La rivoluzionaria tecnologia radar di CloudSat
La missione CloudSat della NASA, lanciata nel 2006, ha segnato un punto di svolta nella comprensione delle dinamiche atmosferiche grazie al suo innovativo radar Cloud Profiling Radar, il primo radar a 94 GHz (banda W) mai inviato nello spazio. Questo strumento, mille volte più sensibile dei radar meteorologici terrestri, ha permesso di osservare le nuvole non più come immagini piatte, ma come sezioni tridimensionali dell’atmosfera ricche di ghiaccio e pioggia.
Per la prima volta, i ricercatori hanno potuto studiare contemporaneamente nuvole e precipitazioni, aprendo nuove frontiere nella previsione del meteo e del clima globale. “Senza le nuvole, l’umanità non esisterebbe, poiché forniscono l’acqua dolce necessaria alla vita come la conosciamo”, ha affermato Graeme Stephens, investigatore principale della missione presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA in California. “Le nuvole sono state un enigma in termini di previsione dei cambiamenti climatici.”
La sfida delle tempeste
Nel corso degli anni, CloudSat ha sorvolato potenti sistemi tempestosi come gli uragani Maria, Harvey e Sandy, esplorando sotto le loro coperture di nuvole cirrose. Il suo radar si è dimostrato particolarmente efficace nel penetrare gli strati nuvolosi, aiutando gli scienziati a comprendere i meccanismi di intensificazione dei cicloni tropicali.
Nonostante diverse problematiche potenzialmente fatali per la missione, legate alla batteria e ai meccanismi di controllo dell’orientamento del satellite, il team di CloudSat ha sviluppato soluzioni innovative, come l’ibernazione del satellite durante le parti non illuminate dell’orbita per conservare energia, e l’orientamento con un numero ridotto di ruote di reazione. Queste tecniche hanno permesso di continuare le operazioni fino allo spegnimento definitivo del radar nel dicembre 2023.
Satelliti gemelli e l’eredità di CloudSat
CloudSat è stato lanciato insieme al satellite CALIPSO, dotato di lidar, e insieme hanno fatto parte di una costellazione internazionale di satelliti per il monitoraggio del meteo e del clima. Radar e lidar, considerati sensori “attivi”, hanno permesso di studiare la struttura verticale dell’atmosfera e l’influenza delle particelle sospese, come polvere, sale marino, cenere e fuliggine, sulla formazione delle nuvole.
La questione dell’influenza degli aerosol sulle nuvole rimane fondamentale per le proiezioni del riscaldamento globale. Per esplorare questa e altre questioni, il satellite PACE di recente lancio e le future missioni dell’Earth System Observatory della NASA si baseranno sull’eredità di CloudSat e CALIPSO per una nuova generazione di studi.
“La Terra nel 2030 sarà diversa dalla Terra nel 2000”, ha detto Stephens. “Il mondo è cambiato, e il clima è cambiato. Continuare queste misurazioni ci fornirà nuove intuizioni sui cambiamenti dei modelli meteorologici.”
Il progetto CloudSat è gestito per la NASA dal JPL, che ha sviluppato l’istrumento Cloud Profiling Radar con importanti contributi hardware dell’Agenzia Spaziale Canadese. L’Università del Colorado gestisce l’elaborazione e la distribuzione dei dati scientifici. BAE Systems di Broomfield, Colorado, ha progettato e costruito il satellite. La U.S. Space Force e il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti hanno contribuito con risorse. Università e centri di ricerca statunitensi e internazionali supportano il team scientifico della missione. Il Caltech di Pasadena, California, gestisce il JPL per la NASA.
La missione congiunta NASA-CNES di CALIPSO si è conclusa nell’agosto 2023.