Med en liten knuff till en satellits bana, forskare kommer snart att ha simultana laser- och radarmätningar av is, ger nya insikter om jordens frusna regioner. Den 16 juli, Europeiska rymdorganisationen (ESA) påbörjar en serie exakta manövrar som kommer att driva omloppsbanan för dess radarbärande CryoSat-2-satellit ungefär en halv mil högre – vilket gör att den synkroniseras med NASA:s laserbärande is, Moln- och landhöjdsatellit 2, eller ICESat-2.

När manövrarna är klara senare i sommar, de två satelliterna kommer att passera en sträcka av Arktis inom några timmar från varandra. Den där synkrona sträckan, av fler än 2, 000 miles (3, 200 kilometer) varje dag eller så, kommer att vara nyckeln för att studera havsis, som flyter på Ishavet och flyttas runt med strömmar och vindar. Om satelliterna mäter vid olika tidpunkter, de två kan mäta olika flak av snabbrörlig is. Att synkronisera satelliterna ger forskare två datauppsättningar för samma is.

"Att kombinera dessa två mätningar från rymden kommer att leda till en guldålder, sa Tommaso Parrinello, CryoSat-2 uppdragsledare med ESA. "Det är en liten förändring för CryoSat-2, men kommer att bli en revolution för vetenskapen."

Både CryoSat-2:s radar och ICESat-2:s laserinstrument, kallas en lidar, mäta höjden genom att skicka ut signaler och tajma hur lång tid det tar att reflektera från jordens yta och återvända till sina respektive satelliter. Men de olika signalerna studsar från vissa ytor på olika sätt – inklusive snötäckt havsis. Radarer som Cryosat-2 kommer att penetrera genom snölagret och reflekteras från isen nedanför. Laserinstrument som ICESat-2 kommer att reflekteras från toppen av snölagret. Skillnaden mellan de två kommer att ge forskarna djupet av snön ovanpå havsisen.

"Om du har laser och radar tillsammans, det ger dig denna riktigt spännande möjlighet att mäta snödjupet, som vi verkligen aldrig har kunnat göra tidigare från rymden, sa Rachel Tilling, en havsisforskare vid NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland och University of Maryland i College Park. "Och med snödjup, vi kan få betydligt mer exakta mätningar av havsisens tjocklek."

Med bättre mätningar av snödjup och havsistjocklek, forskare kan få insikter i det komplexa arktiska klimatsystemet. Havsisen kanske bara är 10 fot tjock eller så, men det har en överdriven effekt på jordens klimat, bildar ett slags skyddsfilt på Ishavet, sa Tilling. Snön på toppen reflekterar strålning från solen, hindra isen från att smälta och havet från att värmas upp. Isen i sig fungerar som en barriär mellan atmosfären och havet - att ta bort den kan förändra cirkulationsmönster som når de mer tempererade delarna av jordklotet. Den nya informationen kan förbättra klimatmodellerna, samt leda till mer exakta sjöfartsnavigeringsprognoser, Hon sa.

Idén att anpassa de två satelliterna har svävat runt bland isvetenskapssamhället sedan CryoSat-2 lanserades 2010, när ICESat-2 fortfarande var i utvecklingsstadiet, sa Tom Neumann, ICESat-2-projektforskare vid NASA Goddard.

"Detta öppnar för nya vetenskapliga möjligheter som inte var möjliga med något av uppdragen oberoende, speciellt för havsis vetenskap, " sade Neumann. "Det är en gräsrotsansträngning, främjas av forskare och ingenjörer som frågade om det fanns ett sätt vi kan få detta att hända."

CryoSat-2 flygoperationsteam tog en titt och efter månader av analyserande av orbitaldynamik kom fram till en plan. Den europeiska satelliten kretsar mycket högre och långsammare än den amerikanska, så de kunde inte bara följa varandra i tandem, sa Ignacio Clerigo, CryoSat-2:s operationschef för rymdfarkoster. Istället, de insåg att de kunde höja rymdfarkostens höjd med bara mer än en halv mil (900 meter), genom en serie av 15 exakt tidsinställda propellerbrännor, och sedan skulle de två satelliterna överlappa var 19:e omloppsbana av CryoSat-2 och 20:e omloppsbana för ICESat-2. Överlappningarna är mestadels över Arktis; nästa sommar på norra halvklotet kan ESA exakt ändra omloppsbanan igen med ytterligare en uppsättning manövrar för att fokusera på Antarktis under den regionens vinter.

"Det är en utmaning, inte på grund av själva manövrarna, men på grund av det tajta schemat, ", sade Clerigo. "Vi har kontinuerliga aktiviteter i två veckor. Varje steg beror på det föregående och om något inte går som förväntat, vi kommer att behöva planera om snabbt för att nå målbanan."