È la mattina del 28 aprile 2006 presso la Vandenberg Air Force Base, in California, e la nebbia costiera tipica di questa zona del Pacifico avvolge la rampa di lancio SLC-2W. Sulla piattaforma, un vettore Delta II in configurazione 7420-10C attende il momento decisivo. Non è un lancio ordinario: sotto l’ogiva sono stipati due satelliti distinti, CloudSat e CALIPSO, impilati uno sopra l'altro grazie a una struttura di adattamento a doppio carico. La finestra di lancio è istantanea, dura un solo secondo. Non c'è margine di errore per ritardi tecnici o indecisioni dell'ultimo minuto: per inserirsi correttamente nel "treno" orbitale preesistente, la cosiddetta A-Train constellation, il decollo deve avvenire all'orario esatto calcolato dalla dinamica di volo.
Alle 10:02 UTC (3:02 ora locale), i computer di terra ordinano l'accensione. Il motore principale RS-27A si avvia, seguito quasi istantaneamente dai quattro booster a propellente solido GEM-40 che circondano la base del primo stadio. Il razzo si solleva, fendendo lo strato di nubi marine e virando verso sud per inserirsi in un'orbita polare eliosincrona. La telemetria scorre frenetica sui monitor del controllo missione: la pressione dinamica massima (Max-Q) viene superata senza anomalie strutturali. A poco più di un minuto dal decollo, i quattro booster solidi, ormai esausti, si separano a coppie, ricadendo nell'oceano mentre il motore principale continua a spingere il complesso verso lo spazio.
La sequenza operativa è serrata. Dopo lo spegnimento del motore principale (MECO) e la separazione del primo stadio, il secondo stadio Aerojet AJ10-118K si accende per portare il carico in orbita di parcheggio. È qui che inizia la fase più delicata della missione: la gestione del doppio payload. Una volta raggiunta la quota e l'inclinazione preliminare, il sistema di guida comanda la separazione del satellite superiore, CloudSat. Gli ingegneri attendono la conferma del distacco: i micro-switch segnalano l'avvenuta separazione e il veicolo inizia la sua deriva controllata. Ma il lavoro non è finito. Il secondo stadio deve ora liberarsi del cilindro adattatore (DPAF) che sosteneva il primo satellite e proteggeva il secondo. Solo dopo questa manovra, e una successiva riorientazione per evitare collisioni, viene rilasciato anche CALIPSO.
Nelle ore successive, la tensione si sposta sulle operazioni di acquisizione del segnale e dispiegamento delle appendici. Per CloudSat, la priorità è l'attivazione dei pannelli solari e la verifica termica del radar di bordo; per CALIPSO, sviluppato in collaborazione tra NASA e l'agenzia francese CNES, è cruciale l'estensione del payload strumentale e la stabilizzazione dell'assetto. Le squadre di terra avviano le procedure di "formation flying": i due satelliti non devono solo funzionare, devono manovrare per posizionarsi a soli 15 secondi di distanza di volo l'uno dall'altro, mantenendo una quota operativa nominale di circa 705 chilometri. Nei giorni seguenti, i controllori di volo eseguono una serie di accensioni millimetriche dei propulsori per sincronizzare le orbite con i satelliti Aqua e Aura già presenti, consolidando la formazione che permetterà osservazioni simultanee della stessa colonna d'aria.
L’analisi a posteriori della missione congiunta CloudSat e CALIPSO rivela un impatto trasformativo sulla comprensione delle dinamiche atmosferiche terrestri, andando ben oltre la durata nominale prevista. Prima del 28 aprile 2006, la maggior parte dei satelliti meteorologici osservava la Terra passivamente, fornendo immagini bidimensionali della copertura nuvolosa o della distribuzione degli aerosol (come polvere, fumo o inquinanti). Il grande salto di qualità scientifica introdotto da questa missione risiede nell'uso combinato di sensori attivi: un radar per la profilazione delle nubi (su CloudSat) e un lidar a retrodiffusione (su CALIPSO). Questa combinazione ha permesso, per la prima volta su scala globale, di effettuare una vera e propria tomografia verticale dell'atmosfera, "affettando" le nubi per vederne la struttura interna.
I risultati scientifici più rilevanti riguardano il ruolo delle nubi nel bilancio radiativo terrestre. I dati raccolti hanno permesso di quantificare con precisione come i diversi tipi di nubi riscaldino o raffreddino il pianeta. Il radar a 94 GHz di CloudSat, capace di penetrare le nubi spesse che bloccano gli strumenti ottici, ha svelato la frequenza e la distribuzione delle precipitazioni nevose e delle piogge leggere ("warm rain") a latitudini e in condizioni oceaniche precedentemente non monitorate. È stato dimostrato che i modelli climatici precedenti sottostimavano significativamente la frequenza delle precipitazioni leggere sopra gli oceani, un parametro fondamentale per il ciclo dell'acqua globale.
Parallelamente, il lidar di CALIPSO ha fornito mappe tridimensionali senza precedenti degli aerosol atmosferici. Uno dei risultati più citati riguarda il trasporto intercontinentale delle polveri: i dati hanno tracciato con precisione il percorso delle tempeste di sabbia dal deserto del Sahara attraverso l'Atlantico fino al bacino amazzonico, confermando l'ipotesi che tali polveri forniscano nutrienti essenziali per la foresta pluviale. Inoltre, la missione ha chiarito le complesse interazioni tra aerosol e nubi, mostrando come la presenza di particelle sospese (come il fumo degli incendi boschivi) modifichi la microfisica delle nubi, inibendo o favorendo le precipitazioni e alterando la riflettività delle nubi stesse (albedo).
L'eredità metodologica lasciata da questo evento del 28 aprile 2006 è il concetto stesso di "A-Train": la dimostrazione che una costellazione di satelliti eterogenei, che volano in formazione stretta, può produrre una scienza superiore alla somma delle singole parti. Integrando le misurazioni radar e lidar con i radiometri degli altri satelliti della formazione, gli scienziati hanno potuto distinguere con certezza tra nubi di ghiaccio e nubi d'acqua, osservare nubi multistrato (invisibili ai sensori passivi che vedono solo lo strato superiore) e raffinare i modelli di previsione climatica a lungo termine, riducendo le incertezze sul riscaldamento globale.
