Las grandes tormentas son cada vez más grandes. El tifón Jebi se convirtió en el ciclón tropical más fuerte que azotó Japón en 25 años y mató al menos a 10 personas el verano pasado. El huracán Florence asombró incluso a los meteorólogos veteranos con su poderosa combinación de fuertes vientos y humedad extrema cuando tocó tierra en Carolina del Norte el 14 de septiembre.

Ahora, Algunos investigadores del MIT dicen que la mejor manera de estudiar y comprender estas tormentas monstruosas es hacer que los satélites que las rastrean sean más pequeños.

Un grupo de investigadores del Departamento de Aeronáutica y Astronáutica del MIT, dirigido por Ph.D. la candidata Angela "Angie" Crews y la profesora asociada Kerri Cahoy, en colaboración con Vince Leslie y William Blackwell en MIT Lincoln Laboratory, han publicado un nuevo estudio que compara los datos meteorológicos recopilados por un CubeSat, un satélite de bajo costo del tamaño de una caja de zapatos, con los datos de un satélite meteorológico tradicional.

"La conclusión es que este pequeño satélite recopiló datos que son tan buenos como los datos de un satélite del gobierno de mil millones de dólares, "dice Crews, el autor principal del artículo, "Calibración y Validación de Radiómetros Pasivos de Microondas Satelitales Pequeños:MicroMAS-2A y TROPICS". La investigación fue presentada en una conferencia de SPIE, la sociedad internacional de óptica y fotónica.

Los CubeSats tienen una serie de ventajas sobre sus primos más grandes como el satélite NOAA-20, que pesa casi 2, 300 kilogramos, mientras que el diminuto MicroMAS-2A pesa menos de 4 kg. NOAA-20 tomó ocho años desde el momento en que se adjudicó el contrato hasta que estuvo operativo en el espacio, mientras que CubeSats se puede construir e implementar en uno o dos años.

"Puedes construirlos más rápido, lo que significa que puede implementar nueva tecnología más rápido en lugar de esperar 10 años para la infusión de nueva tecnología en un programa gubernamental, "Dice Cahoy.

Los grandes satélites también necesitan su propio vehículo de lanzamiento dedicado, pero los CubeSats pueden guardarse como cargas útiles secundarias siempre que un vehículo de lanzamiento tenga un poco de espacio de carga adicional.

Los CubeSats tienen algunos inconvenientes en comparación con sus parientes más grandes, como una vida útil más corta y el hecho de que llevan una gama más limitada de instrumentos. El satélite MicroMAS-2, que mide la temperatura, vapor de agua, y nubes de hielo en la atmósfera, es básicamente una plataforma para un solo radiómetro de microondas de exploración de 10 canales montado en un cubo giratorio en un extremo del satélite.

Sin embargo, lo más importante de Weather CubeSats no es necesariamente lo que pueden hacer solos, es lo que varios CubeSats pueden lograr en concierto. Cuando el oxígeno y el vapor de agua emiten naturalmente señales en la porción de microondas del espectro electromagnético y esas señales se miden a diferentes alturas por múltiples satélites en una constelación de órbita terrestre baja, tienen el impacto combinado de los instrumentos en un satélite más grande, y se incorporan a modelos meteorológicos donde los datos se utilizan para mejorar el modelado y la predicción de huracanes, tormentas tropicales y tormentas eléctricas, incluida la reconstrucción 3-D.

"Una constelación de CubeSats le permite obtener datos en el mismo lugar varias veces el mismo día, lo que no es posible con los satélites meteorológicos estándar del gobierno en este momento, que tal vez le brinden datos sobre el mismo lugar una vez a la semana, "Dice Cahoy." Si está rastreando una tormenta tropical o un huracán y desea utilizar datos para actualizar sus modelos de pronóstico, eso no es tan bueno como te gustaría ".

Ahí es donde entra en juego el proyecto TROPICS (Observaciones con resolución temporal de la estructura de la precipitación y la intensidad de la tormenta con una constelación de pequeños satélites) del Laboratorio Lincoln del MIT. TROPICS, dirigido por Bill Blackwell, comprende una constelación de seis CubeSats en tres planos orbitales terrestres bajos que se espera que se desplieguen por completo en algún momento de 2020.

"ZONA TROPICAL, en particular, está realmente dirigido a observar ciclones tropicales, donde las condiciones del núcleo interno pueden cambiar muy rápidamente, "dice Crews". si tenemos la constelación allá arriba, podemos aprender mucho más sobre los ciclos de vida tropicales, y podemos aprender sobre los factores que afectan la intensidad y simplemente obtener muchos más datos y caracterizar mejor estos ciclones tropicales ".

Otra ventaja que tienen los satélites más grandes sobre los CubeSats es que son más fáciles de calibrar. Pero Crews, Cahoy y el equipo del MIT encontraron una forma novedosa de mejorar la calibración en el MicroMAS-2A. Debido a que el MicroMAS-2A lleva un radiómetro que gira 30 veces por minuto, descubrieron que estaba experimentando intrusiones solares y lunares (momentos en que el sol o la luna entraban en el campo de exploración y afectaban las mediciones del satélite) a un ritmo mucho mayor. Donde el instrumento NOAA-20 experimentaría quizás 44 intrusiones en el transcurso de un año, MicroMAS-2A experimentaría 5, 700. Entonces, en lugar de descartar los datos o corregirlos, planean utilizar las intrusiones como fuente de calibración porque son muy frecuentes.

Los investigadores dicen que solo están rascando la superficie de lo que pueden hacer los CubeSats, y que en los próximos años podrían haber significado avances revolucionarios en el comercio, Envío, y aplicaciones militares.

"CubeSats continuará permitiéndonos probar nuevas y mejores tecnologías:nuevos chips, nueva electrónica, nuevos sensores:más rápido porque podemos ponernos en órbita más rápidamente para ver cómo funcionan, y hacer un mejor trabajo en el diseño de estos instrumentos, les cuesta a todos menos dinero y nos brindan más datos, "Dice Cahoy.

Crews agrega:"Es un momento emocionante para estar en el campo".

Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un sitio popular que cubre noticias sobre la investigación del MIT, innovación y docencia.