Plancton, Aerosol, Nube, Ecosistema oceánico

Plancton, aerosoles, nubes y ecosistemas oceánicos (PACE)

Una concepción artística de la nave espacial PACE de la NASA en órbita.
Nombres	Ecosistema pre-aerosol, de nubes y océano
Tipo de misión	Teledetección
Operador	NASA / GSFC
Identificación de COSPAR	2024-025A
N.º SATCAT	58928
Sitio web	pace.oceansciences.org/home.htm
Duración de la misión	3-10 años (planificado) 8 meses, 7 días (en progreso)
Propiedades de las naves espaciales
Astronave	PASO
Fabricante	Centro de vuelo espacial Goddard
Lanzamiento masivo	1.694 kilogramos (3.735 libras)
Dimensiones	1,5 m × 1,5 m × 3,2 m (4 pies 11 pulgadas × 4 pies 11 pulgadas × 10 pies 6 pulgadas)
Fuerza	1000 vatios
Inicio de la misión
Fecha de lanzamiento	8 de febrero de 2024, 06:33 UTC [1] [2] ( 8 de febrero de 2024, 06:33 )
Cohete	Falcon 9 Bloque 5 ( B1081.4 )
Sitio de lanzamiento	Cabo Cañaveral , SLC‑40
Contratista	Espacio X
Parámetros orbitales
Sistema de referencia	Órbita geocéntrica
Régimen	Órbita heliosincrónica
Altitud	676,5 kilómetros (420,4 millas)
Inclinación	98°
Período	Cobertura global de 2 días Ángulo de visión del instrumento de 60°
Transpondedores
Banda	Banda S : Comando y telemetría Banda Ka : Datos científicos
Instrumentos OCI Instrumento para medir el color del océano SPEX uno Espectropolarímetro para exploración planetaria ARPA2 Polarímetro arcoíris hiperangular 2
Logotipo de la misión PACE

Plankton, Aerosol, Cloud, Ocean Ecosystem ( PACE ) es una misión satelital de observación de la Tierra de la NASA de 2020 que observa el color, la biogeoquímica y la ecología de los océanos a nivel mundial , así como el ciclo del carbono , los aerosoles y las nubes . ^[3] PACE está destinado a ser utilizado para identificar el alcance y la duración de las floraciones de fitoplancton y mejorar la comprensión de la calidad del aire. ^[4] Se espera que estos y otros usos de los datos de PACE beneficien a la economía y la sociedad según la NASA, especialmente a los sectores que dependen de la calidad del agua , la pesca y la seguridad alimentaria . ^[5]

Después de que se propusiera su cancelación en el presupuesto del año fiscal 2018 del presidente Trump, el programa fue restaurado por el Congreso en 2018. ^[6] El proyecto PACE está gestionado por el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA . ^[7] El instrumento principal y el bus fueron diseñados y construidos en el Centro de Vuelo Espacial Goddard. ^[8]

El 4 de febrero de 2020, la NASA anunció la selección de SpaceX para lanzar PACE en un Falcon 9 , con un costo total para la NASA de US$80,4 millones, incluido el servicio de lanzamiento y otros costos relacionados con la misión. ^[9] El costo total de la misión es de US$964 millones, que incluye la construcción, el lanzamiento y las operaciones de la nave espacial. ^[10] PACE se lanzó con éxito el 8 de febrero de 2024 a las 06:33 UTC . ^[11] El 17 de abril de 2024 se anunció que se recibieron los primeros datos operativos. ^[12]

El 16 de junio de 2016, en el evento Key Decision Point-A (KDP-A), se aprobó que el satélite PACE ( Pre-Aerosol, Cloud, and Ocean Ecosystem ) ^[13] saliera de su etapa preliminar de planificación. Según el director del proyecto, Andre Dress, un hito importante para la siguiente etapa fue que el presupuesto oficial de la misión estuvo disponible para su uso el 1 de julio de 2016. ^[8]

PACE tiene dos objetivos científicos fundamentales: "ampliar los registros de datos sistemáticos clave sobre el color del océano, los aerosoles y las nubes para los estudios del sistema terrestre y del clima, y ​​abordar cuestiones científicas nuevas y emergentes utilizando sus instrumentos avanzados, superando las capacidades de las misiones anteriores y actuales". ^[3] El océano y la atmósfera están conectados directamente, moviendo y transfiriendo energía, agua, nutrientes, gases, aerosoles y contaminantes. Los aerosoles, las nubes y el fitoplancton también pueden afectarse entre sí. ^[3]

PACE medirá las partículas atmosféricas y las nubes que dispersan y absorben la luz solar. Una mejor caracterización de las partículas de aerosol permitirá cuantificar su impacto en la biología marina y la química de los océanos , así como en el presupuesto energético de la Tierra y la previsión ecológica . ^[3] PACE permitirá a los científicos controlar mejor la pesca, identificar floraciones de algas nocivas y observar cambios en los recursos marinos. El color del océano está determinado por la interacción de la luz solar con sustancias o partículas presentes en el agua de mar, como la clorofila , un pigmento verde que se encuentra en la mayoría de las especies de fitoplancton . Al monitorear la distribución y abundancia global del fitoplancton, la misión contribuirá a comprender los sistemas complejos que impulsan la ecología oceánica . ^[3]

Los océanos desempeñan un papel fundamental en el sustento de la vida en la Tierra, así como de la economía mundial. Para comprender los cambios en la salud de los océanos relacionados con el cambio climático, ^[3] la formulación de objetivos científicos y requisitos de sensores para una misión satelital de biología oceánica avanzada comenzó en el año 2000 con una iniciativa de la NASA sobre el ciclo del carbono que incluía disciplinas oceánicas, terrestres y atmosféricas.

Los requisitos instrumentales para esta misión de ecología oceánica son: ^[3]

• El sensor primario del Ocean Color Instrument (OCI) es un espectrómetro óptico muy avanzado que se utilizará para medir las propiedades de la luz en partes del espectro electromagnético . Permitirá la medición continua de la luz con una resolución de longitud de onda más fina que los sensores satelitales de la NASA anteriores, lo que ampliará los registros de datos clave del color del océano del sistema para estudios climáticos. ^[14] Es capaz de medir el color del océano desde el ultravioleta hasta el infrarrojo de onda corta . ^[14] Longitudes de onda UV (350-400 nm), visible (400-700 nm) e infrarrojo cercano (700-885 nm), así como varias bandas infrarrojas de onda corta; ^[3]
• El espectropolarímetro para exploración planetaria (SPEXone) es un polarímetro multiángulo que proporciona una cobertura de longitud de onda continua en el rango de 385 a 770 nm. Mide la intensidad, el grado de polarización lineal (DoLP) y el ángulo de polarización lineal (AoLP) de la luz solar reflejada desde la atmósfera de la Tierra , la superficie terrestre y el océano. El objetivo del desarrollo de SPEXone es lograr una precisión muy alta en las mediciones DoLP, lo que facilita la caracterización precisa de los aerosoles en la atmósfera. Observa un píxel terrestre bajo 5 ángulos de visión (0°, ±20° y ±58° en el suelo), donde las ventanas de ±20° se utilizarán para la calibración cruzada con el OCI. Los aerosoles son pequeñas partículas sólidas o líquidas suspendidas en el aire que afectan al clima directamente a través de la interacción con la radiación solar. Los aerosoles afectan al clima indirectamente al cambiar las propiedades micro y macrofísicas de las nubes. Según el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático , los aerosoles son la mayor fuente de error en la cuantificación del forzamiento radiativo del cambio climático. SPEXone permitirá realizar mediciones de las propiedades ópticas y microfísicas de los aerosoles con un nivel de detalle y una precisión sin precedentes; ^[15]
• El Polarímetro Arcoíris Hiperangular N.° 2 ( HARP2 ) es un polarímetro de imágenes de gran angular diseñado para medir partículas de aerosol y nubes, así como propiedades de las superficies terrestres y acuáticas. La cantidad y el tipo de partículas en suspensión en la atmósfera son relevantes para aplicaciones relacionadas con los efectos sobre la salud, el ciclo de vida de las nubes y las precipitaciones, el clima, etc. HARP2 combinará datos de múltiples ángulos de visión a lo largo de la trayectoria (hasta 60°), cuatro bandas espectrales en los rangos visible e infrarrojo cercano , y tres ángulos de polarización lineal para medir las propiedades microfísicas de las partículas atmosféricas, incluida su distribución de tamaño, cantidad, índices de refracción y forma de las partículas. HARP2 será diseñado y construido por el Instituto de la Tierra y el Espacio de la Universidad de Maryland, Condado de Baltimore (UMBC) . ^[16] El instrumento HARP2 fue precedido por HARP ( HyperAngular Rainbow Polarimeter ), un CubeSat de la NASA que se lanzó a la ISS el 2 de noviembre de 2019, se desplegó desde la ISS el 19 de febrero de 2020, alcanzó su primera luz el 15 de abril de 2020 y decayó de la órbita el 4 de abril de 2022, COSPAR 1998-067QZ, SATCAT 45256. ^{[17] [18]}

PACE fue lanzado el 8 de febrero de 2024, a las 06:33 UTC, ventana de lanzamiento instantánea , en un cohete SpaceX Falcon 9 desde el Complejo de Lanzamiento Espacial 40 de Cabo Cañaveral , después de dos días de retrasos causados ​​por el mal tiempo. Poco después del lanzamiento, el cohete realizó una maniobra de pata de perro para colocarlo en una trayectoria hacia el sur. Después de la separación de la primera etapa, el propulsor Falcon 9 realizó una quema de refuerzo y regresó a aterrizar en el sitio de lanzamiento, donde será reacondicionado y reutilizado en futuros vuelos. Este fue el cuarto vuelo de este propulsor en particular, que se designa B1081 . La segunda etapa del cohete impulsó a PACE a su órbita final a una altitud de 676,5 kilómetros y la nave espacial se separó unos 13 minutos después del lanzamiento. ^{[19] [10]}

Inusual para un lanzamiento desde la costa este, este fue un lanzamiento polar que colocó la nave espacial en una órbita sincrónica al sol , un tipo de órbita comúnmente utilizada en satélites de observación porque ve un punto determinado en la Tierra a la misma hora todos los días. Estos lanzamientos generalmente se llevan a cabo desde la Base de la Fuerza Espacial Vandenberg en California , para evitar que los escombros caigan en áreas pobladas, pero SpaceX reanudó los lanzamientos polares desde Florida en 2020 debido a su capacidad para aterrizar el refuerzo Falcon 9 de manera segura y la introducción del Sistema de Seguridad de Vuelo Autónomo en los cohetes Falcon. PACE fue la primera misión del gobierno de EE. UU. en lanzarse a una órbita polar desde Florida desde 1960. La elección de lanzar PACE desde Florida fue simplemente una cuestión de conveniencia, debido a que está ubicado más cerca del Centro de Vuelo Espacial Goddard , donde se opera la misión. ^{[19] [20] [10]}

El costo del lanzamiento fue de 80,4 millones de dólares. ^[19] Después del lanzamiento, PACE entró en un período de puesta en servicio de 60 días antes de la publicación de los datos. ^[10]

• Ciencias de la Tierra de la NASA
• Sistema de observación de la Tierra
• Lista de grandes misiones científicas estratégicas de la NASA

• Página de inicio de la misión PACE
• Color del océano de la NASA