ناسا اخیراً یک جفت ماهواره مینیاتوری به نام Mission را به فضا پرتاب کرده استانرژی تابشی قطبی در آزمایش مادون قرمز دور“یا کوتاه”PREFIREبرای اندازه گیری گرمای از دست رفته از قطب های زمین به فضا پرتاب شد. این ماموریت را می توان شاهکاری در بررسی گرمایش جهانی به روشی جدید دانست. در این مقاله با ماموریت PREFIRE بیایید ناسا را بیشتر بشناسیم.
ماموریت PREFIRE ناسا
قطب های زمین به عنوان ترموستات سیاره عمل می کنند. در واقع، این مناطق با تخلیه انرژی اضافی به دست آمده در مناطق استوایی، آب و هوای زمین را تنظیم می کنند. بنابراین مطالعه میزان گرمای از دست رفته از این مناطق می تواند اطلاعات مفید زیادی در مورد گرم شدن کره زمین در اختیار دانشمندان قرار دهد. نزدیک به 60 درصد انتشارات قطب شمال در طول موج بیش از 15 میکرومتر رخ می دهد که هرگز به طور سیستماتیک اندازه گیری نشده است. PREFIRE اولین کسی است که این اندازه گیری ها را انجام می دهد.
اطلاعات ارزشمندی که ماهواره ها PREFIRE (پیشبرد) جمع آوری می کند، به بهبود پیش بینی های مدل آب و هوا کمک می کند. این اطلاعات همچنین به مطالعه چگونگی تأثیر گرمایش جهانی بر ذوب شدن یخ‌ها و افزایش سطح دریا کمک می‌کند.
این ماموریت شامل دو مکعب است. CubeSat یک ماهواره مکعب استاندارد، ارزان و کوچک است. وزن این ماهواره ها کمتر از 10 کیلوگرم و به دلیل ارزان بودن، می توان آنها را در تعداد زیادی نصب کرد و به ابزاری ارزشمند برای تحقیقات علمی و نمایش فناوری تبدیل شد.
این ماهواره ها در دو مدار مختلف با ارتفاع 470 تا 650 کیلومتری از سطح زمین و در مناطق نزدیک به قطب قرار می گیرند.
ماهواره های Prefire توسط آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا و مرکز علوم و مهندسی فضایی ساخته شده اند. مجموعه های مکعب یکسان و کوچک با ابعاد تقریبی هستند 300 × 200 × 100 میلی متر هستند.
هر یک از ماهواره ها به یک طیف سنج مادون قرمز حرارتی کوچک مجهز شده اند. این طیف سنج ها میزان تابش مادون قرمز ساطع شده از قطب شمال و جنوب را اندازه گیری خواهند کرد.
طراحی مقرون به صرفه و هدف منحصر به فرد PREFIRE Cubes برای ماموریت های بسیار بزرگ ناسا مناسب است. ناسا به ماموریت های بزرگ و کوچک نیاز دارد.
مکعب ها چه تجهیزاتی دارند؟
CubeSats از ماموریت Perifire تا طیف سنج مادون قرمز حرارتی (THIRS) مجهز هستند. طیف‌سنج مادون قرمز حرارتی (TIRS) یک دوربین طیف‌سنجی است که تابش مادون قرمز میانی و دور را اندازه‌گیری می‌کند. اندازه‌گیری‌های TIRS با داده‌های فعلی ادغام می‌شوند تا درک بهتری از تشعشعات گرمای قطب شمال، که کلید درک میزان تغییرات آب و هوایی است، ارائه دهند.
طیف سنج TIRS در خارج از فضاپیما قرار دارد و در هر مدار هشت بار کالیبره می شود. اندازه گیری TIRS شارهای طیفی، بخار آب، گسیل سطحی و گسیل باند پهن در اکثر طول موج های حرارتی امکان پذیر است.
این اندازه‌گیری‌ها شکاف بزرگی را در دانش ما از انرژی قطب شمال و نقش آن در گرم شدن، ذوب و از بین رفتن یخ‌ها، تشعشعات دریایی و افزایش سطح دریا پر می‌کنند.
Prefire یک تلاش ارزشمند است!
ماهواره PREFIRE در مداری همزمان با خورشید با دوره زمانی 95 دقیقه قرار می گیرد. سپس تغییرات در انتشارات مادون قرمز دور (FIR) و اثر گلخانه ای را با نمونه برداری حرارتی رادیومتری از جو قطب بالایی اندازه گیری کرد.
ابزارها هر روز داده ها را ثبت می کنند تا بتوان تغییرات فصلی را بهتر مطالعه کرد. همانطور که گفتیم، از این داده ها برای بهبود مدل های آب و هوایی استفاده می شود. اگرچه این تنها یکی از کاربردهای ماموریت Perifire است، مدل های آب و هوایی بهبود یافته در نهایت به پیش بینی و نظارت بر شدت و فراوانی طوفان های زمین، فرسایش سواحل و حتی سیل کمک می کند. این داده ها همچنین به دانشمندان کمک می کند تا ابرها و رطوبت را در مناطق مختلف زمین با توجه به میزان گرمای از دست رفته از زمین تجزیه و تحلیل کنند.
جالب است بدانید که قطب شمال سریعتر از هر جای دیگری روی زمین گرم می شود. متاسفانه این مشکل باعث تغییر الگوی جمعیت های محلی و زیستگاه های حیات وحش در قطب ها می شود که پیامدهای جهانی دارد.
داده های PREFIRE به دانشمندان کمک می کند تا تعادل بین گرمای ورودی و خروجی را درک کنند، که برای پیش بینی تغییرات در اقیانوس ها و الگوهای آب و هوایی زمین مهم است.
اهداف ماموریت PREFIRE
به طور کلی اهداف فضاپیما در چهار دسته آنها در زیر آمده اند:
- تعیین میزان گرما (به شکل تشعشعات مادون قرمز دور) از سطوح برف و یخ به فضا و هر ماه چقدر است.
- اندازه گیری میزان تشعشعات فروسرخ محبوس شده توسط بخار آب و ابرهای جوی در قطب شمال و قطب جنوب و چگونگی تأثیر آن بر اثر گلخانه ای قطبی.
- به روز رسانی تخمین های انتشار مادون قرمز دور در مدل های آب و هوایی این به‌روزرسانی مشاهدات را با دقت بیشتری منعکس می‌کند و پیش‌بینی‌های گرمایش قطب شمال را بهبود می‌بخشد.
- بررسی شبیه‌سازی‌های مدل فرآیندهای یخبندان، مانند نرخ ذوب، به دنبال برآوردهای بهبود یافته انتشارات مادون قرمز دور در مدل‌های آب و هوایی.
پرتاب ماهواره PREFIRE
ماهواره ها پیرامونی کردن موشکالکترونآنها با فاصله حدود یک هفته از نیوزلند به مدار زمین پرتاب شدند. در پرتاب ماهواره ها، گروه علوم جوی و اقیانوسی دانشگاهویسکانسینمرکز علوم و مهندسی فضایی با ناسا همکاری می کند.
اولین پرتاب در 5 ژوئن 1403 با موفقیت انجام شد.فن آوری های دره آبی‘، که CubeSats را ساخت و طیف سنج مادون قرمز حرارتی آزمایشگاه رانش جت را طراحی کرد، مسئول بررسی وضعیت ماهواره ها در فضا است.
دانشمندان تخمین می زنند که داده ها و نتایج علمی هر ماهواره یک ماه پس از پرتاب مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد. PREFIRE زندگی ماموریت برنامه ریزی شده 10 ماه ایناهاش.
