När Orbiting Carbon Observatory 3, OCO-3, beger sig till den internationella rymdstationen, det kommer att ge en ny syn - bokstavligen - på studier av jordens kolcykel.

Från sin abborre på rymdstationen, OCO-3 kommer att observera nästan globala mätningar av koldioxid på land och hav, från strax efter soluppgången till strax före solnedgången. Det gör den mycket mer mångsidig och kraftfull än sin föregångare, OCO-2.

"OCO-2 besöker områden på jorden på ungefär samma tid på dagen på grund av sin solsynkrona bana, "sa Matt Bennett, OCO-3:s systemsystemingenjör vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Kalifornien. "OCO-3 kommer att utöka tidsperioden för den täckningen och observera närvaron av koldioxid vid olika tidpunkter på dygnet."

Eftersom rymdstationen kretsar kring jorden var 90:e minut, OCO-3 kommer att slutföra 16 pass per dag.

"Poängen med uppdraget är att fortsätta arvet från OCO-2 men från den internationella rymdstationens perspektiv, "Sa Bennett.

OCO-3 rymdinstrumentet är den omedelbara föregångaren till OCO-2, som har studerat koldioxidfördelning och upptäckt utsläpp hotspots och vulkaner sedan 2014.

Speglar, Motorer och kartläge

OCO-3:s nya kapacitet är starkt beroende av en innovativ, vridbar spegelmontering, som Bennett beskrev som en "mycket smidig pekmekanism."

"När OCO-2 pekar mot ett observationsmål, hela rymdfarkosten måste rotera, "Bennett sa." Eftersom OCO-3 är en "passagerare" på rymdstationen, vi var tvungna att lägga till pekspegelaggregatet för att peka oberoende av stationen. "

Den pekande enheten använder två par speglar för att rotera i två kompletterande riktningar - en parallell med jordens yta, den andra vinkelrätt. Denna inställning gör att OCO-3 kan peka på nästan var som helst inom ramen för rymdstationen men också att den kan fånga "ögonblicksbilder"-detaljerade minikartor över koldioxid-över intressanta områden.

Detta mappningsläge för ögonblicksbilder kan mäta utsläpp från källor som sträcker sig från relativt små områden kring kraftverk till stora tätorter upp till 1, 000 kvadratkilometer (2, 590 kvadratkilometer) på bara två minuter. Det betyder att OCO-3 kan mäta hela Los Angeles Basin på bara ett pass-en uppgift som skulle ta OCO-2 flera dagar.

Att mäta stora stadsområden är särskilt viktigt för forskare eftersom cirka 70% av de totala utsläppen av fossila bränslen kommer från stora städer.

"Dessa riktade mätningar hjälper oss att ta bort vilka källor till koldioxid som finns i naturen och vilka som är antropogena, eller orsakad av människor, "Sa Bennett.

När man mäter koldioxid, OCO-3 kan samtidigt mäta hur väl växter utför fotosyntes genom att mäta hur mycket deras klorofyll "fluorescerar-eller avger en specifik våglängd av ljus-medan de är upplysta av solen. Detta kommer att hjälpa kolcykelforskare att observera hur väl vegetationen absorberar koldioxid på marken och hur den omgivande atmosfären reagerar.

"Vi får se hur olika källor till koldioxid, och sänkor - områden som samlar kol, som skogar och hav - varierar från dag till dag, efter säsong och årligen, "Sa Bennett.

Eftersom OCO-2 fortfarande samlar in data, de två uppdragen kommer att korskalibreras genom att mäta kol i några av samma områden på jorden, vilket förbättrar verifiering av data.

JPL:s chef för jordvetenskap och teknik, Diane Evans, sade kombinerade observationer från båda OCO -uppdragen kommer att ge mer omfattande information om kolets tillstånd på vår planet.

"De kommer att lägga till den växande forskningsgruppen från flera jordobservationsuppdrag, "Evans sa." Och att kombinera dessa data med datamängder från andra instrument på rymdstationen som ECOSTRESS och GEDI kommer att göra det möjligt att svara på viktiga frågor om växelverkan mellan kol- och vattencyklerna. "

Lansera, Ankomst och robotkoreografi

OCO-3-lanseringen är planerad till 03:59 EDT (12:59 PDT) i maj. Se den live på NASA TV och på nasa.gov/live. Det är ett ögonblickligt startfönster, så om det av någon anledning inte startar i det exakta schemalagda ögonblicket, lanseringen måste vänta till nästa dag.

"Jag har definitivt skakningar före lanseringen, "sa Bennett - absolut inte den första JPL -spelaren som hade den erfarenheten bara några dagar före lanseringen.

OCO-3 tar en tur till den internationella rymdstationen på en Space-X Dragon-kapsel, skjuts upp på en Falcon 9 -raket. Två robotarmar kommer att välkomna OCO-3 på stationen:en för att dra OCO-3 ur kapselns bagage, en annan för att ta tag i den och installera den på den japanska experimentmodulens exponerade anläggningsmodul. Allt detta händer medan OCO-3 är utan ström, så det måste installeras innan det blir för kallt. Även om detta låter som en nagelbitare, stationsoperatörerna har framgångsrikt utfört denna noggrant utformade robotkoreografi för flera nyttolaster under de senaste åren.

Som artiga hushållsgäster, OCO-3 och dess team kommer att följa vissa "husets regler" för rymdstationen. Till exempel, när återuppdragsuppdrag från jorden anländer för att lämna ut nödvändiga saker och vetenskapliga experiment till astronauterna, OCO-3 "tar en paus" under dockningsprocessen och rullar med den-bokstavligen, när stationen roterar till olika attityder, Inklusive, Bennett noterade, "magen upp, utan syn för instrumentet. "Instrumentet måste också peka runt stationens soluppsättningar. Och naturligtvis, ibland måste astronauterna på stationen utföra en EVA - en extravehicular aktivitet, aka en rymdpromenad. OCO-3 stängs av för EVA som utförs i närheten för att hålla astronauterna säkra från den rörliga pekmekanismen och högspänningsutrustning.

Bennett säger att även om dessa faktorer utgör nya utmaningar för OCO-3-teamet, han och hans kollegor är glada över att se hur detta "rum med utsikt" och instrumentets vridbara speglar ger nya insikter om jordens koldioxidcykel.