Sensorë moti dinamik të ndërtuar nga NASA të regjistruar për të gjurmuar ciklonet tropikale

NASA ndërtoi kohët e fundit dy instrumente moti për të testuar potencialin e sensorëve të vegjël dhe me kosto të ulët për të bërë disa nga puna e satelitëve më të mëdhenj dhe më të shtrenjtë. Të dy instrumentet kanë tejkaluar pritshmëritë gjatë provave, dhe ata tashmë po japin informacion të dobishëm parashikimi për stuhitë më shkatërruese, ciklonet tropikale.

I nisur në fund të vitit 2021 në Stacionin Ndërkombëtar të Hapësirës, COWVR (shkurt për Radiometer Compact Ocean Wind Vector) mat shpejtësinë dhe drejtimin e erës në sipërfaqen e oqeanit dhe TEMPEST (Eksperimenti i përkohshëm për stuhitë dhe sistemet tropikale) ofron matje atmosferike të avullit të ujit. Të dy instrumentet janë pjesë e Programit të Testit Hapësinor-Houston 8 (STP-H8), një mision demonstrues tre-vjeçar i financuar nga Forca Hapësinore e SHBA-së, e cila gjithashtu financoi ndërtimin e COWVR. TEMPEST u ndërtua nga NASA si një rezervë fluturimi për një mision të mëparshëm dhe Forca Hapësinore e ripërdori atë për STP-H8.

Imazhet e krijuara nga të dhënat e tyre po përdoren nga Qendra e Përbashkët e Paralajmërimit të Tajfunit për të gjurmuar vendndodhjen dhe intensitetin e cikloneve tropikale në oqeanin Indian dhe Paqësor. Në fakt, imazhet COWVR dhe TEMPEST ishin ndër burimet e përdorura nga një parashikues në qendrën e tajfunit në Pearl Harbor, Hawaii, për të përcaktuar vendndodhjen e ciklonit tropikal Mandous, i cili tronditi Gjirin e Bengalit në Indinë jugore në dhjetor 2022.

Për disa muaj, imazhet e bazuara në të dhënat e COWVR dhe TEMPEST janë dorëzuar në qendër nga Laboratori i Kërkimeve Detare me bazë në Monterey, Kaliforni (NRL), i cili ka punuar me NASA-n për të kalibruar instrumentet dhe për të vërtetuar të dhënat e tyre. Parashikuesit e stuhisë kanë provuar imazhet – duke vlerësuar se si ndikon në parashikimet dhe duke e krahasuar atë me burime të tjera të të dhënave – tha Brian Strahl, drejtori i qendrës.

Informacioni i besueshëm dhe i përditësuar shpesh mbi strukturën dhe vendndodhjen e stuhisë, shpejtësinë e erës dhe lagështinë është thelbësore për misionin e qendrës për të gjurmuar ciklonet tropikale midis bregut lindor të Afrikës dhe bregut perëndimor të Amerikës, një zonë që përfshin hapësira të gjera të oqeanit të hapur.

“Është sfiduese jashtë SHBA-së kontinentale – ku nuk keni avionë të motit që fluturojnë në mënyrë rutinore – për të dhënë një të vërtetë të mirë tokësore se ku janë këto stuhi, kështu që ne jemi të varur nga satelitët”, tha Strahl. “Çdo shtesë e re e të dhënave me cilësi të mirë, që ne besojmë se janë, mund të jetë shumë e dobishme.”

COWVR dhe TEMPEST masin emetimet e mikrovalëve nga atmosfera dhe sipërfaqja e Tokës. Të dhënat nga leximet me mikrovalë kanë një avantazh ndaj atyre nga rrezet infra të kuqe ose të dukshme: ato mund t’u japin parashikuesve një vështrim në strukturën e brendshme të një cikloni tropikal dhe t’i ndihmojnë ata të lokalizojnë syrin, edhe nëse ai është i errësuar nga retë.

Ideja për misionin u shfaq një dekadë më parë kur Departamenti i Mbrojtjes i SHBA (DoD) filloi të shqyrtojë gjeneratën e ardhshme të instrumenteve që mund të zëvendësojnë sensorë të tillë si WindSat, një radiometër moti i DoD që funksionoi deri në vitin 2020.

COWVR përfshin teknologjinë dhe dizajnet e zhvilluara në Laboratorin Jet Propulsion të NASA-s për serinë Jason të satelitëve të agjencisë që vëzhgojnë oqeanin. Me Jason, inxhinierët duhej të korrigjonin praninë e avullit të ujit atmosferik kur matnin lartësinë e sipërfaqes së detit. Me COWVR, avulli i ujit dhe mënyra se si lëviz janë fokusi.

Radiometrat më të mëdhenj të motit ndërtohen shpesh me enë rrotulluese për të mundësuar mbulim më të gjerë se ai i siguruar nga një instrument që drejton drejt poshtë. COWVR përdor gjithashtu një pjatë rrotulluese, por inxhinierët e JPL arritën të thjeshtojnë dizajnin e instrumentit, duke e bërë atë më efikas në energji pa kompromentuar aftësitë e tij.

Rreth madhësisë së një minifrigoriferi, instrumenti peshon rreth 130 paund (60 kilogramë) dhe kërkon rreth 47 vat për të funksionuar – afërsisht e njëjta kërkesë për energji si një minifrigorifer aktual. WindSat, për krahasim, peshonte 990 paund (450 kilogramë) dhe përdorte 350 vat. Buxheti i projektimit dhe ndërtimit të COWVR ishte 24 milionë dollarë, afërsisht një e pesta e kostos së WindSat.

TEMPEST ishte një rezervë fluturimi e mbetur nga misioni TEMPEST-D i NASA-s 2018. Afërsisht sa një kuti drithërash, peshon afërsisht 4 kilogramë, merr 6,5 vat fuqi dhe kishte një buxhet prej më pak se 2 milionë dollarë. TEMPEST-D ishte një demonstrim i CubeSat i udhëhequr nga studiues nga Universiteti Shtetëror i Kolorados, JPL dhe Blue Canyon Technologies.

“NASA i zhvilloi këto instrumente për të qenë kompakte dhe të thjeshta, pa shumë pjesë të lëvizshme dhe duke përdorur teknologji që është pjekur gjatë dekadave,” tha Shannon Brown, hetues kryesor për COWVR në JPL. “Tani po shohim që instrumente të tilla mund të performojnë po aq mirë sa sensorët operacionalë më të shtrenjtë.”

E veçuar nga STP-H8, NASA po eksploron gjithashtu përdorimin e të dhënave nga COWVR dhe TEMPEST, si dhe satelitët e vegjël si ata, për misionet e saj të lidhura me motin.