การติดตามสภาพอากาศเป็นงานที่ยากและเคยอาศัยดาวเทียมที่มีขนาดใหญ่และราคาหลายล้านดอลลาร์เพื่อปล่อยสู่อวกาศ และด้วยการคุกคามของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศทำให้สิ่งต่าง ๆ เช่นพายุโซนร้อนพายุทอร์นาโดและเหตุการณ์สภาพอากาศอื่น ๆ มีความรุนแรงมากขึ้นทั่วโลกทุกวันนี้ผู้คนเริ่มพึ่งพาคำเตือนก่อนหน้า
อย่างไรก็ตามนาซ่ากำลังมองหาการเปลี่ยนแปลงโดยการปรับใช้ดาวเทียมดาวเทียมสายพันธุ์ใหม่ที่ใช้ประโยชน์จากความก้าวหน้าล่าสุดในการย่อขนาด ดาวเทียมประเภทนี้มีชื่อว่า RainCube (Radar in CubeSat) ซึ่งใช้เทคโนโลยีการทดลองเพื่อดูพายุโดยการตรวจจับฝนและหิมะโดยใช้เครื่องมือขนาดเล็กและมีความซับซ้อน
ดาวเทียมขนาดเล็กซึ่งถูกติดตั้งจากสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) ย้อนกลับไปในเดือนกรกฎาคมเป็นเครื่องสาธิตเทคโนโลยีต้นแบบสำหรับกองยานอวกาศของ RainCubes การทดลองนี้ได้รับการประเมินว่าดาวเทียมขนาดเล็กราคาประหยัดที่มีเรดาร์ขนาดเล็กสามารถให้ข้อมูลแบบเรียลไทม์เกี่ยวกับระบบสภาพอากาศและพายุได้หรือไม่
ในฐานะที่เป็น Graeme Stephens ผู้อำนวยการศูนย์วิทยาศาสตร์ภูมิอากาศในห้องปฏิบัติการ Jet Propulsion ของ NASA อธิบายในการแถลงข่าวล่าสุดของ NASA:
“ เราไม่มีวิธีการวัดว่าน้ำและอากาศเคลื่อนที่อย่างไรในพายุฝนฟ้าคะนองทั่วโลก เราไม่ได้มีข้อมูลใด ๆ เลย แต่ก็จำเป็นอย่างยิ่งสำหรับการคาดการณ์สภาพอากาศที่รุนแรงและแม้ฝนจะเปลี่ยนแปลงอย่างไรในสภาพอากาศในอนาคต”
เพื่อตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศในชั้นบรรยากาศของโลก RainCube มีเรดาร์ประเภทหนึ่งที่ทำงานคล้ายกับโซนาร์ โดยทั่วไปแล้วเสาอากาศคล้ายร่มจะส่งสัญญาณเรดาร์พิเศษ (เสียงร้องเจี๊ยบ) ที่กระเด็นออกมาจากเม็ดฝนและช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สร้างภาพภายในของพายุที่ดูเหมือนว่า เทคโนโลยีนี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้ยานอวกาศขนาดเล็กสามารถส่งสัญญาณที่แรงพอที่จะตรวจจับพายุได้
“ สัญญาณเรดาร์แทรกซึมเข้าไปในพายุจากนั้นเรดาร์จะได้รับเสียงสะท้อนกลับ” ผู้ทำการวิจัยหลักของ Eva Peral กล่าว “ ขณะที่สัญญาณเรดาร์ไหลลึกเข้าไปในชั้นของพายุและวัดปริมาณน้ำฝนที่ชั้นเหล่านั้นเราจึงได้ภาพรวมของกิจกรรมภายในพายุ”
ย้อนกลับไปในเดือนสิงหาคม RainCube ส่งภาพแรกของพายุเหนือเม็กซิโกซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการสาธิตเทคโนโลยี การเปิดตัวภาพที่สองในเดือนกันยายนทำให้เกิดฝนตกครั้งแรกของเฮอร์ริเคนฟลอเรนซ์ Simone Tanelli ผู้ร่วมวิจัยของ RainCube อธิบายว่า:
“ มีการทดลองบนพื้นดินมากมายที่ให้ข้อมูลจำนวนมหาศาลและนั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมการพยากรณ์อากาศของเราในปัจจุบันจึงไม่เลวร้ายนัก แต่พวกเขาไม่ได้ให้มุมมองทั่วโลก นอกจากนี้ยังมีดาวเทียมสภาพอากาศที่ให้มุมมองระดับโลก แต่สิ่งที่พวกเขาไม่ได้บอกคุณคือสิ่งที่เกิดขึ้นภายในพายุ และนั่นคือสิ่งที่กระบวนการที่ทำให้เกิดพายุเติบโตและ / หรือการสลายตัวเกิดขึ้น”
RainCube ไม่ได้หมายถึงการติดตามพายุด้วยตัวเอง แต่มีจุดประสงค์เพื่อแสดงให้เห็นว่าระบบเรดาร์ฝนขนาดเล็กสามารถทำงานได้ ในระยะยาวแผนดังกล่าวจะปรับใช้ฝูงดาวเทียมขนาดเล็กเหล่านี้ (ซึ่งจะมีราคาถูกกว่ามากเนื่องจากมีขนาด) ซึ่งจะสามารถติดตามพายุและถ่ายทอดข้อมูลที่อัปเดตทุก ๆ สองสามนาที
ในที่สุดพวกเขาสามารถให้ข้อมูลที่อาจนำไปสู่แบบจำลองสภาพอากาศที่ดีกว่าที่ใช้ในการทำนายการเคลื่อนที่ของฝนหิมะลูกเห็บและลูกเห็บ “ จริง ๆ แล้วเราจะจบลงด้วยการทำวิทยาศาสตร์เชิงลึกที่น่าสนใจมากขึ้นด้วยกลุ่มดาวแทนที่จะมีเพียงหนึ่งในนั้น” สตีเฟนกล่าว “ สิ่งที่เราเรียนรู้ในโลกวิทยาศาสตร์คือการครอบคลุมพื้นที่และเวลามีความสำคัญมากกว่าการมีเครื่องมือดาวเทียมที่มีราคาแพงมากที่ทำสิ่งเดียว”
และด้วยการทดสอบเทคโนโลยีที่ประสบความสำเร็จปรากฏว่านี่น่าจะเป็นกรณีที่สักวันหนึ่ง “ สิ่งที่ RainCube นำเสนอในมือข้างหนึ่งคือการสาธิตการวัดที่เรามีอยู่ในอวกาศทุกวันนี้” สตีเฟนส์กล่าวเสริม “ แต่สิ่งที่แสดงให้เห็นจริง ๆ ก็คือศักยภาพสำหรับวิธีใหม่ในการสังเกตโลกด้วยเรดาร์เล็ก ๆ มากมาย สิ่งนี้จะเปิดมุมมองใหม่ทั้งหมดในการดูวัฏจักรทางอุทกวิทยาของโลก”
ไม่ว่าจะเป็นการสำรวจโลกหรือกาแล็กซี่ที่ห่างไกลหุ่นยนต์ขนาดจิ๋วและฝูงกำลังถูกตรวจสอบเป็นวิธีการเพื่อให้ดาราศาสตร์มีประสิทธิภาพมากขึ้น ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้าทุกอย่างจากการสังเกตการณ์ไปจนถึงบริการโทรคมนาคมสามารถจัดหาได้โดยดาวเทียมที่มีขนาดไม่ถึงขนาดดังนั้นจึงมีต้นทุนเพียงเล็กน้อยในการเปิดตัว
