Neuartiges US-Raumfahrtbehörde-Maßnahme nimmt die erdgebundene Sonnenstrahlung ins Visier

Ein sehr kleines Maßnahme hat eine große Pensum vor sich: die Messung welcher gesamten erdgerichteten Schwung, die von welcher Sonne kommt, und hilft Wissenschaftlern zu verstehen, wie selbige Schwung dasjenige Unwetter, den Klimawandel und andere globale Lebhaftigkeit hinauf unserem Planeten gelenkt.

Dieser Compact Total Irradiance Monitor (CTIM) ist etwa so weitläufig wie ein Schuhkarton oder eine Spielkonsole und welcher kleinste Satellit, welcher je zur Observation welcher Summe aller Sonnenenergie, die die Schutzleitung von welcher Sonne empfängt, entsandt wurde – nebensächlich denn „Gesamtsonnenstrahlung“ veröffentlicht.

Die gesamte Sonneneinstrahlung ist eine Hauptkomponente des Strahlungshaushalts welcher Schutzleitung, welcher dasjenige Gleichgewicht zwischen einfallender und ausgehender Sonnenenergie verfolgt. Erhöhte Mengen an Treibhausgasen, die durch menschliche Aktivitäten wie dasjenige Verbrennen fossiler Brennstoffe freigesetzt werden, fangen erhöhte Mengen an Sonnenenergie in welcher Erdatmosphäre ein.

Sie erhöhte Schwung erhoben die globalen Temperaturen und verändert dasjenige Witterung welcher Schutzleitung, welches wiederum Utensilien wie den Emporheben des Meeresspiegels und Unwetter antreibt.

„Im Zusammenhang weitem welcher dominierende Energieeintrag zu Händen dasjenige Erdklima kommt von welcher Sonne“, sagte Dave Harber, leitender Forscher an welcher University of Colorado, Boulder, Laboratorium zu Händen Atmosphären- und Weltraumphysik (LASP) und Hauptforscher zu Händen CTIM. „Es ist ein wichtiger Input zu Händen Vorhersagemodelle, die vorhersagen, wie sich dasjenige Erdklima im Laufe welcher Zeit ändern könnte.“

US-Raumfahrtbehörde-Missionen wie dasjenige Earth Radiation Etat Versuch und US-Raumfahrtbehörde-Instrumente wie CERES nach sich ziehen es Klimawissenschaftlern ermöglicht, eine ununterbrochene Aufzeichnung welcher gesamten Sonneneinstrahlung zu münden, die sich via 40 Jahre erstreckt. Dies ermöglichte es den Forschern, eine zunehmende Sonnenenergie denn Schuldigen zu Händen den Klimawandel auszuschließen und die Rolle von Treibhausgasen unter welcher globalen Erwärmung zu wiedererkennen.

Es ist zu Händen Erdwissenschaftler von größter Gewicht, sicherzustellen, dass welcher Rekord ungebrochen bleibt. Mit einem ununterbrochenen Rekord welcher gesamten Sonneneinstrahlung können Forscher kleine Schwankungen in welcher Menge welcher Sonnenstrahlung wiedererkennen, die die Schutzleitung während des Sonnenzyklus empfängt, sowie die Auswirkungen welcher Treibhausgasemissionen hinauf dasjenige Erdklima hervorheben.

Zum Musterbeispiel verließen sich Forscher welcher US-Raumfahrtbehörde und welcher NOAA im vergangenen Jahr hinauf den ununterbrochenen Rekord welcher gesamten Sonneneinstrahlung, um festzustellen, dass sich die Menge welcher Sonnenstrahlung, die in welcher Erdatmosphäre verbleibt, zwischen 2005 und 2019 so gut wie verdoppelt hat.

„Um sicherzustellen, dass wir selbige Messungen weiterhin zusammenschließen können, zu tun sein wir Instrumente so effizient und kostengünstig wie möglich zeugen“, sagte Harber.

CTIM ist ein Urbild: Seine Flugdemonstration wird Wissenschaftlern helfen festzustellen, ob kleine Satelliten unter welcher Messung welcher gesamten Sonneneinstrahlung genauso effektiv sein könnten wie größere Instrumente, wie dasjenige Maßnahme Total Irradiance Monitor (TIM), dasjenige an Bord welcher abgeschlossenen SORCE-Mission und des laufenden TSIS-1 verwendet wird Mission hinauf welcher Internationalen Weltraumstation. Im Erfolgsfall wird welcher Urbild die Ansätze zu Händen zukünftige Instrumente vorantreiben.

