A NASA está lançando um instrumento protótipo que pode facilitar o monitoramento da atividade vulcânica e da qualidade do ar. Empoleirado a bordo de um CubeSat cerca de 300 milhas (480 quilômetros) acima da superfície da Terra, o “Nanosat Atmospheric Chemistry Hyperspectral Observation System”, ou NACHOS, usará um imager hiperespectral compacto para localizar fontes de gases traços em áreas tão pequenas quanto 0,15 milhas quadradas (0,4 milhas quadradas). quilômetros quadrados) – aproximadamente do tamanho do Mall of America em Minnesota. O NACHOS faz parte da 17ª missão de reabastecimento da Northrop Grumman para a Estação Espacial Internacional da Wallops Flight Facility da NASA em Wallops Island, Virgínia.
Se for bem-sucedido, o NACHOS será o menor instrumento espacial de maior resolução dedicado ao monitoramento de gases atmosféricos como dióxido de enxofre (SO2) e dióxido de nitrogênio, abrindo caminho para futuros sistemas de observação da Terra que não apenas ajudarão a prever erupções vulcânicas, mas também monitoram a qualidade do ar em cidades, bairros específicos e até mesmo usinas de energia individuais.
“Um vulcão adormecido apenas acordando pode emitir SO2 antes que haja qualquer atividade sísmica detectável. Isso nos dá a chance de identificar um vulcão em potencial em erupção antes que ele realmente exploda”, disse Steve Love, pesquisador e líder de tarefas do Grupo de Sensoriamento Espacial e Remoto do Laboratório Nacional de Los Alamos (LANL) do Departamento de Energia.
Os gases residuais atmosféricos de fontes naturais e fabricadas pelo homem fornecem aos cientistas informações únicas sobre uma ampla variedade de sistemas da Terra. Por exemplo, o dióxido de nitrogênio, muitas vezes produzido pela queima de combustíveis fósseis, impacta negativamente a saúde humana e pode servir como marcador do dióxido de carbono (um gás de efeito estufa que contribui para as mudanças climáticas) resultante da atividade humana.
“Quando reconhecemos que esses gases estão presentes e podem localizar suas fontes em uma escala de menos de um quilômetro, temos a oportunidade de agir e minimizar os resultados negativos para a saúde”, disse Love.
Mas o monitoramento de gases residuais requer instrumentos sensíveis o suficiente para coletar dados de alta resolução; tradicionalmente, isso significa criar satélites maiores equipados com um conjunto completo de sensores poderosos.
“Existem excelentes instrumentos em órbita coletando dados sobre gases atmosféricos, mas são caros para produzir e manter. Se quisermos expandir essa capacidade científica, precisaremos de uma solução mais econômica”, disse Love.
Com apenas 13 libras (6 kg) e 18 polegadas cúbicas (300 centímetros cúbicos), a NACHOS está bem qualificada para se tornar essa solução. Além de um imager hiperespectral ultracompacto capaz de coletar dados de alta resolução, o NACHOS também usa algoritmos de processamento integrados, que reduzem o tamanho de suas transmissões de dados e o tempo necessário para retransmitir essas transmissões de volta à Terra.
Esses algoritmos funcionam particularmente bem em computadores pequenos, dando ao NACHOS grandes quantidades de poder computacional sem aumentar o tamanho ou o peso do instrumento.
“Mais potência e menos peso diferenciam o NACHOS e o tornam um excelente candidato para futuras missões de gases traços atmosféricos”, disse Love.
O NACHOS permanecerá a bordo da espaçonave Cygnus da Northrop Grumman até maio de 2022, quando a espaçonave desembarcará da Estação Espacial Internacional e colocará o NACHOS em órbita terrestre baixa antes que a espaçonave de carga entre novamente na atmosfera da Terra. Love e sua equipe passarão três meses comissionando o NACHOS antes de iniciar sua validação de tecnologia e missão científica. Ele espera que o NACHOS permaneça em órbita por cerca de um ano.
“Isso nos dará tempo suficiente para verificar o design do nosso instrumento e coletar dados de teste suficientes para garantir que nosso conceito de tecnologia seja viável”, disse Love.
Um segundo instrumento NACHOS irá para a órbita baixa da Terra no inverno de 2022 como parte do Programa de Testes Espaciais do Departamento de Defesa dos EUA.
O protótipo é financiado pelo programa InVEST no Earth Science Technology Office da NASA.
Publicado em 24/02/2022 09h41
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