RainCube: El mini satélite meteorológico de la NASA finaliza su misión

Después de casi dos años y medio en órbita, un satélite meteorológico del tamaño de una caja de zapatos llamó a casa por última vez antes de sumergirse en la atmósfera de la Tierra y quemarse el 24 de diciembre de 2020. RainCube (Radar en un CubeSat) fue una demostración de tecnología destinada a mostrar que reducir un radar meteorológico a un satélite en miniatura de bajo costo llamado CubeSat podría proporcionar datos de calidad científica.

RainCube se desplegó el 13 de julio de 2018 desde la Estación Espacial Internacional y tenía una misión principal de tres meses. El instrumento del CubeSat "vio" lluvia y otros tipos de precipitación haciendo rebotar las señales de radar en las gotas de lluvia, hielo y copos de nieve, y midiendo la fuerza y el tiempo que tardaron las señales en regresar al satélite. Proporcionó a los científicos imágenes de lo que estaba sucediendo dentro de las tormentas en todo el mundo.

Los instrumentos de radar de los satélites de observación de la Tierra de tamaño completo han realizado tales mediciones durante años. "Pero la clave con RainCube no fue traer nueva ciencia", dijo Simone Tanelli, científico principal de RainCube en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California. "En cambio, estaba demostrando que podíamos brindarle datos similares con una caja que es aproximadamente 100 veces más pequeña en volumen que un satélite de tamaño completo".

RainCube duró mucho más que los tres meses iniciales para los que estaba programado, lo que permitió a los investigadores recopilar datos sobre los huracanes Marco y Laura en 2020 al mismo tiempo que otro CubeSat llamado TEMPEST-D. Los dos CubeSats utilizaron diferentes tipos de instrumentos para recopilar observaciones dispares, pero complementarias, que proporcionaron a los investigadores una mirada en 3D dentro de estas tormentas agitadas.

"Eso abrió la puerta a algo por lo que los científicos de la Tierra están realmente entusiasmados, que es el uso de múltiples CubeSats al mismo tiempo para estudiar nuestro planeta", dijo Shannon Statham, gerente de proyectos RainCube en JPL.

La atmósfera de la Tierra está en constante movimiento y algunos fenómenos, como las tormentas, pueden cambiar de minuto a minuto. Los satélites actuales en órbita terrestre baja pueden observar una tormenta una o dos veces al día, dependiendo de la ubicación de la tormenta. Eso significa que pueden pasar muchas horas entre las observaciones de una sola tormenta. Volar una flota de satélites separados por minutos podría proporcionar a los investigadores datos temporales detallados para ayudar a llenar esos vacíos de cobertura.

Pero construir, lanzar y operar un satélite de observación de la Tierra de tamaño completo puede costar cientos de millones de dólares, y muchos son tan grandes como automóviles o autobuses. "Sería imposible volar una flota de estos satélites de tamaño completo porque no sería asequible", dijo Tanelli.

Los CubeSats, por otro lado, pueden variar desde algo del tamaño de una caja de cereal hasta un horno tostador, y su construcción, implementación y operaciones pueden costar menos de $ 10 millones. Este precio más bajo podría darles a los investigadores la oportunidad de volar varios de estos pequeños satélites al mismo tiempo.

Grandes cosas en pequeños paquetes

Sin embargo, la diminuta estatura de un CubeSat requiere una gran cantidad de ingeniería para reducir el tamaño de un instrumento y, al mismo tiempo, preservar su capacidad para recopilar y transmitir datos científicos. Otros equipos, como la antena de radar que recibe señales, también deben renovarse.

Ahí es donde entran en juego las demostraciones de tecnología como RainCube. Para esta misión en particular, los ingenieros redujeron las entrañas de un instrumento de radar de tamaño completo a solo lo esencial y rediseñaron cómo encajan las piezas. La antena, inspirada en una antena desarrollada por la Universidad del Sur de California para su Aeneas CubeSat, pasó de ser una estructura rígida a algo parecido a un paraguas con componentes plegables que podían plegarse en un volumen ultracompacto y desplegarse una vez en el espacio.

"RainCube es mi bebé", dijo Statham, quien, junto con Tanelli y la investigadora principal del JPL, Eva Peral, ha estado con el proyecto desde su inicio. "Así que su final es agridulce porque esperábamos tener un poco más de tiempo con él, pero hemos demostrado que las misiones científicas con CubeSats son posibles, que es lo que nos propusimos hacer".

Más sobre la misión

RainCube es una misión de demostración de tecnología para habilitar tecnologías de radar de precipitación de banda-Ka en una plataforma de bajo costo y respuesta rápida. Está patrocinado por la Oficina de Tecnología de Ciencias de la Tierra de la NASA a través del programa InVEST-15. JPL trabajó con Tyvak Nanosa satellite Systems, Inc. en Irvine, California, para volar la misión RainCube. Caltech en Pasadena, California, administra JPL para la NASA.