El huracán Florence por dentro

En abril de 2006, un cohete Boeing Delta II lanzó CloudSat, junto con un segundo satélite, CALIPSO, al espacio en misiones de dos y tres años para estudiar las nubes del mundo y una combinación de partículas en el aire llamadas aerosoles.

Doce años más tarde, ambos satélites siguen avanzando, aunque no siempre ha sido fácil en los últimos años. En el caso de CloudSat, solo una serie de maniobras orbitales y otras soluciones técnicas han impedido que el satélite devuelva datos científicos útiles en los últimos años de su misión.

Una de las adquisiciones más recientes de CloudSat -una visión de la estructura interna del huracán Florence mientras el huracán apuntaba a las Carolinas- subraya el valor científico de la misión.

Esta imagen en color natural muestra cómo el huracán Florence apareció desde arriba al sensor MODIS en el satélite Aqua el 11 de septiembre de 2018. La segunda imagen, adquirida por CloudSat el mismo día, muestra un corte transversal de cómo la tormenta se vería si hubiera sido cortada cerca del centro y vista de costado. La línea azul es la trayectoria de norte a sur que CloudSat sobrevoló Florencia. Tenga en cuenta que la imagen MODIS ha sido rotada.

El pase CloudSat ofrece una vista única de la estructura asimétrica de Florence, la intensa convección y lluvia que se agita dentro de la tormenta tropical, y la compleja estructura de nubes verticales que no es visible desde arriba. Las nubes de la tormenta alcanzaron una altitud de aproximadamente 15 kilómetros en su punto más alto, bastante alto para un ciclón tropical.

Los azules más oscuros representan áreas donde las nubes y las gotas de lluvia reflejan la señal más fuerte de vuelta al radar del satélite. Estas áreas tuvieron la mayor precipitación y las mayores gotas de agua.

La línea horizontal azul a través de los datos es el nivel de fusión; las partículas de hielo estaban presentes encima de él, gotas de lluvia debajo de él. Observe cómo el radar detecta más señal inmediatamente debajo de esta línea. "Casi parece que dos imágenes se pegaron juntas y no coincidieron muy bien", dijo Philip Partain, un investigador de la Universidad Estatal de Colorado que ayudó a diseñar el sistema de procesamiento de datos de CloudSat. "Eso se debe a que los cristales de hielo que caen se recubren en agua a medida que pasan el nivel de fusión y se vuelven muy reflectantes para el radar".

Con su radar de 94 GHz, CloudSat no mide bien los parches de las precipitaciones más intensas. "Una lluvia muy fuerte debilita la señal, y no podemos obtener buenas mediciones en esas áreas", continuó Partain. "Puedes ver que eso sucede en la imagen donde la señal de la superficie del océano, que obviamente es altamente reflectante fuera de la tormenta, desaparece en el centro de la tormenta".

Sin embargo, CloudSat tiene algunos aliados en su misión de estudiar las nubes de la Tierra desde arriba. La Misión de Precipitación Global (GPM) de la NASA tiene un radar complementario ajustado a una longitud de onda ligeramente diferente que se destaca por la medición de las fuertes lluvias que se encuentran en el corazón de los ciclones tropicales. Vea esta visualización para ver la vista de GPM de lluvias intensas dentro de Florence el 7 de septiembre de 2018.

CALIPSO, el satélite que se lanzó junto con CloudSat, también recoge mediciones complementarias, pero especialmente de partículas de grano fino y gotas que son difíciles de detectar por GPM.

Durante varios años, CloudSat y Calipso volaron uno cerca del otro como parte de la Constelación de la tarde, o A-Train, de satélites, un tipo estratégico de vuelo de formación diseñado para maximizar el valor científico de los datos recopilados por los satélites participantes.

En febrero de 2018, los ingenieros de la misión CloudSat en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, ejecutaron dos quemaduras de propulsores que bajan la órbita del satélite fuera del A-Train después de la pérdida de una de las cuatro ruedas de reacción, dispositivos que ayudan a controlar la orientación de la nave espacial. Las maniobras redujeron la órbita de CloudSat de 705 kilómetros sobre la superficie a 688 kilómetros.

"La nave espacial está volando ahora en lo que llamamos la órbita del cementerio", dijo Partain. Si bien los planificadores de misiones esperan que Cloudsat continúe recopilando datos hasta el año 2022, los pequeños problemas pueden convertirse en grandes problemas con un satélite de una edad tan avanzada. "No tenemos mucho espacio para el error en este momento", dijo Partain. "En cualquier punto, podríamos perder la batería, el radar u otra de las ruedas de reacción".

Al menos, Cloudsat no volará solo durante sus años dorados. Los científicos e ingenieros que administran CALIPSO decidieron facilitar la salida de ese satélite del A-Train y ponerlo en una órbita cerca de CloudSat, lo que posibilitó que los dos satélites continúen haciendo observaciones coincidentes.

A fines de septiembre, CALIPSO habrá reanudado su posición familiar a unos 4 kilómetros por delante de CloudSat, al igual que los dos satélites volaron durante años como parte del A-Train.

"Todos los satélites tienen sus puntos ciegos y ningún satélite durará para siempre", dijo Natalie Tourville, una científica de la Universidad Estatal de Colorado que ha estado compilando una base de datos de sobrevuelos CloudSat de ciclones tropicales para comprender mejor la anatomía y el comportamiento de las tormentas. "Pero tengo los dedos cruzados de que CloudSat entregará muchos más pasos elevados de la tormenta tan impresionantes como este en los próximos años".

Imagen de NASA Earth Observatory de Joshua Stevens, utilizando datos MODIS de los datos de respuesta rápida LANCE / EOSDIS y CloudSat proporcionados por el equipo CloudSat en la Universidad Estatal de Colorado. Historia de Adam Voiland.

NASA Earth Observatory