Samma storm fångade av RainCube ses här i infrarött från en singel, stor vädersatellit, NOAA:s GOES (Geoweather Operational Environmental Satellite). Kredit:NOAA
Hur många gånger har du klivit ut i ett överraskande regnstorm utan paraply och önskat att väderprognoserna var mer exakta?
En satellit som inte är större än en skokartong kan en dag hjälpa. Tillräckligt liten för att få plats i en ryggsäck, den passande namnet RainCube (Radar in a CubeSat) använder experimentell teknik för att se stormar genom att upptäcka regn och snö med mycket små instrument. Personerna bakom miniatyruppdraget firade efter att RainCube skickat tillbaka sina första bilder av en storm över Mexiko i en teknikdemonstration i augusti. Dess andra våg av bilder i september fångade den första nederbörden av orkanen Florence.
Den lilla satelliten är en prototyp för en möjlig flotta av RainCubes som en dag kan hjälpa till att övervaka allvarliga stormar, leda till att väderprognosernas noggrannhet förbättras och att klimatförändringar över tid spåras.
"Vi har inget sätt att mäta hur vatten och luft rör sig i åskväder globalt, " sa Graeme Stephens, chef för Center of Climate Sciences vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Kalifornien. "Vi har bara ingen information om det alls, men det är så viktigt för att förutsäga svårt väder och till och med hur regn kommer att förändras i ett framtida klimat."
RainCube är en mini vädersatellit, inte större än en skokartong, som kommer att mäta stormar. Det är en del av flera nya NASA-experiment för att spåra stormar från rymden med många små satelliter, istället för individuella, stora. Kredit:UCAR
RainCube är en typ av "tech-demo, "ett experiment för att se om en väderradar krymper till en låg kostnad, miniatyrsatelliter kan fortfarande ge en realtidsblick inuti stormar. RainCube "ser" objekt med hjälp av radar, ungefär som en fladdermus använder ekolod. Satellitens paraplyliknande antenn sänder ut pip, eller specialiserade radarsignaler, som studsar av regndroppar, ta tillbaka en bild av hur insidan av stormen ser ut.
Ingenjörer som huvudutredaren Eva Peral var tvungna att hitta ett sätt att hjälpa en liten rymdfarkost att skicka en signal som är stark nog att titta in i en storm. "Radarsignalen tränger igenom stormen, och sedan tar radarn tillbaka ett eko, ", sa Peral. "När radarsignalen går djupare in i stormens lager och mäter regnet vid dessa lager, vi får en ögonblicksbild av aktiviteten i stormen."
Att se den större bilden
RainCube sattes ut i låg omloppsbana från den internationella rymdstationen i juli. De första bilderna som den skickade tillbaka var från ett område ovanför Mexiko, där den tog en ögonblicksbild av en växande storm i augusti.
Ett foto från Google Earth av det bergiga området över Mexiko där RainCube mätte sin första storm. Den vita linjen visar RainCubes flygbana. Den färgglada grafen längst ner till höger visar mängden regn som orsakas av stormen, som ses av RainCubes radar. Upphovsman:NASA/JPL-Caltech/Google
"Det finns en uppsjö av markbaserade experiment som har gett en enorm mängd information, och det är därför våra väderprognoser nuförtiden inte är så dåliga, sa Simone Tanelli, medutredaren för RainCube. "Men de ger inte en global bild. Dessutom, det finns vädersatelliter som ger en sådan global vy, men vad de inte berättar för dig är vad som händer inne i stormen. Och det är där de processer som får en storm att växa och/eller förfalla händer."
Men RainCube är inte tänkt att fullgöra ett uppdrag att spåra stormar helt själv. Det är bara den första demonstrationen att en miniregnradar skulle kunna fungera.
Eftersom RainCube är miniatyriserad, gör det billigare att lansera, många fler av satelliterna skulle kunna skickas i omloppsbana. Flyger tillsammans som gäss, de kunde spåra stormar, vidarebefordra uppdaterad information om dem med några minuters mellanrum. Så småningom, de skulle kunna ge data för att hjälpa till att utvärdera och förbättra vädermodeller som förutsäger rörelser av regn, snö, slask och hagel.
"Vi kommer faktiskt att göra mycket mer intressant insiktsfull vetenskap med en konstellation snarare än med bara en av dem, "Stephens sa." Det vi lär oss inom jordvetenskaper är att rymd- och tidstäckning är viktigare än att ha ett riktigt dyrt satellitinstrument som bara gör en sak. "
RainCube sattes ut i låg omloppsbana från den internationella rymdstationen i juli, där det har mätt regn och snöfall från rymden. En närmare titt avslöjar att det finns två CubeSats i dessa bilder - RainCube är den nedre CubeSat närmare jorden, medan den ovanför är HaloSat. Bildkredit:NASA
Och den framtiden verkar närmare nu när RainCube och andra jordobserverande CubeSats som den har bevisat att de kan fungera.
"Vad RainCube erbjuder å ena sidan är en demonstration av mätningar som vi för närvarande har i rymden idag, ", sade Stephens. "Men vad det verkligen visar är potentialen för ett helt nytt och annorlunda sätt att observera jorden med många små radarer. Det kommer att öppna upp en helt ny syn på jordens hydrologiska cykel."
RainCube är ett teknikdemonstrationsuppdrag för att möjliggöra Ka-bands nederbördsradarteknik till en låg kostnad, snabb vändningsplattform.
