Un par de nuevas naves espaciales que observarán el ciclo del agua en constante cambio de nuestro planeta, las capas de hielo y la corteza están en los preparativos finales para un lanzamiento en California no antes del sábado, 19 de mayo. La misión de seguimiento del experimento de recuperación de gravedad y clima (GRACE-FO), una asociación entre la NASA y el Centro Alemán de Investigación de Geociencias (GFZ), asumirá el control donde quedó la primera misión GRACE cuando completó su misión de 15 años en 2017.

GRACE-FO continuará monitoreando los cambios mensuales en la distribución de masa dentro y entre la atmósfera de la Tierra, océanos tierra y capas de hielo, así como dentro de la propia Tierra sólida. Estos datos proporcionarán información única sobre el clima cambiante de la Tierra, Procesos del sistema terrestre e incluso los impactos de algunas actividades humanas, y tendrá beneficios de gran alcance para la sociedad, como mejorar la gestión de los recursos hídricos.

"El agua es fundamental para todos los aspectos de la vida en la Tierra:para la salud, para la agricultura, por mantener nuestra forma de vivir, "dijo Michael Watkins, Líder científico de GRACE-FO y director del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California. "No se puede administrar bien hasta que se pueda medir. GRACE-FO proporciona una forma única de medir el agua en muchas de sus fases, permitiéndonos gestionar los recursos hídricos de forma más eficaz ".

Como GRACIA, GRACE-FO utilizará una técnica innovadora para observar algo que no se puede ver directamente desde el espacio. Utiliza el peso del agua para medir su movimiento, incluso el agua oculta muy por debajo de la superficie de la Tierra. GRACE-FO hará esto midiendo con mucha precisión los cambios en la forma del campo de gravedad de la Tierra causados ​​por el movimiento de cantidades masivas de agua, hielo y tierra sólida.

"Cuando el agua es subterránea, es imposible observar directamente desde el espacio. No hay ninguna imagen que puedas tomar ni un radar que puedas rebotar en la superficie para medir los cambios en esas aguas profundas, ", dijo Watkins." Pero tiene masa, y GRACE-FO es casi la única forma que tenemos de observarlo a gran escala. Similar, rastrear los cambios en la masa total de las capas de hielo polares también es muy difícil, pero GRACE-FO esencialmente pone una 'escala' debajo de ellos para rastrear sus cambios a lo largo del tiempo ".

Un legado de descubrimientos

GRACE-FO ampliará el registro de datos de GRACE cinco años más y ampliará su legado de logros científicos. GRACE registró la pérdida continua de masa de las capas de hielo y los glaciares de montaña de Groenlandia y la Antártida. Esa gran cantidad de datos arroja luz sobre los procesos clave, variabilidad a corto plazo y tendencias a largo plazo que afectan el aumento del nivel del mar, ayudando a mejorar las proyecciones del nivel del mar. Las estimaciones del almacenamiento total de agua en la tierra derivadas de los datos de GRACE, desde cambios de agua subterránea en acuíferos profundos hasta cambios en la humedad del suelo y agua superficial, están brindando a los administradores del agua nuevas herramientas para medir el impacto de las sequías y monitorear y pronosticar inundaciones.

Los datos de GRACE también se han utilizado para inferir cambios en las corrientes oceánicas profundas, una fuerza impulsora en el clima de la Tierra. Sus datos de perfil de temperatura atmosférica, derivado de mediciones de cómo las señales de la constelación de satélites GPS se desviaron a medida que viajaban a través de la atmósfera y eran recibidas por las antenas de los satélites GRACE, han contribuido a los productos de previsión meteorológica de EE. UU. y Europa. Los datos de GRACE incluso se han utilizado para medir cambios dentro de la propia Tierra sólida, incluyendo la respuesta de la corteza terrestre al retroceso de los glaciares desde la última Edad de Hielo, y el impacto de grandes terremotos.

Según Frank Webb, Científico del proyecto GRACE-FO en JPL, la nueva misión proporcionará observaciones invaluables de cambios masivos relacionados con el clima a largo plazo.

"La única forma de saber con certeza si las tendencias observadas de varios años representan cambios a largo plazo en el balance de masa es extender la duración de las observaciones, ", Dijo Webb.

Un gato y un ratón en órbita

Como sus predecesores, los dos satélites GRACE-FO idénticos funcionarán como un solo instrumento. Los satélites orbitan la Tierra a unos 220 kilómetros (137 millas) de distancia, a una altitud inicial de aproximadamente 305 millas (490 kilómetros). Cada satélite envía continuamente señales de microondas al otro para medir con precisión los cambios en la distancia entre ellos. Mientras vuelan sobre una característica masiva de la Tierra, como una cadena montañosa o un acuífero subterráneo, la atracción gravitacional de esa característica tira de los satélites, cambiando la distancia que los separa. Al rastrear los cambios en su distancia de separación con una precisión increíble, a menos del grosor de un cabello humano, los satélites pueden trazar un mapa de estos cambios regionales de gravedad.

Se utiliza un receptor GPS para rastrear la posición de cada nave espacial en relación con la superficie de la Tierra, y los acelerómetros a bordo registran las fuerzas no gravitacionales en la nave espacial, como el arrastre atmosférico y la radiación solar. Estos datos se combinan para producir mapas mensuales de los cambios regionales en la gravedad global y las correspondientes variaciones de masa cerca de la superficie. que reflejan principalmente cambios en la distribución de la masa de agua en la atmósfera de la Tierra, océanos tierra y capas de hielo.

Además, GRACE-FO probará un interferómetro de rango láser experimental, un instrumento que podría aumentar la precisión de las mediciones entre las dos naves espaciales en un factor de 10 o más, para misiones futuras similares a GRACE. El interferómetro, desarrollado por un equipo de instrumentos alemán / estadounidense, será la primera demostración espacial de interferometría láser entre satélites.

"El interferómetro de rango láser es un excelente ejemplo de una gran asociación, "dijo Frank Flechtner, Gerente de proyecto GRACE-FO de GFZ. "Estoy ansioso por analizar estos innovadores datos de rango entre satélites y su impacto en el modelado del campo de gravedad".

GRACE-FO se pondrá en órbita con cinco satélites de comunicaciones Iridium NEXT en un cohete SpaceX Falcon 9 adquirido comercialmente de la Base de la Fuerza Aérea Vandenberg en California. Este lanzamiento único de "viaje compartido" implementará primero GRACE-FO, luego, la segunda etapa del Falcon 9 continuará hacia una órbita más alta para desplegar los satélites Iridium.