La saison des ouragans de l'Atlantique 2020 a été l'une des plus brutales jamais enregistrées, produisant un nombre sans précédent de 30 tempêtes nommées. Quoi de plus, un record de 10 de ces tempêtes a été caractérisé comme s'intensifiant rapidement, certains s'étranglant de 100 milles à l'heure en moins de deux jours.

Pour apporter plus de données aux prévisionnistes et avoir une veille plus cohérente sur la ceinture tropicale de la Terre où se forment ces tempêtes, La NASA a lancé un satellite de test, ou éclaireur, devant une constellation de six satellites météorologiques appelée TROPICS (Time-Resolved Observations of Precipitation structure and storm Intensity with a Constellation of Smallsats). Lancement prévu en 2022, les satellites TROPICS travailleront ensemble pour fournir des observations micro-ondes presque toutes les heures des précipitations d'une tempête, Température, et l'humidité - un temps de revisite pour ces mesures actuellement impossible avec d'autres satellites.

"En tant que Floridien de longue date, J'ai vu de mes propres yeux l'impact dévastateur que les ouragans peuvent avoir sur nos collectivités. Et comme le changement climatique rend les ouragans encore plus forts, il est plus important que jamais que la NASA et nos partenaires investissent dans des missions comme TROPICS pour mieux suivre et comprendre les conditions météorologiques extrêmes, " a déclaré l'administrateur de la NASA Bill Nelson. " L'innovation de la NASA renforce les modèles de données qui aident les scientifiques à améliorer la prévision des tempêtes et à comprendre les facteurs qui alimentent ces tempêtes monstres. TROPICS y contribuera et nous attendons avec impatience le lancement l'année prochaine de la constellation de satellites TROPICS. »

"TROPICS est le début d'une nouvelle ère. Cette mission sera parmi les premières à utiliser une constellation de petits satellites pour ces types de global, des vues rapides des tempêtes tropicales, " a déclaré Scott Braun, le scientifique du projet TROPICS et un météorologue de recherche au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland.

Étant donné que les cyclones tropicaux et les ouragans peuvent changer rapidement lorsqu'ils traversent l'océan, l'augmentation des observations des satellites TROPICS ne fera pas seulement progresser la science de la compréhension de l'intensité des tempêtes, ils peuvent également améliorer les prévisions d'intensité.

« Le projet est très prometteur pour stimuler les améliorations constantes de la NOAA en matière de prévisions météorologiques et d'ouragans en introduisant de nouvelles données environnementales dans nos modèles numériques de prévision météorologique de classe mondiale, " a déclaré Frank Marks, directeur de la division de recherche sur les ouragans du laboratoire océanographique et météorologique de l'Atlantique de la NOAA. Après le lancement et le positionnement des six satellites en 2022, "Cette nouvelle constellation fournira des sondages de température et d'humidité à haute fréquence alors que nous cherchons à apprendre comment les ouragans interagissent avec la température et l'humidité environnantes, des données clés qui pourraient améliorer les prévisions d'intensité des ouragans."

Une étape critique de la préparation de la constellation est le lancement d'un satellite éclaireur, un septième exemplaire identique des smallsats TROPICS, qui permettra de tester pleinement la technologie, systèmes de communication, traitement de l'information, et le flux de données vers les utilisateurs de l'application avant le lancement de la constellation. Cela laissera le temps d'ajuster le système au sol et les produits de données, contribuer à assurer le succès de la mission TROPICS.

"Le satellite TROPICS Pathfinder s'apparente à une projection avant la soirée d'ouverture d'un grand spectacle, " dit Nicolas Zorn, le directeur du programme Pathfinder du MIT Lincoln Laboratory. « Sa mission est un monde réel, essai de bout en bout, de la vérification environnementale à l'intégration, lancement, communications au sol, mise en service, étalonnage, opérations, et le traitement des données scientifiques. Tous les domaines d'amélioration identifiés en cours de route peuvent être renforcés avant le lancement de la constellation."

William Blackwell du Laboratoire MIT Lincoln est le chercheur principal de TROPICS. Il y a six ans, il a soumis TROPICS en tant que proposition à la série de compétitions Earth Venture Instrument de la NASA et a obtenu un financement. Le programme Earth Venture Instrument fait appel à des axé sur la science, missions rentables pour résoudre des problèmes urgents liés aux sciences de la Terre.

A bord de chaque petit satellite TROPICS se trouve un instrument appelé radiomètre micro-ondes, qui détecte la température, humidité, et les précipitations dans l'atmosphère. Sur les satellites météo actuels, les radiomètres à micro-ondes ont à peu près la taille d'une machine à laver. Sur les petits satellites de TROPICS, les radiomètres ont à peu près la taille d'une tasse de café.

Les radiomètres à micro-ondes fonctionnent en détectant le rayonnement thermique naturellement émis par l'oxygène et la vapeur d'eau dans l'air. L'instrument TROPICS mesure ces émissions via une antenne tournant à une extrémité du satellite. L'antenne écoute 12 canaux micro-ondes entre 90 et 205 gigahertz, où les signaux d'émission pertinents sont les plus forts. Ces canaux captent des signaux à différentes hauteurs dans la couche la plus basse de l'atmosphère, ou troposphère, où la plupart des conditions météorologiques que nous connaissons se produisent.

En faisant voler les radiomètres TROPICS à plus basse altitude et en détectant moins de canaux que leurs homologues plus grands, dans les canaux qu'ils diffusent, les radiomètres offrent des performances comparables.

La miniaturisation du radiomètre à micro-ondes a été un processus incrémentiel au cours des 10 dernières années pour Blackwell et son équipe, stimulé par l'invention des CubeSats, satellites de la taille d'une miche de pain qui sont souvent économiques à lancer. TROPICS s'appuie sur le succès de Blackwell et de son équipe en 2018 en lançant le premier radiomètre à micro-ondes sur un CubeSat pour collecter des données de profilage atmosphérique. L'instrument à bord des six satellites de TROPICS a été amélioré pour offrir une meilleure sensibilité, résolution et fiabilité et effectuera des observations météorologiques plus ciblées et plus rapides.

"Ces tempêtes affectent beaucoup de gens, et nous nous attendons à ce qu'avec l'augmentation des observations sur une seule tempête de TROPICS, nous pourrons améliorer les prévisions, qui se traduit par aider les gens à se mettre en sécurité plus tôt, protéger la propriété, et globalement améliorer l'économie nationale, " Blackwell dit, dans l'attente du lancement complet de la constellation l'année prochaine. "C'est une technologie incroyable que nous avons prouvée et qui nous permet de maximiser la science à partir du facteur de taille de l'instrument. Pour y parvenir, il a fallu la contribution de tant de personnes."