Il " Clouds and the Earth's Radiant Energy System " ( misura del sistema di energia radiante della Terra e delle sue nuvole ), più spesso indicato con il suo acronimo CERES (da non confondere con il nome di un programma satellitare militare francese) designa sia un programma di strumentazione satellitare scientifica (ancora in corso) all'interno della NASA e il sistema di sensori su cui si basa questo programma.
Il " CERES " mira a comprendere meglio il clima tramite strumenti messi in orbita su una piattaforma satellitare .
È uno dei sottosistemi dell'Earth Observation System ( EOS ) della NASA, progettato per misurare sia la radiazione solare che la radiazione emessa dalla Terra vista dallo spazio.
Le proprietà delle nuvole possono essere meglio determinate utilizzando congiuntamente misurazioni simultanee da altri strumenti EOS come lo spettroradiometro Moderate Resolution Imaging ( MODIS ).
I risultati di CERES e di altre missioni della NASA , come l'esperimento ERBE ( Earth Radiation Budget Experiment ) dovrebbero portare a una migliore comprensione del ruolo molto complesso delle nuvole (sia riscaldanti come vapore acqueo che è un gas serra sia rinfrescanti a breve termine attraverso il loro colore bianco ) e il ciclo energetico nel cambiamento climatico globale
Ci sono quattro di loro:
Vengono sviluppate e testate diverse generazioni di strumenti CERES . È ancora un radiometro a tre canali: un canale a onde corte ( onde corte ) per misurare la luce solare riflessa nella regione da 0,2 a 5 micron, un secondo canale che misura la radiazione termica emessa nella "finestra" o " WN " da 8 a 12 μm e un canale Total per misurare l'intero spettro della radiazione terrestre in uscita (> 0,2 μm). Lo strumento CERES si basa sul successo dell'esperimento sul bilancio della radiazione terrestre che utilizza tre satelliti per fornire misurazioni del bilancio energetico globale dal 1984 al 1993.
Per una missione di registrazione dei dati (nota come CDR for Climate Data Record ) come quelle per cui è previsto CERES , la precisione è estremamente importante. È ammessa la misura dell'infrarosso puro mediante l'utilizzo di un corpo nero a terra (che permette di determinare i guadagni radiometrici del canale Totale e WN ). Tuttavia, questo non è il caso delle misurazioni effettuate sul Sole da CERES ( SW e parte solare del telescopio Total ). In questo caso le risposte alla radiazione solare di CERES vengono misurate a terra prima del lancio, esponendo il sensore a speciali lampade la cui energia di uscita è stimata da un rivelatore a criocavità. La precisione è una stima basata solo su campioni di controllo (vedere la diapositiva 9 di Priestley et al., 2014).
Queste difficoltà di calibrazione del terreno si combinano con eventi sospetti di contaminazione del suolo che richiedono miglioramenti (guadagni per rilevatori SW : fino all'8%), semplicemente per far sembrare i dati ERBE ragionevoli per la scienza del clima (si noti che CERES attualmente afferma un'accuratezza assoluta di un sigma SW di 0,9%).
La risoluzione spaziale CERES per una vista al nadir è di 10 km per CERES su TRMM e di 20 km per CERES sui satelliti Terra e Aqua .
Un elemento molto importante per le missioni è la stabilità della calibrazione. Allo stesso modo per la capacità di tracciare e isolare i cambiamenti strumentali (dalla Terra ) per monitorare i cambiamenti climatici reali con fiducia. Le sorgenti di calibrazione CERES integrate per ottenere questo risultato per i canali che misurano la luce solare riflessa includono i diffusori solari e le lampade al tungsteno . Tuttavia, queste lampade emettono poco in un'ampia banda ultravioletta dove la degradazione è la più importante (e durante i test a terra si osserva una deriva di energia superiore all'1,4%, senza essere in grado di monitorarle in orbita (Priestley et al. Al. (2001 )) Anche i diffusori solari si sono degradati in orbita, al punto da essere ritenuti inutilizzabili da Priestley et al. Nel 2011. Per i canali viene utilizzata una coppia di corpi neri a cavità che possono essere controllati a temperature differenti. Total e WN , ma non possono essere dimostrato di essere stabile sopra lo 0,5% per decade Le osservazioni nello spazio freddo e la calibrazione interna vengono eseguite durante le normali scansioni terrestri.
Il primo modulo Proto-Flight dello strumento CERES ( Proto Flight Module ) viene lanciato a bordo della NASA Tropical Precipitation Measurement Mission ( TRMM ) inNovembre 1997(fatto in Giappone); si è rotto dopo 8 mesi a causa di un guasto al circuito di bordo.
Altri sei strumenti CERES vengono lanciati sul sistema di osservazione della Terra e sul sistema satellitare polare comune. Il satellite Terra , lanciato aDicembre 1999, ne trasporta due: modulo di volo 1 o FM1 e FM2); e il satellite Aqua , lanciato nelMaggio 2002, ne trasporta altri due (FM3 e FM4). Un quinto strumento (FM5) viene lanciato sul satellite Suomi NPP inottobre 2011 e un sesto (FM6) sul satellite NOAA-20 in formato novembre 2017. Con il guasto del PFM sul satellite TRMM e la perdita del canale FM4 SW nel 2005 sul satellite Aqua , cinque dei moduli di volo CERES sono pienamente operativi a partire dal 2017.
Le misurazioni degli strumenti CERES saranno integrate dal Radiological Budget Instrument ( RBI ) che viene lanciato sul Mixed Polar Satellite System ( JPSS-2 ) nel 2021, il satellite JPSS-3 nel 2026 e il satellite JPSS-4 nel 2031. Tuttavia, l' amministrazione Trump sembra voler annullare il progetto RBI , sebbene la maggior parte dei soldi sia già stata spesa.
Il CERES funziona in tre modalità di scansione: