يعد تتبع الطقس عملًا صعبًا ، وقد اعتمد تاريخيًا على الأقمار الصناعية الكبيرة التي تكلف ملايين الدولارات للانطلاق في الفضاء. ومع تهديد تغير المناخ بجعل أشياء مثل العواصف الاستوائية والأعاصير وأحداث الطقس الأخرى أكثر عنفًا حول العالم اليوم ، يعتمد الناس بشكل متزايد على الإنذارات المبكرة والمراقبة في الوقت الحقيقي.
ومع ذلك ، تتطلع وكالة ناسا إلى تغيير ذلك من خلال نشر سلالة جديدة من الأقمار الصناعية للطقس تستفيد من التطورات الحديثة في التصغير. تُعرف هذه الفئة من الأقمار الصناعية باسم RainCube (الرادار في CubeSat) ، والذي يستخدم التكنولوجيا التجريبية لرؤية العواصف عن طريق الكشف عن المطر والثلج باستخدام أدوات صغيرة ومتطورة جدًا.
القمر الصناعي الصغير ، الذي تم نشره من محطة الفضاء الدولية (ISS) في تموز (يوليو) ، هو عارض تكنولوجيا نموذج أولي لأسطول محتمل من RainCubes. تم تقييم هذه التجربة فيما إذا كانت السواتل الصغيرة والمنخفضة التكلفة ذات الرادارات الصغيرة قادرة على توفير بيانات في الوقت الحقيقي حول أنظمة الطقس والعواصف.
كما أوضح غرايم ستيفنس ، مدير مركز علوم المناخ في مختبر الدفع النفاث التابع لوكالة ناسا ، في بيان صحفي صدر حديثًا عن وكالة ناسا:
"ليس لدينا أي طريقة لقياس كيفية تحرك الماء والهواء في العواصف الرعدية على مستوى العالم. ليس لدينا أي معلومات عن ذلك على الإطلاق ، ومع ذلك فهي ضرورية للغاية للتنبؤ بالطقس القاسي وحتى كيف ستتغير الأمطار في مناخ المستقبل. "
لمراقبة تغيرات الطقس في الغلاف الجوي للأرض ، يستخدم RainCube نوعًا من الرادار الذي يعمل كثيرًا مثل السونار. في الأساس ، يرسل هوائيه الشبيه بالمظلة إشارات رادار متخصصة (غرد) ترتد من قطرات المطر وتساعد العلماء على إنشاء صورة لداخل العاصفة. تم تصميم هذه التقنية للسماح للمركبة الفضائية الصغيرة بالقدرة على إرسال إشارة قوية بما يكفي للتحديق في العاصفة.
وقالت الباحثة الرئيسية إيفا بيرال ، "إن إشارة الرادار تخترق العاصفة ، ومن ثم يستعيد الرادار صدى". "عندما تتعمق إشارة الرادار في طبقات العاصفة وتقيس المطر في تلك الطبقات ، نحصل على لقطة للنشاط داخل العاصفة."
في أغسطس الماضي ، أعاد RainCube صوره الأولى لعاصفة فوق المكسيك ، كجزء من عرض تكنولوجي. التقط الإصدار الثاني من الصور في سبتمبر أول هطول للأمطار على إعصار فلورنسا. كما أوضح سيمون تانيللي ، الباحث في RainCube ، ما يلي:
"هناك عدد كبير من التجارب الأرضية التي وفرت قدرًا هائلاً من المعلومات ، وهذا هو السبب في أن توقعات الطقس لدينا ليست سيئة في الوقت الحاضر. لكنهم لا يقدمون رؤية عالمية. أيضًا ، هناك أقمار صناعية للطقس توفر مثل هذه الرؤية العالمية ، لكن ما لا يخبروك به هو ما يحدث داخل العاصفة. وهنا تحدث العمليات التي تجعل العاصفة تنمو و / أو تتحلل. "
ليس المقصود من RainCube تتبع العواصف بمفردها ، بل يهدف إلى إثبات أن نظام رادار المطر الصغير يمكن أن يعمل. على المدى الطويل ، تتمثل الخطة في نشر أسراب من هذه السواتل المصغرة (التي ستكون أرخص بكثير لإطلاقها بسبب حجمها) والتي ستكون قادرة بعد ذلك على تتبع العواصف ونقل المعلومات المحدثة كل بضع دقائق.
في نهاية المطاف ، يمكن أن تسفر عن بيانات يمكن أن تؤدي إلى نماذج أفضل للطقس تُستخدم للتنبؤ بحركة المطر والثلج والصقيع والبرد. قال ستيفنز: "سينتهي بنا الأمر في الواقع إلى القيام بعلم ثاقب أكثر إثارة للاهتمام مع كوكبة بدلاً من واحد منها فقط". "ما نتعلمه في علوم الأرض هو أن تغطية المكان والزمان أكثر أهمية من امتلاك جهاز قمر صناعي باهظ الثمن حقًا يؤدي شيئًا واحدًا فقط."
وبفضل اختبار التكنولوجيا الناجح ، يبدو أن هذا هو الحال في يوم من الأيام. وأضاف ستيفنز: "إن ما يقدمه RainCube من ناحية هو عرض للقياسات التي لدينا حاليًا في الفضاء". "لكن ما يوضحه حقًا هو إمكانية وجود طريقة جديدة ومختلفة تمامًا لمراقبة الأرض باستخدام العديد من الرادارات الصغيرة. سيؤدي ذلك إلى فتح مشهد جديد تمامًا في عرض الدورة الهيدرولوجية للأرض ".
سواء كان رصد الأرض أو المجرات البعيدة ، يتم التحقيق في التصغير والروبوتات السرب كوسيلة لتوفير علم فلك أكثر فعالية من حيث التكلفة. في السنوات المقبلة ، يمكن توفير كل شيء من الملاحظات إلى خدمات الاتصالات عن طريق الأقمار الصناعية التي تمثل جزءًا من الحجم ، وبالتالي جزءًا من تكلفة الإطلاق.
