“冰立方”微型卫星将帮助科学家研究云冰影响地球气候的方式。
2017年5月，美国国家航空航天局（NASA）将一颗仅有面包大小的卫星送入了地球轨道。这颗卫星被命名为“冰立方”微型卫星，这颗卫星的任务是测量地球大气层中的云冰，这是一项极具挑战性的科研任务，在过去，研究人员仅能够通过几个有限的途径来开展这一方面的研究工作。要对云冰进行测量，需要在很宽的频率范围内进行观测研究，特别是要对电磁波频谱中处于红外线波段与毫米波段之间亚毫米波段进行观测测量，亚毫米波段在云冰学术上具有很重要的研究价值。
亚毫米波在大气层介质中传播时，除大气之外，还受降雨、云、冰的影响。研究大气及各种粒子对亚毫米波在传输路径上的影响，是亚毫米波技术应用的理论基础。通过观测毫米波段吸收谱线强度，计算亚毫米波段大气气体的吸收衰减，就能够观测测定大气层中云冰的分布情况。
但存在一个问题，在以前的研究工作中，能够进行此类观测的仪器设备必须要装载于运行高度较高的科研探测器上，这就将云冰观测研究工作限制于高空科研探测器所处的飞行区域。这一次发射升空的“冰立方”微型卫星能够在较低的大气层区域对云冰进行观测研究，这就为大气层云冰观测工作提供了更为先进的观测手段。
美国国家航空航天局（NASA）的“冰立方”微型卫星
“冰立方”微型卫星由NASA与亚毫米波及太赫兹产品提供商弗吉尼亚二极管制造公司合作研发完成，研制工作所用时间较短、所需预算也较低。这一合作项目的主要目的是，测试这一类型的项目是否能够使用立方体微型卫星技术制造出可用于科学研究的仪器设备。“即便是对NASA来说，这次任务的类型也极为不同，”冰立方微型卫星研究小组表示说：“我们的主要目的是，测试这种类型任务的可行性。任务的关键问题在于，我们希望能够通过政府及商业公司之间的合作计划，只用成本很低的立方体卫星技术就能够取得有用的、先进的科学及太空技术成果，这次任务就是要对这一想法的可行性进行实际检验。”
从这一方面来看，“冰立方”微型卫星任务已经获得了成功，研究人员通过这颗卫星获得了第一幅全球大气层云冰分布图。这个分布图将帮助科学家深入研究大气层云冰，以及大气层云冰对地球气候的影响，这些研究工作将帮助气候学家建立更优的天气及气候模型。“目前，在冰立方微型卫星的帮助下，科学家终于在太空中拥有了一个正在工作的亚毫米波段辐射测量系统，而且成本还极为合适，”冰立方微型卫星研究小组说：“更为重要的是，冰立方微型卫星还为我们提供了一个地球大气层云冰分布的全球地图。”
们仰望天空时看见那层淡淡薄薄棉絮状的云层，它的主要成分就是云层中的冰粒
云冰对云的宏微观属性有着重要的影响。通常情况下， 云冰的增加， 云冰活化形成大量冰晶， 冰晶浓度增大; 冰晶快速增长会耗尽云中大量的水汽和云滴， 使云滴浓度减小。此外， 云冰增加引起的云顶高度的升高， 形成较厚的冰水混合相云层， 改变了云水和云冰比例的垂直分布。云冰能够显著地改变发展阶段的对流系统的结构和强度。云冰在过冷区活化使潜热在中层提早释放， 增加了对流系统中层不稳定能量， 促进了对流系统的发展。
云冰在卷云的辐射和微观属性演变过程中有着重要的作用。云冰活化形成的冰晶增长消耗了大量水物质， 导致了过冷水滴的快速蒸发， 改变了云中冰相水物质与液相水物质的比例。云冰活化消耗了过多的水物质， 削弱或抑制了卷云中同质核化， 降低了同质核化形成冰晶数浓度。比较而言， 云冰异质核化形成的冰晶尺度较大，远大于云滴同质核化形成的冰晶尺度， 因此云冰能够增大卷云中冰晶粒子的平均半径。
云冰通过直接和间接作用改变地气系统与外太空能量的交换。云冰的增加， 能够使到达地气系统的净辐射增加， 这是引起全球变暖的一个重要因素。云冰的变化能够引起雷电活动发生频次和强度的变化。此外， 云冰在过冷区活化并快速增长， 使冰晶在垂直方向上的通量增大， 也是促进雷电发生的又一因素。云冰的增加对降水量的影响具有多面性。云冰的增加， 引起降水量的变化不确定， 即降水量增加、减少或者变化不显著的情况都可能存在。
这可能与云冰本身的特性、云物理属性、地理空间分布、大气宏观环境场（相对湿度， 垂直运动等）等因素有关。通常情况下， 增加云冰能够形成大量的冰相粒子， 冰相粒子通过“贝吉龙” 过程快速增长， 从而大大增强降水强度。然而， 当大气中水汽匮乏时， 大量的冰晶难以通过凝华过程增长成为降水粒子， 反而降低了大气的降水强度。
同时，NASA于2015年公布的立方体人造卫星探测器开发计划中还包括了“月球冰立方”微型卫星，这种盒式经济型的月球探测器设计用于进行更经济的深空探索任务。“月球冰立方”微型探测器计划于2018年搭乘首次猎户座飞船进入月球轨道，探测并扫描可能蕴藏在月球地表处的多种形式存在的水或其他资源。它将是一种全新形式的星际探测器。
“月球冰立方”微型探测器
虽然月球轨道上已经有许多人造探测器在月球极地发现水冰，如月球探勘者号，月球勘测轨道飞行器等。NASA表示，这些探测器缺少适合高效探测水分子的远红外波段的专有探测仪器，由摩海德州立大学及NASA戈达德航天飞行中心团队共同开发的“月球冰立方”微型探测器，将是一个由六个单元组成的立方体探测器，所装载的仪器能够以特殊的远红外探测能力探测月球表面以各种形式存在的水资源，以及相关资源在月球表面的分布状况。
