NASA:s plankton, Aerosol, Moln, ocean ekosystem uppdrag, eller PACE, har framgångsrikt klarat sina designrecensioner och gått in i sin konstruktions- och testfas, förbereder sig för att främja fälten för global havs- och atmosfärsvetenskap när den lanseras 2023.

Efter att ha klarat sin sista kritiska designgranskning i februari 2020 – en rigorös utvärdering av NASA:s vetenskaps- och ingenjörsexperter för att säkerställa att uppdraget och dess komponenter är sunda innan byggprocessen påbörjas – har PACE gått in i sin integrations- och testfas av utvecklingen. En teknisk testenhet av dess nyckelinstrument, Ocean Color Instrument (OCI), är under uppbyggnad vid NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, och både instrumentet och rymdfarkosten kommer snart att testas under rigorösa förhållanden som simulerar uppskjutning och omloppsbana.

Uppdraget har till och med en åktur inlåst:SpaceX of Hawthorne, Kalifornien kommer att tillhandahålla en Falcon 9 Full Thrust-raket för att placera rymdfarkosten PACE i sin bana 420 miles över jorden.

"PACE-projektet ägnade fem år åt att skapa vår uppdragsdesign, och denna milstolpe är ett bevis på att det är trovärdigt, sa Jeremy Werdell, en oceanograf vid Ocean Ecology Laboratory vid NASA Goddard och PACE:s projektforskare. "Testversioner av PACEs instrument utvärderades för att stödja dessa kritiska designrecensioner. Att se OCI byggas har äntligen fått uppdraget att kännas verkligt. Det är otroligt spännande att se dess design realiseras i hårdvara, med testresultat som bekräftar att den presterar ännu bättre än förväntat."

En färgstark synvinkel

PACEs högupplösta instrument kommer att se havs- och atmosfäregenskaper i oöverträffad detalj när uppdraget lanseras 2023. Uppdraget kombinerar vetenskap och ingenjörsvetenskap och bygger på historiska havsfärgsensorer från NASA och andra rymdorganisationer. Växtplankton - små växtliknande organismer och alger som lever i havet - utgör grunden för den marina näringsväven och genererar hälften av jordens syre, så att övervaka deras fördelning över tid är avgörande för att förstå havets och atmosfärens hälsa. Genom att mäta intensiteten av ljusets färg som lämnar jordens havsyta, PACE kommer att fånga fina detaljer om planktonarter, nyttiga växtplanktonsamhällen som driver fiske, och skadliga algblomningar (HAB) som kan förgifta djur och människor och störa turism och kommersiellt fiske.

"Om vi ​​ser på plankton ur kolcykelns perspektiv, olika typer av plankton har specifika roller, " sa Ivona Cetinić, en oceanograf vid NASA Goddard och PACEs projektledare för biogeokemi. "Alla tar kol från atmosfären, men vissa äts av andra djur, medan andra drar kolet djupt ner i havet. Just nu, vi vet hur mycket de tar in, och vi kan lägga in det i våra stora modeller, men det är svårt att förstå vad som händer med kolet i havet. Med PACE kan vi studera vilken roll växtplankton spelar, hur olika typer bestämmer vägen kol kommer att ta när det kommer in i havet."

Förutom OCI, PACE kommer att bära två polarimetrar:Instrument som mäter hur olika molekyler och partiklar i atmosfären förändrar oscillationen av ljusvågor som passerar genom dem. Ljusvågor färdas genom rymden i olika vinklar, och dessa vinklar förändras när de träffar partiklar och gaser i atmosfären, eller reflekteras från jordens yta. Mängden och riktningen av denna förändring ger ledtrådar till partiklarnas sammansättning och storlek, samt ytegenskaper.

Spectro-polarimeter for Planetary Exploration (SPEXone) kommer att byggas och övervakas av SRON Netherlands Institute for Space Research och Airbus Defense and Space Netherlands. Hyper-Angular Rainbow Polarimeter #2 (HARP2) är byggd av Earth and Space Institute vid University of Maryland, Baltimore County. Båda dessa instrument kan observera jorden från flera vinklar samtidigt.

"När du tittar ut genom ditt fönster, du kanske tittar ner och det finns en buske, och det är grönt, men om du går ut och står bredvid, det kan se brunt ut, sa Andrew Sayer, en atmosfärsforskare vid NASA Goddard och PACEs projektledare för atmosfärer. "Från fönstret, du ser toppen, som är täckt av löv. Från marken, du ser stammen, som är brun. Den skenbara färgen på något ändras beroende på vinkeln du tittar på det från. När du har ett instrument med flera vinklar som SPEXone eller HARP2, de kan sluta sig mer om vad de tittar på."

PACEs förmåga att se hela regnbågen kommer att sätta en ny standard för havsforskare, sa Werdell.

"Med PACE, NASA och dess partners bygger ett jordobservatorium som tänjer på gränserna för rymdteknik och fysik – en satellit för att mäta vår hemplanet på sätt som tills nyligen var otänkbara, " sade han. "Det kommer utan tvekan att bli det mest avancerade havsfärginstrument som någonsin byggts - ett mästerverk av alla de största sakerna med global havsfärg."