Diese Karte, die mithilfe neuer COWVR-Beobachtungen erstellt wurde, zeigt die Mikrowellenfrequenzen der Erde, die Informationen über die Stärke der Meeresoberflächenwinde, die Menge an Wasser in Wolken und die Menge an Wasserdampf in der Atmosphäre liefern.
Ein innovatives Mini-Instrument an Bord der Internationalen Raumstation hat die erste globale Karte der Luftfeuchtigkeit und der Meeresbrisen erstellt.
Nach ihrer Installation auf der Internationalen Raumstation wurden am 7. Januar zwei kleine Instrumente, die vom Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien entwickelt und gebaut wurden, gestartet, um Daten über die Meereswinde und den atmosphärischen Wasserdampf der Erde zu sammeln, die für Wetter- und Ozeanvorhersagen benötigt werden. Innerhalb von zwei Tagen hatten das Compact Ocean Wind Vector Radiometer (COWVR) und das Temporal Space Experiment in Storms and Tropical Systems (TEMPEST) genügend Daten gesammelt, um mit der Erstellung der Karte zu beginnen.
COWVR und TEMPEST wurden am 21. Dezember 2021 im Rahmen der 24. kommerziellen Versorgungsmission von SpaceX für die NASA gestartet. Beide Instrumente sind Mikrowellenradiometer, die Veränderungen der natürlichen Mikrowellenstrahlung der Erde messen. Sie sind Teil des Weltraumtestprogramms Houston-8 (STP-H8) der US-Weltraumstreitkräfte, das den Nachweis erbringen soll, dass sie Daten von vergleichbarer Qualität wie größere, derzeit im Orbit befindliche Instrumente liefern können.
Diese neue Karte von COWVR zeigt die von der Erde ausgesendeten 34-GHz-Mikrowellen in allen von der Raumstation aus sichtbaren Breitengraden (von 52 Grad nördlicher bis 52 Grad südlicher Breite). Diese spezielle Mikrowellenfrequenz liefert Wettervorhersagern Informationen über die Windstärke an der Meeresoberfläche, den Wassergehalt von Wolken und den Wasserdampfgehalt der Atmosphäre.
Die grünen und weißen Bereiche auf der Karte deuten auf höhere Wasserdampfkonzentrationen und Bewölkung hin, während das Dunkelblau des Ozeans trockene Luft und klaren Himmel signalisiert. Das Bild zeigt typische Wetterbedingungen wie tropische Feuchtigkeit und Niederschlag (grüner Streifen in der Kartenmitte) sowie Gewitter über dem Ozean in den mittleren Breiten.
Radiometer benötigen eine rotierende Antenne, um große Bereiche der Erdoberfläche und nicht nur einen schmalen Streifen zu erfassen. Bei allen anderen Mikrowellenradiometern für den Weltraum rotieren nicht nur die Antenne, sondern auch das Radiometer selbst und die zugehörige Elektronik etwa 30 Mal pro Minute. Für eine Konstruktion mit so vielen rotierenden Teilen gibt es gute wissenschaftliche und technische Gründe, doch die Stabilisierung eines Raumfahrzeugs mit so viel bewegter Masse stellt eine Herausforderung dar. Zudem haben sich die Mechanismen zur Übertragung von Energie und Daten zwischen der rotierenden und der stationären Seite des Instruments als arbeitsintensiv und schwierig herzustellen erwiesen.
Das ergänzende Instrument von COWVR, TEMPEST, ist das Ergebnis jahrzehntelanger NASA-Investitionen in Technologien zur Kompaktierung von Weltraumelektronik. Mitte der 2010er-Jahre begann die JPL-Ingenieurin Sharmila Padmanabhan darüber nachzudenken, welche wissenschaftlichen Ziele durch die Platzierung kompakter Sensoren auf CubeSats – sehr kleinen Satelliten, die häufig für kostengünstige Tests neuer Designkonzepte eingesetzt werden – erreicht werden könnten.
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Veröffentlichungsdatum: 21. März 2024