Mirando la Tierra desde la Estación Espacial Internacional, los astronautas ven en grande, nubes blancas que se extienden por todo el planeta. No pueden distinguir una nube de lluvia gris de una nube blanca hinchada. Si bien los satélites pueden ver a través de muchas nubes y estimar la precipitación líquida que contienen, no pueden ver las partículas de hielo más pequeñas que crean enormes nubes de lluvia.

Un pequeño satélite experimental ha llenado este vacío y ha capturado la primera imagen global de las pequeñas partículas congeladas dentro de las nubes. normalmente llamadas nubes de hielo.

Desplegado desde la estación espacial en mayo de 2017, IceCube está probando instrumentos para determinar su capacidad para realizar mediciones espaciales de lo pequeño, cristales congelados que forman las nubes de hielo. "Las lluvias torrenciales se originan en las nubes de hielo, "dijo Dong Wu, Investigador principal de IceCube en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland.

Las nubes de hielo comienzan como partículas diminutas en lo alto de la atmósfera. Absorbe la humedad, los cristales de hielo crecen y se vuelven más pesados, haciendo que caigan a altitudes más bajas. Finalmente, las partículas se vuelven tan pesadas, caen y se derriten para formar gotas de lluvia. Los cristales de hielo también pueden permanecer en el aire.

Como otras nubes Las nubes de hielo afectan el balance energético de la Tierra al reflejar o absorber la energía del Sol y al afectar la emisión de calor de la Tierra al espacio. Por lo tanto, Las nubes de hielo son variables clave en los modelos meteorológicos y climáticos.

Este es un promedio de tres meses de nubes de hielo. Las áreas de picos más brillantes representan la mayor concentración de nubes de hielo. También son los lugares con fuertes precipitaciones debajo. Llegan hasta la parte superior de la troposfera desde una convección profunda, que normalmente es más fuerte en los trópicos.

La medición del hielo atmosférico a escala global sigue siendo muy incierta porque los satélites no han podido detectar la cantidad de pequeñas partículas de hielo dentro de las nubes. ya que estas partículas son demasiado opacas para que los sensores infrarrojos y visibles penetren. Para superar esa limitación, IceCube estaba equipado con un radiómetro submilimétrico que une la sensibilidad faltante entre las longitudes de onda infrarroja y de microondas.

A pesar de pesar solo 10 libras y ser del tamaño de una barra de pan, IceCube es una auténtica nave espacial, completo con control de actitud de tres ejes, paneles solares desplegables y una antena de comunicaciones UHF desplegable. El CubeSat gira alrededor de su eje, como un plato girando sobre un poste. Apunta a la Tierra para tomar una medida y luego mira el espacio frío para calibrar.

Originalmente una misión de demostración de tecnología de 30 días, IceCube todavía está en pleno funcionamiento en órbita terrestre baja casi un año después, midiendo las nubes de hielo y proporcionando datos que son "lo suficientemente buenos para hacer algo de ciencia real, "Dijo Wu.

"La parte difícil de desarrollar el CubeSat es hacer que las piezas comerciales sean duraderas en el espacio, "dijo Tom Johnson, Gerente de satélites pequeños de Goddard estacionado en la instalación de vuelo Wallops de la NASA en Virginia. "Compramos componentes comerciales para IceCube y pasamos mucho tiempo probando los componentes asegurándonos de que cada pieza funcionara".

Durante el año pasado, Los ingenieros probaron los límites del satélite mientras estaban en órbita. Querían ver si las baterías del instrumento almacenaban suficiente energía para funcionar las 24 horas. IceCube carga sus baterías cuando el sol brilla en sus paneles solares. Durante el examen, las salvaguardias evitaron que el satélite perdiera todo su poder y pusiera fin a la misión; sin embargo, la prueba fue exitosa. Las baterías hicieron funcionar el IceCube toda la noche y se recargaron durante el día. Este cambio hizo que el CubeSat fuera más valioso para la recopilación de datos científicos.

Mientras que el equipo de IceCube planeó que la misión operara durante 30 días en el espacio, "No cuesta mucho mantenerlo en funcionamiento, "Johnson dijo, "así que ampliamos la misión debido a la ciencia sobresaliente que realiza IceCube. Descargamos datos de ocho a diez veces por semana. Incluso si nos perdemos una semana, el CubeSat puede almacenar datos durante un par de semanas ".

Johnson dice que no le sorprende cuánto tiempo ha durado IceCube. "Durará alrededor de un año, cuando volverá a entrar en la atmósfera de la Tierra y se quemará ".

El equipo de IceCube construyó la nave espacial utilizando fondos del programa In-Space Validation of Earth Science Technologies (InVEST) de la Oficina de Tecnología de Ciencias de la Tierra (ESTO) de la NASA y la Iniciativa CubeSat de la Dirección de Misiones Científicas de la NASA.

Pequeños satélites, incluidos CubeSats, están desempeñando un papel cada vez más importante en la exploración, demostración de tecnología, investigación científica e investigaciones educativas en la NASA. Se han utilizado en la exploración espacial planetaria, ciencia fundamental de la Tierra y el espacio, y el desarrollo de instrumentos científicos precursores como comunicaciones láser de vanguardia, comunicaciones de satélite a satélite y capacidades de movimiento autónomo.