Кліматичні супутники-близнюки розміром із коробку для взуття незабаром вивчатимуть два найвіддаленіші регіони Землі — Арктику й Антарктику. Місія NASA вимірюватиме кількість тепла, яке планета випромінює в космос із цих полярних регіонів, — інформація, яка є ключовою для розуміння балансу енергії, що надходить на Землю і йде з неї, і того, як це впливає на клімат планети.
Дані місії Polar Radiant Energy in the Far-InfraRed Experiment (PREFIRE) допоможуть поліпшити наше розуміння парникового ефекту на полюсах — зокрема, здатності водяної пари, хмар та інших елементів атмосфери Землі затримувати тепло і не давати йому випромінюватися в космос. Дослідники використовуватимуть цю інформацію для оновлення кліматичних і льодових моделей, що дасть змогу краще передбачити, як рівень моря, погода, сніговий і крижаний покрив можуть змінитися в умовах потепління.
Кожен із кубсатів PREFIRE використовуватиме тепловий інфрачервоний спектрометр для вимірювання тепла у вигляді енергії дальнього інфрачервоного діапазону, яку випромінює в космос поверхня й атмосфера Землі.
Ось п'ять речей, які потрібно знати про цю маленьку, але значущу місію:
1. PREFIRE надасть нову інформацію про те, як атмосфера і лід Землі впливають на кількість тепла, випромінюваного в космос з Арктики і Антарктики.
Кубсати збиратимуть дані над полюсами за допомогою сенсорів, чутливих до 10-кратного збільшення довжини інфрачервоних хвиль порівняно з іншими аналогічними приладами. Інформація, зібрана місією, допоможе нам краще зрозуміти, коли і де полюси випромінюють тепло в космос, а також чому Арктика з 1970-х років теплішає більш ніж у 2,5 раза швидше, ніж інша частина планети.
2. Місія PREFIRE буде спрямована на вивчення дальньої інфрачервоної частини тепла, що випромінюється Землею в космос.
Відразу за видимою частиною електромагнітного спектра знаходиться інфрачервона область — спектр світла великої довжини, який можна сприймати як тепло. Практично всі теплові випромінювання Землі відбуваються в інфрачервоному діапазоні довжин хвиль від 4 до 100 мікрометрів. У холодних полярних регіонах планети 60 % теплового випромінювання припадає на далекі інфрачервоні хвилі (довші за 15 мікрометрів). У дослідників відносно мало даних про те, які частини Арктики й Антарктики випромінюють це тепло. PREFIRE допоможе усунути цю нестачу знань і дасть вченим більш повне уявлення про те, наскільки ефективно далеке інфрачервоне тепло випромінюється такими елементами, як сніг і морський лід, і як хмари впливають на кількість дальнього інфрачервоного випромінювання, що йде в космос.
3. Дані PREFIRE допоможуть поліпшити полярні та глобальні кліматичні моделі.
Заповнюючи прогалини в наших знаннях про енергетичний бюджет Землі, місія PREFIRE допоможе нам краще зрозуміти, чим зумовлена втрата полярного льоду на суші і в морі, а також пов'язані з цим питання підвищення рівня моря. Це допоможе дослідникам краще передбачити, як зміниться теплообмін між Землею і космосом у майбутньому і як ці зміни вплинуть на такі явища, як танення крижаних щитів, атмосферні температури і глобальну погоду. Дані PREFIRE будуть доступні для громадськості через Центр наукових даних NASA з атмосфери.
4. Кубсати PREFIRE призначені для відповіді на найважливіші питання за допомогою платформи, яка дешевша за повнорозмірний супутник.
Супутники PREFIRE використовують досягнення спектрометрії для вимірювання процесів, пов'язаних із таненням та утворенням льоду, таненням та накопиченням снігу, а також змінами в хмарному покриві. Один супутник, який кожні кілька днів відвідує один і той самий регіон Землі, може відстежувати сезонні зміни, які дослідники можуть використовувати для поліпшення кліматичних моделей. Але для відстеження взаємодій між поверхнею Землі й атмосферою, наприклад, тимчасового впливу хмарного покриву на температуру повітря під ним, потрібні частіші вимірювання. Два супутники на асинхронних навколополярних орбітах, що проходять над заданою точкою Землі в різний час і розглядають одну й ту саму ділянку протягом декількох годин один за одним, могли б вловити деякі з цих коротших за часом явищ.
5. Місія PREFIRE допомагає підготувати наступне покоління вчених, які вивчають клімат за допомогою супутників.
NASA розробило програму PREFIRE спільно з Університетом Вісконсін-Медісон, включно з членами команди з університетів Мічигану і Колорадо. У місії бере участь різноманітна група студентів і аспірантів, які складають значну частину наукової групи.
Перший супутник місії Polar Radiant Energy in the Far-InfraRed Experiment буде запущено за допомогою ракети Rocket Lab Electron вже наприкінці травня. Запуск другої частини місії заплановано на червень 2024 року на тій самій ракеті.
