NASA RainCube –先锋的迷你气象卫星–结束了任务

RainCube的例证在轨道的。

用于研究风暴的RainCube是第一个在CubeSat上飞行雷达科学仪器的人。

经过近2 1/2年的轨道运行之后，一颗鞋盒大小的气象卫星最后一次打电话回了家，然后掉入地球的大气层并于2020年12月24日燃烧。RainCube（位于CubeSat中的雷达）是一项技术演示，旨在显示将气象雷达收缩为低成本的微型卫星（称为CubeSat）可以提供科学质量的数据。

RainCube于2018年7月13日从国际空间站部署，主要任务为期三个月。CubeSat的仪器通过将雷达信号从雨滴，冰和雪花上弹起，并测量信号返回卫星的强度和时间来“看见”雨水和其他类型的降水。它为科学家提供了世界各地暴风雨中正在发生的事情的图片。

诸如RainCube之类的微型卫星的舰队有一天可以研究像内布拉斯加州上空的超级单体雷暴这样的风暴的迅速发展和演变。

大型地球观测卫星上的雷达仪器已经进行了多年的此类测量。RainCube的首席科学家西蒙妮·塔内利（Simone Tanelli）说：“但是RainCube的关键不是引入新科学。”“相反，这表明我们可以用体积比全尺寸卫星小大约100倍的盒子为您提供类似的数据。”

RainCube的持续时间比原定的最初三个月长得多，这使研究人员可以在2020年与另一台名为TEMPEST-D的立方体卫星同时收集有关Marco和Laura飓风的数据。两只CubeSat使用不同类型的仪器收集不同但互补的观测结果，为研究人员提供了在这波暴风雨中的3D外观。

JPL RainCube项目经理Shannon Statham说：“这为地球科学家真正兴奋的事情打开了大门，这是同时使用多个CubeSat来研究我们的星球。”

两个立方体卫星，RainCube和TEMPEST-D，旨在证明小型卫星可以收集科学质量的地球大气降水数据。

填补空白

地球大气层是不断变化的，某些现象（例如风暴）可能会在每分钟之间变化。当前低地球轨道上的卫星每天可以观测一次或两次风暴，具体取决于风暴的位置。这意味着一次暴风雨的观测之间可能要经过许多小时。间隔数分钟飞行一组卫星可以为研究人员提供细粒度的时间数据，以帮助填补这些覆盖范围的空白。

但是，一枚全尺寸的地球观测卫星的建造，发射和运行成本可能高达数亿美元，其中许多与汽车或公共汽车一样大。塔内利说：“不可能负担如此多的全尺寸卫星，因为这负担不起。”

另一方面，CubeSat的范围从大约谷物盒的大小到烤面包机的大小不等，它们的建造，部署和操作成本不到1000万美元。较低的价格可以使研究人员有机会同时飞行其中几颗小型卫星。

小包装大件东西

但是，CubeSat的小巧身形要求进行大量工程设计以缩小仪器的尺寸，同时又要保持其收集和传输科学数据的能力。其他设备，例如接收信号的雷达天线，也必须进行改造。

那就是诸如RainCube之类的技术演示出现的地方。针对此特定任务，工程师将全尺寸雷达仪器的精髓缩减为仅包含必需品，并重新设计了各个部件的装配方式。该天线的灵感来自南加州大学为其Aeneas CubeSat开发的天线，它从刚性结构变为类似于具有可折叠部件的伞，该部件可折叠成超紧凑的体积，并在空间中不卷曲。RainCube工程师执行了此机械折纸，建立了自己的作品，然后在三年内推出了CubeSat。

Statham说：“ RainCube是我的宝贝，”他与Tanelli和JPL首席研究员Eva Peral一起参与了该项目的创建。“所以它的结局是苦乐参半，因为我们希望能有更多的时间，但是我们已经证明，利用CubeSat进行科学任务是可能的，这就是我们计划要做的事情。”

有关任务的更多信息

RainCube是一项技术演示任务，旨在在低成本，快速周转的平台上启用Ka波段降水雷达技术。它是由美国国家航空航天局（NASA）的地球科学技术办公室通过InVEST-15计划赞助的。JPL与加利福尼亚州欧文市的Tyvak纳米卫星系统公司合作执行RainCube任务。加利福尼亚州帕萨迪纳市的加州理工学院为NASA管理JPL。