A unos 17 kilómetros sobre la superficie de la Tierra, la primera capa de la atmósfera se encuentra con la segunda. En un límite llamado tropopausa, la troposfera termina y comienza la estratosfera. A caballo entre esta interfaz, durante unos cinco kilómetros a cada lado, es una banda de la atmósfera etiquetada, con total naturalidad, la "troposfera superior / estratosfera inferior":el UTLS.

Esta fría rebanada de polvo y gases no recibe mucha prensa. Pero los materiales que se arremolinan en él influyen poderosamente en el clima que experimentamos en la Tierra, y buenos datos sobre lo que está sucediendo en UTLS impulsarán modelos mucho más precisos de cómo podemos esperar que cambie el clima, y cuando. Hasta aquí, sin embargo, sabemos muy poco.

"Es literalmente, tan difícil de creer como esto, una región inexplorada en la atmósfera, "dijo Scott Bailey, profesor en el Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática de Bradley. "Y es crucial para la predicción del cambio climático".

Controlar el cambio climático se ha convertido en un pilar central del enfoque de la administración de Biden hacia las políticas económicas y públicas; iniciativas de energía limpia, límites de emisiones, y otras disposiciones centradas en el clima representan miles de millones en gastos en proyectos de ley que actualmente se están abriendo camino en el Congreso.

Las mitigaciones efectivas requieren predicciones precisas, explicó Bailey, quien también es el director de Space @ VT, el centro de la universidad para la investigación de la ciencia y la ingeniería espaciales.

"Imagina que eres el alcalde de una gran ciudad costera, ", dijo." Sabes que en los próximos 50 años el nivel del mar va a subir y provocar inundaciones, ¿Entonces, Qué haces? ¿Necesitas fortalecer las playas? ¿Necesita actualizar los códigos de construcción para prepararse para tormentas más duras? ¿Necesitas empezar a mover literalmente la ciudad hacia el interior? ¿Y cuando? ¿Es un problema de 20 años o de 40 años? Tendrás esas preguntas para todas las ciudades de la costa, Por todo el país."

La narrativa básica sobre el cambio climático es que los gases de efecto invernadero atrapan el calor, elevando la temperatura y provocando fenómenos meteorológicos extremos.

"Pero hay mucho más en la historia, "Bailey dijo, explicando que la actividad humana en realidad contribuye a dos procesos en competencia. El calentamiento es uno de ellos, pero el otro, menos intuitivamente, está enfriando:Los aerosoles suspendidos en la atmósfera actúan como un escudo térmico, dispersando la luz solar entrante hacia el espacio y reduciendo las temperaturas. (Este fue el fenómeno que impulsó la aparente pausa en el calentamiento global durante la década de 2010).

Muchos de estos aerosoles son antropogénicos de una forma u otra, y las UTLS, donde la temperatura y la presión del aire crean condiciones agradables para que se acumulen, es donde se desarrolla gran parte del drama. Los investigadores saben cuáles son algunos de esos compuestos, pero muy poco sobre su abundancia relativa o cómo cambian con el tiempo. Muralla exterior, con un equipo de colaboradores de gran impacto en instituciones de investigación de todo el país, ha trazado un plan que finalmente podría arrojar algo de luz sobre esta misteriosa región de la atmósfera.

Su propuesta cuenta con una flota de seis pequeños satélites, cada uno del tamaño de una hielera para picnic, que orbitaría no dentro del UTLS sino a cientos de kilómetros por encima de él.

El corazón tecnológico del proyecto es la carga de los satélites. Cada uno llevará sensores únicos, concebido por la empresa GATS Inc. con sede en Newport News y desarrollado en la División de Percepción Remota del Laboratorio de Investigación Naval, que miden la cantidad de luz solar que se absorbe en longitudes de onda precisas. Dos veces en cada órbita cuando cada satélite estará en la posición correcta para mirar hacia abajo a través del UTLS al sol, los sensores capturarán la luz solar filtrada a través de los aerosoles UTLS. Los patrones de absorción resultantes funcionarán como huellas químicas que el equipo puede usar para identificar los componentes de esos aerosoles y rastrear cómo cambian con el tiempo, con mayor resolución y precisión que antes.

"Lo único de este instrumento es que puede recuperar las propiedades atmosféricas en incrementos de altitud realmente estrechos, "Dijo Bailey.

La mayoría de los sensores atmosféricos pueden determinar la altitud de lo que están midiendo dentro de cinco kilómetros aproximadamente. En la UTLS, solo 10 kilómetros de espesor, esa resolución es virtualmente inútil. Los sensores que usará el equipo de Bailey pueden señalar la altitud a menos de un kilómetro, lo suficiente para finalmente comenzar a identificar de dónde provienen estos compuestos y cómo viajan.

Los aerosoles que flotan en el UTLS se originan en la Tierra. Vienen de la sal marina, material biológico, penachos de ceniza de incendios forestales, smog eructo de las chimeneas de las fábricas, y polvo volcánico, batido hacia arriba en la atmósfera por tormentas y corrientes de aire y otras turbulencias.

Alguna cantidad de estos aerosoles se filtraría en el UTLS de forma natural. Pero la actividad humana ha bombeado lo suficiente a la atmósfera como para alterar el equilibrio del calor que entra y sale.

"Estamos perturbando la atmósfera de formas que no podemos predecir, y viendo cambios que nos cuesta entender ", Dijo Bailey." Si un día ve la contaminación generada por un incendio forestal, por ejemplo, desea realizar un seguimiento de su movimiento a lo largo del tiempo. Necesita un perfil detallado para hacer eso, y eso es lo que puede hacer este instrumento ".

El equipo desarrolló un prototipo funcional del instrumento con una subvención de 4 millones de dólares de la NASA en 2017. Ahora, están solicitando una inyección de fondos mucho mayor que se necesitará para construir la versión del mundo real y enviarla al espacio.

Si tienen éxito, los datos que se transmiten desde esos satélites ayudarán a conectar los puntos entre el comportamiento humano y los cambios en el clima, Para completar las partes que faltan de la imagen, necesitamos construir modelos climáticos sólidos.

"Cuánto se calentará cuando sea crucial, y todavía hay grandes barras de error sobre cuándo vamos a alcanzar ciertas temperaturas, "Dijo Bailey." No vamos a llegar allí sin esta misión. Este no es un pequeño paso hacia adelante, es un gran paso hacia adelante ".