Dieser Strahlungsdetektor von CTIM nutzt ein neues Kohlenstoff-Nanoröhrchen-Werkstoff, dasjenige 99,995 % des einfallenden Lichts absorbiert. In Folge dessen eignet es sich hervorragend zur Messung welcher gesamten Sonneneinstrahlung.

Dasjenige Reduzieren welcher Größe eines Satelliten reduziert die Wert und die Kompliziertheit des Einsetzens dieses Satelliten in eine erdnahe Umlaufbahn. In Folge dessen können Wissenschaftler Ersatzinstrumente vorbereiten, die den TSI-Eintragung erhalten können, für den Fall ein vorhandenes Maßnahme ausfallen sollte.

Dieser neuartige Strahlungsdetektor von CTIM – nebensächlich denn Bolometer veröffentlicht – nutzt ein neues Werkstoff, dasjenige verbinden mit Forschern des Nationalistisch Institute for Standards and Technology entwickelt wurde.

„Es sieht ein kleinster Teil aus wie ein sehr, sehr Melaena Zottelteppich. Es war die schwärzeste Substanz, die Menschen je hergestellt nach sich ziehen, denn es zum ersten Mal hergestellt wurde, und es ist weiterhin ein merkwürdig nützliches Werkstoff zu Händen die Observation von TSI“, sagte Harber.

Dasjenige Werkstoff besteht aus winzigen Kohlenstoffnanoröhren, die vertikal hinauf einem Siliziumwafer angeordnet sind, und absorbiert nahezu dasjenige gesamte Licht vorwärts des elektromagnetischen Spektrums.

Zusammen nehmen die beiden Bolometer von CTIM weniger Sportstätte ein denn die Vorderseite eines Viertelmeters. Dies ermöglichte es Harber und seinem Team, ein winziges Maßnahme zu prosperieren, dasjenige zum Vereinen von Gesamtstrahlungsdaten von einer kleinen CubeSat-Plattform probat ist.

Ein Schwesterinstrument, welcher Compact Spectral Irradiance Monitor (CSIM), verwendete 2019 dieselben Bolometer, um die Variabilität intrinsisch von Lichtbändern im Sonnenlicht triumphierend zu untersuchen. Zukünftige US-Raumfahrtbehörde-Missionen könnten CTIM und CSIM zu einem einzigen kompakten Werkzeug zum Messung und Zertrennen welcher Sonnenstrahlung zusammenführen.

„Jetzt fragen wir uns: ‚Wie nehmen wir dasjenige, welches wir mit CSIM und CTIM entwickelt nach sich ziehen, und integrieren sie zusammen'“, sagte Harber.

Harber geht davon aus, dass CTIM etwa vereinigen Monat nachdem dem Start, welcher derzeit zu Händen den 30. Monat der Sommersonnenwende 2022 geplant ist, an Bord von STP-28A, einer von Virgin Umlaufbahn durchgeführten Space Force-Mission, mit welcher Datenerfassung beginnen wird. Sowie Harber und seine LASP-Kollegen die Solarmodule von CTIM entwickeln und jedes seiner Subsysteme kontrollieren, werden sie CTIM erregen. Es ist ein heikler Prozess, welcher Sorgfalt und äußerste Sorgfalt erfordert.

„Wir wollen uns Zeit nehmen und sicherstellen, dass wir selbige Schritte rigoros handeln und dass jede Komponente dieses Instruments ordnungsgemäß funktioniert, im Vorhinein wir mit dem nächsten Schrittgeschwindigkeit weiterführen“, sagte Harber. „Einsam zu vormachen, dass wir selbige Messungen mit einem CubeSat zusammenfassen können, wäre eine große Sache. Dasjenige wäre sehr befriedigend.“

CTIM wird durch dasjenige InVEST-Sendung des Earth Science Technology Office welcher US-Raumfahrtbehörde finanziert und startet vom Mojave Air and Space Port in Kalifornien an Bord welcher LauncherOne-Rakete von Virgin Umlaufbahn denn Teil welcher STP-S28A-Mission welcher United States Space Force.

Ein weiterer US-Raumfahrtbehörde-Absolvent des InVEST-Technologieprogramms, NACHOS-2, wird ebenfalls an Bord sein. NACHOS-2, ein NACHOS-Zwilling, wird dem Energieministerium dieserfalls helfen, Spurengase in welcher Erdatmosphäre zu beaufsichtigen.

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