Svelare i segreti più freddi della Terra con i satelliti PREFIRE della NASA
La missione PREFIRE della NASA per studiare la perdita di calore dalle regioni polari
Nella primavera del 2024, la NASA lancerà due piccoli satelliti nell’ambito della missione PREFIRE, con l’obiettivo di raccogliere dati mancanti sulle regioni polari della Terra. Questi satelliti, delle dimensioni di una scatola di scarpe, sono stati sviluppati in collaborazione con l’Università del Wisconsin-Madison e con il contributo di team provenienti dalle università del Michigan e del Colorado.
• La missione PREFIRE della NASA per studiare la perdita di calore dalle regioni polari
• La missione PREFIRE: una mappatura dell’emissione di calore polare
• Comprendere il bilancio energetico della Terra
• Innovazioni tecnologiche e sfide della missione
• Miniaturizzazione degli strumenti e sfide ingegneristiche
• Il punto zero per i cambiamenti climatici
• Migliorare i modelli climatici
La missione PREFIRE: una mappatura dell’emissione di calore polare
I CubeSats, così chiamati per la loro forma cubica, sono dotati di tecnologia testata su Marte e hanno l’obiettivo di rivelare per la prima volta lo spettro completo della perdita di calore dalle regioni polari della Terra, aumentando così l’accuratezza dei modelli climatici.
Comprendere il bilancio energetico della Terra
La missione parte dal bilancio energetico della Terra, un equilibrio planetario in cui la quantità di energia termica ricevuta dal Sole dovrebbe idealmente essere compensata dalla quantità che il sistema terrestre irradia nello spazio. La differenza tra energia in entrata e in uscita determina la temperatura della Terra e modella il nostro clima.
Le regioni polari svolgono un ruolo chiave in questo processo, agendo come le alette di un radiatore della Terra. Il mescolamento di aria e acqua, attraverso fenomeni meteorologici e correnti oceaniche, sposta l’energia termica ricevuta nei tropici verso i poli, dove viene emessa come radiazione infrarossa termica. Circa il 60% di questa energia fluisce nello spazio in lunghezze d’onda dell’infrarosso lontano che non sono mai state misurate sistematicamente.
Innovazioni tecnologiche e sfide della missione
Il lancio dei due satelliti avverrà dalla Nuova Zelanda a distanza di due settimane l’uno dall’altro nel mese di maggio. Ogni satellite sarà dotato di uno spettrometro termico infrarosso, progettato dal Jet Propulsion Laboratory (JPL) della NASA, che include specchi e rilevatori di forma speciale per dividere e misurare la luce infrarossa. Una tecnologia simile è utilizzata dal Mars Climate Sounder a bordo dell’orbiter Mars Reconnaissance per esplorare l’atmosfera e il clima del Pianeta Rosso.
Miniaturizzazione degli strumenti e sfide ingegneristiche
La miniaturizzazione degli strumenti per adattarli ai CubeSats è stata una sfida per il team di ingegneria della PREFIRE. Hanno sviluppato un design ridotto ottimizzato per le condizioni relativamente calde del nostro pianeta. Con un peso inferiore a 3 chilogrammi, gli strumenti effettuano letture utilizzando un dispositivo chiamato termocoppia, simile ai sensori presenti in molti termostati domestici.
Il punto zero per i cambiamenti climatici
Per massimizzare la copertura, i gemelli PREFIRE orbitano attorno alla Terra lungo percorsi diversi, sovrapponendosi ogni poche ore vicino ai poli.
Dal 1970, l’Artico si è riscaldato almeno tre volte più velocemente di qualsiasi altra area sulla Terra. Il ghiaccio marino invernale lì si è ridotto di oltre 41.200 chilometri quadrati all’anno, una perdita del 2,6% per decennio rispetto alla media del periodo 1981-2010. Anche sull’altro lato del pianeta si verifica un cambiamento: i ghiacciai dell’Antartide stanno perdendo massa a un ritmo medio di circa 150 miliardi di tonnellate all’anno.
Le implicazioni di questi cambiamenti sono di vasta portata. Le fluttuazioni nel ghiaccio marino modellano gli ecosistemi polari e influenzano la temperatura e la circolazione dell’oceano. L’acqua di fusione dei ghiacciai spessi un miglio in Groenlandia e in Antartide è responsabile di circa un terzo dell’aumento del livello medio globale del mare dal 1993.
Migliorare i modelli climatici
La missione PREFIRE fornirà nuovi dati su una serie di variabili climatiche, tra cui la temperatura atmosferica, le proprietà della superficie, il vapore acqueo e le nuvole. Alla fine, più informazioni porteranno a una visione più accurata di un mondo in cambiamento.
“Man mano che i nostri modelli climatici convergono, inizieremo a capire davvero come sarà il futuro nell’Artico e nell’Antartide”, ha aggiunto L’Ecuyer.