Primera imagen de las nubes de hielo desde el espacio: qué son y por qué acaban siempre en aguaceros

Al mirar a la Tierra desde la Estación Espacial Internacional, los astronautas ven nubes grandes y blancas que se extienden por todo el planeta. No pueden distinguir una nube de lluvia gris de una nube blanca hinchada. Si bien los satélites pueden ver a través de muchas nubes y estimar la precipitación de líquido que contienen, no pueden ver las partículas de hielo más pequeñas que crean enormes nubes de lluvia.

Desplegado desde la estación espacial en mayo de 2017, IceCube está probando instrumentos por su capacidad para realizar mediciones espaciales de los pequeños cristales congelados que forman las nubes de hielo. "Los fuertes aguaceros se originan en nubes de hielo", dijo Dong Wu, investigador principal de IceCube en el Goddard Space Flight Center de la NASA.

Las nubes de hielo comienzan como pequeñas partículas en la atmósfera. Al absorber la humedad, los cristales de hielo crecen y se vuelven más pesados, lo que hace que caigan a altitudes más bajas. Eventualmente, las partículas se vuelven tan pesadas que caen y se derriten para formar gotas de lluvia. Los cristales de hielo también pueden permanecer en el aire.

Al igual que otras nubes, las nubes de hielo afectan al presupuesto energético de la Tierra al reflejar o absorber la energía del Sol y al afectar la emisión de calor de la Tierra al espacio. Por lo tanto, las nubes de hielo son variables clave en los modelos climáticos y climáticos.

Este es un promedio de tres meses de nubes de hielo. Las áreas de los picos más brillantes representan la mayor concentración de nubes de hielo. También son los lugares con fuertes precipitaciones debajo. Llegan hasta la parte superior de la troposfera desde la convección profunda, que normalmente es más fuerte en los trópicos.

La medición del hielo atmosférico a escala global sigue siendo muy incierta porque los satélites no han podido detectar la cantidad de pequeñas partículas de hielo dentro de las nubes, ya que estas partículas son demasiado opacas para que los sensores infrarrojos y visibles penetren. Para superar esa limitación, IceCube se equipó con un radiómetro submilimétrico que une la falta de sensibilidad entre las longitudes de onda de infrarrojos y de microondas.

A pesar de pesar solo 4,5 kilos y tener el tamaño aproximado de una hogaza de pan, IceCube es una nave espacial con control de actitud de tres ejes, paneles solares desplegables y una antena de comunicaciones UHF desplegable. El CubeSat gira alrededor de su eje, como una placa que gira sobre un poste. Apunta a la Tierra para tomar una medida y luego mira el espacio frío para calibrar.

Originalmente una misión de demostración de tecnología de 30 días, IceCube todavía está completamente operativa en órbita terrestre baja casi un año después, midiendo nubes de hielo y proporcionando datos que son "lo suficientemente buenos como para hacer algo de ciencia real", dijo Wu.

"La parte más difícil del desarrollo de un CubeSat es hacer que las partes comerciales sean duraderas en el espacio", dijo Tom Johnson, el administrador de pequeños satélites de Goddard estacionado en la instalación de vuelo Wallops de la NASA en Virginia. "Compramos componentes comerciales para IceCube y pasamos mucho tiempo probando los componentes asegurándonos de que cada pieza funcionara".

Durante el año pasado, los ingenieros probaron los límites del satélite mientras estaban en órbita. Querían ver si las baterías del instrumento almacenaban suficiente energía para funcionar 24 horas. IceCube carga sus baterías cuando el Sol brilla en sus paneles solares. Durante la prueba, las salvaguardas evitaron que el satélite perdiera todo su poder y finalizara la misión; sin embargo, la prueba fue exitosa. Las baterías operaron el IceCube toda la noche y se recargaron durante el día. Este cambio hizo que el CubeSat fuera más valioso para la recolección de datos científicos.

Mientras que el equipo de IceCube planificó que la misión opere durante 30 días en el espacio, "no cuesta mucho mantenerla funcionando", dijo Johnson, "así que ampliamos la misión debido a la excelente ciencia que IceCube está realizando. Descargamos datos de ocho a 10 veces por semana. Incluso si perdemos una semana, el CubeSat puede contener un par de semanas de datos".