kadar çok şey öğrenirlerse, kısa vadede hava durumunu ve uzun vadede iklimi nasıl etkilediklerini o kadar iyi anlayacaklardır.
Yine de, bu etkileşimleri incelemek için uygun verileri elde etmek zor olabilir.
Lee, “Bu etkileşimleri incelemenin geleneksel yolu, okyanus ve atmosferin farklı örnekleme zamanlarına sahip farklı uydulardan alınan ölçümleri birleştirmek” dedi. “Bu uyumsuzluk, bilim adamlarının bu etkileşimleri anlamasını zorlaştırıyor çünkü günün bir bölümünde rüzgara, günün farklı bir saatinde yağmura ve atmosferik su buharına bakıyor olabiliriz.”
Başarılı olursa, COWVR ve TEMPEST bunu değiştirebilir. COWVR’nin temel amacı, okyanus yüzeyindeki rüzgarın hızını ve yönünü ölçmektir ve TEMPEST’in atmosferik su buharı ölçümlerini sağlamaktır. Birlikte uçtukları ve aynı alanlar üzerinde ölçüm yaptıkları için, bu tamamlayıcı verileri aynı anda elde edebilecekler.
Lee, “Farklı değişkenlerin eşzamanlı ölçümleri, farklı uydulardan farklı zamanlarda ölçümlerin karıştırılmasından kaynaklanan örnekleme zamanı farklılıklarıyla ilişkili zorluğu hafifletiyor” dedi. Aynı zamanda, daha kısa zaman ölçeklerinde meydana gelen etkileşimleri hesaba katmalarını da sağlayacaktır – örneğin, okyanusu karıştıran ve atmosfere ısı kaybetmesine neden olan rüzgar esintileri.
5. Gelecekteki uydu takımyıldızlarının yolunu açacaklar.
COWVR ve TEMPEST iyi performans gösterirse, hava tahmini için hayati önem taşıyan kapsamlı verilerin ve iklimin daha iyi anlaşılmasının, önceden düşünülenden çok daha küçük bir fiyat etiketi ile çok daha küçük bir pakette elde edilebileceğini kanıtlayacaklardır.
Cihazlar daha küçük ve daha ucuz olduğu için, kuruluşlar daha büyük varyasyonlardan biriyle aynı maliyete üç veya dört küçük uydu fırlatabilir. Bu küçük uydulardan oluşan bir takımyıldızı, belirli bir alanın ölçümlerini – örneğin gelişen bir fırtına üzerinde – karşılık gelen tek bir uydudan çok daha sık alabilir ve bu da hava durumu modellerinin ve tahminlerinin daha da iyileştirilmesiyle sonuçlanır.