NASAのクラウドサット、雲の中心を覗くミッションを終了。

NASAの南カリフォルニア州パサディナにあるJPL研究所(Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Calif.)が公開している「NASA's Jet Propulsion Laboratory Day in Review」は2024年04月23日に、ほぼ20年にわたって、その強力なレーダーは、これまでに見たことのない雲の詳細を提供し、世界の天気と気候の予測を進歩させるのに役立った。

ハリケーンを監視し、世界の降雪率を集計し、その他の気象や気候に関する初の成果を達成したNASAのミッションであるCloudSatが、その運用を終了した。
当初、この宇宙船は22か月のミッションとして提案されていたが、雲の垂直構造と氷/水の含有量をほぼ18年間観測した後、最近廃止された。

計画通り、この探査機は寿命を迎え、定期的な観測ができなくなったため、先月軌道上に降下され、最終的には大気圏で崩壊することになる。

2006年に打ち上げられたとき、このミッションのクラウド・プロファイリング・レーダーは、宇宙を飛行する史上初の 94GHz波長(W バンド)レーダーであった。一般的な地上設置の気象レーダーよりも千倍も感度が高く、画面上の平面的な画像ではなく、氷と雨が立ち並ぶ大気の3Dスライスとして、雲の新しいビジョンを生み出した。

南カリフォルニアにあるNASAのジェット推進研究所(NASA’s Jet Propulsion Laboratory in Southern California)でこのミッションの主任研究員を務めるグレアム・スティーブンス(Graeme Stephens)は、科学者たちが初めて雲と降水量を一緒に観察できるようになったと語った。「クラウド(雲)がなければ人間は存在していないでしょう。なぜなら雲は、私たちが知っているように、生命が必要とする淡水を供給してくれるからです。」「私たちは彼らを混乱させる性質があるため、彼らを賢い小悪魔と呼ぶことがあります。 雲は気候変動を予測する上で謎の多い存在です。」と彼は言いました。

雲には長い間多くの秘密が隠されてきた。CloudSatが登場するまでは、地球規模で雲がどれくらいの頻度で雨や雪を生み出すのかは分からなかった。 また、その打ち上げ以来、雲がどのように大気や地表を冷やしたり温めたりするのか、また航空機の着氷をどのように引き起こすのかについても、私たちは理解する上で長い道のりを歩んできた。

CloudSatのデータは何千もの研究出版物に情報を提供しており、世界中でどれだけの量の氷と水が雲に含まれているか、雲が大気中の熱を閉じ込めることによってどのようにグリーンランドや極地の氷の融解を加速するかなど、科学者が重要な発見をするのに役立ち続けている。

だから、科学者は焦った。この情報を無視して地球は考えられないことに気がついた。そCloudSatのデータは、れまでの科学を飛躍的に進化した。

嵐を乗り越える

長年にわたり、CloudSatはマリア(Maria)、ハーベイ(Harvey)、サンディ(Sandy)などの名前を持つ強力な嵐システムの上を飛行し、渦巻く巻雲の天蓋の下を覗いていた。 その雲プロファイリング・レーダーは、科学者が熱帯低気圧がどのように、そしてなぜ激化するのかを調査するのに役立つ雲層の侵入に優れていた。

CloudSatの寿命を通じて、宇宙船のバッテリーと衛星の向きを制御するために使用されるリアクションホイールに関連して、ミッションを終了させる可能性のある問題がいくつか発生した。
CloudSat チームは、各軌道の日中以外の時間帯に宇宙船を「冬眠」させて電力を節約したり、少ないリアクション・ホイールで宇宙船の向きを変えるなど、独自のソリューションを開発した。 彼らのソリューションにより、2023年12月にクラウド・プロファイリング・レーダーが永久に停止されるまで運用を継続できた。

JPLのCloudSatプロジェクト マネージャーであるデボラ ヴェイン(Deborah Vane)は、「これまでに行われたことのないことを実行できる献身的で有能なチームを擁することが、NASAファミリーとしての私たちの特徴の一部です」「私たちは、これまで誰も使用したことのない技術でこれらの異常状態から回復しました。」と述べている。

姉妹衛星

CloudSat は、CALIPSO(Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observation略)と呼ばれる LIDAR搭載衛星と連携して、2006年04月28日に打ち上げられた。2機の宇宙船は、地球周回軌道上の気象・気候追跡衛星の国際衛星群に加わった。

レーダーとライダーは、エネルギー ビーム (CloudSatの場合は電波、CALIPSOの場合はレーザー光) を地球に向け、そのビームが地球の雲や微粒子 (エアロゾル) にどのように反射するかを測定するため、「アクティブ」センサーとみなされる。 雰囲気。 他の軌道科学機器は、反射した太陽光や地球や雲から放出される放射線を測定する「パッシブ」センサーを使用しています。

CloudSatとCALIPSOは1分未満の間隔で周回し、北極から南極まで太陽同期軌道で地球を周回し、毎日午後の早い時間と真夜中過ぎに赤道を通過した。それらの重なり合うレーダーとライダーのフットプリントは、大気の垂直構造を切り開き、薄い雲と厚い雲だけでなく、雲の形成に影響を与える可能性のある塵、海塩、灰、すすなどの浮遊粒子の層を研究する。

エアロゾルが雲に与える影響は、地球温暖化予測にとって依然として重要な問題です。この疑問やその他の疑問を探るため、最近打ち上げられたPACE衛星とNASAの地球システム観測所での将来のミッションは、CloudSatとCALIPSO(Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observation/雲エアロゾルライダーと赤外線パスファインダーによる衛星観測)の新世代への遺産に基づいて構築される。

「2030年の地球は2000年の地球とは違うだろう」「世界は変わり、気候も変わりました。 これらの測定を継続することで、気象パターンの変化について新たな洞察が得られるでしょう。」とスティーブンス(Graeme Stephens)は語った。

NASAとフランス宇宙機関CNES(Centre National d’Études Spatiales/国立空間研究センター)の共同ミッションであった「CALIPSO」は、2023年08月にそのミッションを終了した。

https://www.jpl.nasa.gov/news/nasas-cloudsat-ends-mission-peering-into-the-heart-of-clouds
https://earthobservatory.nasa.gov/images/event/91003/hurricane-maria
https://earthobservatory.nasa.gov/images/event/15297/tropical-storm-harvey
https://earthobservatory.nasa.gov/images/event/79504/hurricane-sandy
https://science.nasa.gov/mission/calipso/
https://aos.gsfc.nasa.gov/
https://www.nasa.gov/missions/calipso/first-long-duration-lidar-satellite-mission-calipso-ends/