Steven Powell, ingeniero de investigación en el departamento de ingeniería eléctrica e informática, se muestra con el conjunto de antenas GPS de Cornell en una sala limpia en el Centro Espacial Johnson de la NASA en Houston, Texas. La matriz está actualmente montada en la estructura de celosía de la Estación Espacial Internacional. Crédito:Zach Tejral, Centro de vuelos espaciales Johnson de la NASA / proporcionado
El clima aquí en la Tierra ha sido un poco extraño este invierno:días de 60 grados, seguido de nieve cegadora, solo para ser seguido por 50 y lluvia, pero para Steven Powell, los humanos no pueden sentir el clima que le interesa ni medirlo con la presión barométrica.
Powell, especialista en apoyo a la investigación en ingeniería eléctrica e informática, se ocupa del "clima espacial":partículas cargadas en el plasma del espacio, en el borde de la atmósfera terrestre. Estas partículas afectan el rendimiento de los satélites de comunicaciones y navegación.
Para estudiar las condiciones en la ionosfera, una banda entre 50 y 600 millas sobre la Tierra, Powell y otros en la Facultad de Ingeniería han desarrollado el receptor GPS FOTON (Fast Orbital TEC for Orbit and Navigation), que fue construido en un laboratorio de Rhodes Hall. El mes pasado, el FOTON subió a bordo del cohete SpaceX Falcon 9 para comenzar un proyecto a largo plazo en la Estación Espacial Internacional.
El proyecto, que podría durar dos años, se llama GROUP-C (ocultación de radio GPS y fotometría ultravioleta colocada), y está dirigido por Scott Budzien del Laboratorio de Investigación Naval. Powell es el investigador principal de Cornell para el proyecto; otros colaboradores de Cornell incluyen a Mark L. Psiaki, profesor de ingeniería mecánica y aeroespacial (jubilado); David Hysell, profesor de ciencias de la tierra y atmosféricas; Todd Humphreys, Doctor. '08; y Brady O'Hanlon, Doctor. 'dieciséis.
También contribuyó el fallecido profesor de ingeniería eléctrica e informática Paul Kintner, que murió en noviembre de 2010. Kintner fue responsable de la investigación ionosférica original que formó la base científica para GROUP-C, Powell dijo.
El FOTON es un receptor GPS de alta sensibilidad, diseñado para soportar los rigores de los vuelos espaciales mientras detecta fluctuaciones sutiles en las señales de los satélites GPS.
"Estas fluctuaciones nos ayudan a conocer la ionosfera en la que viajan las señales, "dijo Powell, que regresó a Ítaca a principios de marzo después de pasar seis semanas en Alaska en un proyecto para enviar dos cohetes sonoros a la aurora boreal, también para estudiar la ionosfera.
"Por lo general, los receptores GPS estándar filtran estas fluctuaciones, " él dijo, "pero son las 'pepitas de oro' científicas en el proceso de análisis de datos".
La paleta de instrumentos STP-H5 está siendo maniobrada por el brazo robótico en la Estación Espacial Internacional. El conjunto de antenas de Cornell es visible justo a la derecha del logotipo de "Canadá". Esta foto fue tomada durante el proceso de instalación. Crédito:Centro de vuelos espaciales Johnson de la NASA / proporcionado
El experimento de Powell es uno de varios proyectos que estudian la atmósfera y la ionosfera de la Tierra. Comparte una paleta de montaje en el exterior de la ISS, recibe energía de grandes paneles solares, y utiliza el sistema de comunicaciones de datos a bordo de la estación para distribuir rápidamente los datos a la Tierra.
Powell y Hysell recopilarán datos del experimento GROUP-C.
La posición de GROUP-C a bordo de la ISS le permitirá estudiar la ionosfera "desde una perspectiva de borde, Powell dijo:para medir variaciones en la densidad de electrones. El receptor GPS y la antena del equipo de Cornell, en realidad un conjunto de tres antenas, configurado para maximizar las señales de GPS y minimizar los reflejos no deseados de las grandes partes metálicas de la ISS, se centrará en los satélites de GPS a medida que se mueven por el cielo y se colocan detrás de la Tierra.
Mientras se establecen, Powell dijo:las señales de radio viajan a través de la ionosfera y son sutilmente retardadas por las regiones más densas de la ionosfera. "A partir de ese, obtenemos un perfil vertical de la densidad electrónica, " él dijo.
Este experimento se basa en una misión de cohete sonda de la NASA de corta duración que Powell dirigió en 2012, que fue enviado a la aurora para estudiar la ionosfera en latitudes altas, cerca del Polo Norte.
"Este experimento nos permitirá estudiar diferentes pero igualmente interesante, efectos en la ionosfera más cercana al ecuador, donde vive la mayor parte de la población mundial, "Dijo Powell.
El despegue del cohete SpaceX el 19 de febrero, y atracar con la ISS cuatro días después, fue la culminación de un esfuerzo de casi cuatro años para construir GROUP-C.
"Fue muy emocionante y satisfactorio ver el [lanzamiento] del experimento GROUP-C, ", Dijo Powell." He estado involucrado en más de 50 esfuerzos de investigación basados en el espacio durante un período de 30 años, pero la mayoría ha estado usando cohetes de sondeo suborbitales de la NASA, con duraciones de misión de solo 10 a 30 minutos.
"La duración del experimento GROUP-C durará hasta dos años, " él dijo, "por lo que la cantidad de datos y el potencial de un descubrimiento científico significativo es enorme".
