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Aerei robotici inseguono i dati climatici
Per la prima volta, la NASA ha iniziato a pilotare un aereo senza equipaggio dotato di strumenti scientifici per osservare l'atmosfera terrestre in modo più dettagliato. L'agenzia ha collaborato con Northrop Grumman per equipaggiare tre velivoli, chiamati Falchi globali , che sono stati consegnati alla NASA dalla US Air Force. A differenza degli aerei con equipaggio dotati di strumenti di osservazione della Terra, i Global Hawk possono volare fino a 30 ore e viaggiare per distanze maggiori e ad alta quota; possono anche raccogliere dati più precisi rispetto ai satelliti e possono essere posizionati per monitorare un'area per lunghi periodi di tempo.
Robo-aereo: La NASA e Northrop Grumman hanno sviluppato questo aereo senza pilota dotato di strumenti scientifici per missioni di scienze della terra. Chiamato Global Hawk, la NASA ha acquisito l'aereo dall'aeronautica americana e lo ha modificato per trasportare strumenti per monitorare l'atmosfera in modo più preciso di quanto possano fare i satelliti.
Ci sono alcuni tipi di dati atmosferici e di scienze della terra che ci mancano, anche se abbiamo cose come satelliti, aerei con equipaggio e reti di superficie, afferma Robbie Hood , direttore dell'Amministrazione nazionale oceanica e atmosferica ( NOAA ) Programma di sistemi di aeromobili senza pilota. NOAA ha stretto un accordo con la NASA per aiutare a costruire gli strumenti scientifici e guidare le missioni scientifiche per i Global Hawks. Hood valuterà l'aereo per determinare come potrebbe essere utilizzato al meglio. Ad esempio, dice, potrebbero sorvolare un uragano per monitorare i suoi cambiamenti di intensità o sorvolare l'Artico per monitorare i cambiamenti del ghiaccio marino in modo più dettagliato.
La prima missione di Global Hawks è stata lanciata la scorsa settimana: un aereo è volato dal Dryden Flight Research Center della NASA presso la base aeronautica di Edwards in California sull'Oceano Pacifico. Gli scienziati del progetto lanceranno circa un volo a settimana fino alla fine di aprile. Il drone è dotato di 11 diversi strumenti per effettuare misurazioni e mappare aerosol e gas nell'atmosfera, profilare le nuvole e raccogliere dati meteorologici come temperature, venti e pressioni. Ha anche telecamere ad alta definizione per riprendere i colori dell'oceano.
La prima missione è principalmente una missione dimostrativa per dimostrare le capacità del sistema, afferma Paul Newman , scienziato co-progetto e fisico atmosferico presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, MD. L'aereo volerà anche sotto il Aura Satellite , un satellite della NASA che sta attualmente studiando l'ozono terrestre, la qualità dell'aria e il clima, per convalidare le sue misurazioni, facendo un confronto tra le sue letture e ciò che può fare il nuovo velivolo. I satelliti ti offrono una copertura globale ogni giorno, ma non possono vedere una regione in modo molto preciso. L'aereo può darti osservazioni regolari e una risoluzione molto fine, dice Newman.
Gli aeroplani robotici operano in modo completamente autonomo: gli scienziati programmano l'aereo prima della partenza con le destinazioni previste e l'aereo naviga da solo. Tuttavia, gli scienziati possono modificare la traiettoria di volo dell'aereo una volta in rotta o pilotarlo a distanza in caso di emergenza. Poiché un volo Global Hawk può durare 30 ore (rispetto alle 12 ore di un volo con equipaggio), l'aereo può viaggiare in regioni, come l'Artico, che in genere sono troppo pericolose per le missioni con equipaggio.
Volantino autonomo: La prima missione dell'aereo è monitorare l'atmosfera sopra l'Oceano Pacifico. Può volare fino a 30 ore, raggiungere un'altitudine di 19,8 chilometri e percorrere un raggio di 22.800 chilometri.
La NASA ha acquisito l'aereo dall'aeronautica americana nel 2007. Originariamente erano stati sviluppati per missioni di sorveglianza e ricognizione. Ora i ricercatori li stanno modificando per le loro prime vaste missioni di scienze della terra. Possiamo ottenere misurazioni in situ ad alta risoluzione, e questo è davvero il gold standard, e qualcosa che non siamo mai stati in grado di fare prima, afferma Randy Albertson, direttore dell'Airborne Science Program della NASA nella divisione di scienze della terra a Dryden.
Gli strumenti a bordo della prima missione includono: uno strumento LIDAR che utilizza un impulso laser per misurare la forma, le dimensioni e la densità di nuvole e aerosol; uno spettrografo che misura e mappa inquinanti come il biossido di azoto, l'ozono e gli aerosol; un fotometro ultravioletto per la misurazione dell'ozono; un gascromatografo per calcolare i gas serra; una manciata di altri strumenti in grado di misurare con precisione il vapore acqueo atmosferico e i clorofluorocarburi che riducono lo strato di ozono; e fotocamere ad alta definizione per riprendere i colori dell'oceano e conoscere i loro processi biologici. (Vedi un elenco completo del carico utile qui.)
I ricercatori saranno anche in grado di campionare parti dell'atmosfera che non sono stati in grado di raggiungere o monitorare per lunghi periodi: l'alta troposfera e la bassa stratosfera. L'aereo può volare a un'altitudine di 19,812 chilometri e percorrere quasi 22.800 chilometri. Quella parte dell'atmosfera è una regione cruciale che risponde e contribuisce al cambiamento climatico in superficie, e ci siamo resi conto che è molto sottocampionata, afferma David Fahey , co-scienziato del progetto e fisico ricercatore presso l'Earth Science Research Lab della NOAA a Boulder, CO. Se non sai cosa sta succedendo in alcune regioni dell'atmosfera, interpreterai male ciò che sta accadendo in superficie.
La NASA e Northrop Grumman hanno modificato il velivolo per renderlo un sistema plug-in-play, in modo che gli strumenti possano essere facilmente rimossi e installati di nuovi, a seconda della missione. L'aereo può anche essere riprogettato per una missione specifica, se necessario.
Gli aerei sono davvero ibridi robotici satellite-aereo che rivoluzioneranno il modo in cui facciamo scienza, dice Newman. La prossima missione sarà studiare gli uragani nei Caraibi e includerà una nuova suite di strumenti per gli aerei.