Jump to content

Орбитальная углеродная обсерватория

Орбитальная углеродная обсерватория
(ПУСТОЙ)
Художественное изображение спутника OCO, как он будет выглядеть на орбите.
Тип миссии Климатология
Оператор НАСА
Продолжительность миссии Ошибка запуска
2 года (планируется)
Свойства космического корабля
Автобус ЛЕОСтар-2
Производитель Орбитальные науки [ 1 ]
Стартовая масса 530 кг (1170 фунтов) [ 1 ]
Масса полезной нагрузки 150 кг (330 фунтов) [ 1 ]
Размеры В сложенном виде: 2,3 × 1,4 м (7,5 × 4,6 футов) [ 1 ]
Власть 786 Вт [ 1 ]
Начало миссии
Дата запуска 24 февраля 2009 г., 09:55:31 ( 2009-02-24UTC09:55:31 ) UTC [ 2 ]
Ракета Таурус-XL 3110 (Т8)
Запуск сайта Ванденберг , LC-576E
Подрядчик Орбитальные науки
Орбитальные параметры
Справочная система Геоцентрический
Режим Солнечно-синхронный
Орбитальная углеродная обсерватория 1.jpg

Орбитальная углеродная обсерватория ( OCO ) — это спутниковая миссия НАСА, предназначенная для обеспечения глобальных космических наблюдений за атмосферным углекислым газом . СО 2 ). Оригинальный космический корабль был потерян в результате неудачного запуска 24 февраля 2009 года, когда обтекатель полезной нагрузки ракеты Taurus , на которой он находился, не смог отделиться во время подъема. [ 3 ] Дополнительная масса обтекателя не позволила спутнику выйти на орбиту . [ 4 ] Впоследствии он снова вошел в атмосферу и упал в Индийский океан недалеко от Антарктиды . [ 5 ] [ 6 ] Спутник на замену, Orbiting Carbon Observatory-2 , был запущен 2 июля 2014 года на борту ракеты Delta II . [ 7 ] [ 8 ] Орбитальная углеродная обсерватория-3 , автономная полезная нагрузка, построенная из запасного летного прибора ОСО-2, была установлена ​​на Международной космической станции в открытом объекте Кибо мае 2019 года. [ 9 ]

Описание миссии

[ редактировать ]

Измерения OCO разработаны так, чтобы быть достаточно точными, чтобы впервые показать географическое распределение источников и поглотителей углекислого газа в региональном масштабе. [ 10 ] Планируется, что эти данные улучшат понимание глобального углеродного цикла , природных процессов и деятельности человека, влияющих на численность и распределение парниковых газов . Ожидается, что это лучшее понимание позволит более надежно прогнозировать будущие изменения в количестве и распределении углекислого газа в атмосфере , а также влияние, которое эти изменения могут оказать Земли на климат .

Группировка спутников A-Train.

Космический корабль OCO был предоставлен Orbital Sciences Corporation . [ 11 ] В течение своей двухлетней миссии OCO будет летать по околополярной орбите , что позволит инструменту наблюдать большую часть поверхности Земли не реже одного раза в шестнадцать дней. Он предназначен для полетов в свободном строю вместе с рядом других спутников на околоземной орбите, известных как «Послеполуденное созвездие» системы наблюдения за Землей или « А-поезд» . Эта скоординированная последовательность полетов была предназначена для того, чтобы позволить исследователям сопоставлять данные OCO с данными, полученными другими инструментами на других космических кораблях. В частности, учёные-землеведы хотели бы сравнить данные OCO с почти одновременными измерениями, полученными с помощью инфракрасного зонда атмосферы (AIRS) на борту спутника НАСА Aqua , и наземными данными Сети наблюдения за общим количеством углерода (TCCON). Для согласования с поездом А требуется особенно короткое окно запуска — 30 секунд. [ 12 ]

Первоначальная стоимость миссии составляла 280 миллионов долларов США . [ 13 ] Его спонсировала Программа НАСА «Наука о системе Земли». [ 14 ] НАСА Лаборатория реактивного движения в Пасадене, Калифорния , управляет OCO Управления научных миссий НАСА.

Технология

[ редактировать ]

На спутнике будет единственный прибор, предназначенный для самых точных измерений содержания углекислого газа в атмосфере, когда-либо проводившихся из космоса. Прибор состоит из трех параллельных спектрометров высокого разрешения , объединенных в общую конструкцию и питающихся от общего телескопа . Спектрометры будут проводить одновременные измерения поглощения углекислого газа и молекулярного кислорода солнечного света, отраженного от одного и того же места на поверхности Земли, если смотреть в ближней инфракрасной части электромагнитного спектра , невидимой для человеческого глаза.

Когда солнечный свет проходит через атмосферу Земли и отражается от поверхности Земли, молекулы атмосферных газов поглощают свет очень специфических цветов. Если свет разделить на радугу цветов, называемую спектром , конкретные цвета, поглощаемые каждым газом, выглядят как темные линии. Разные газы поглощают разные цвета, поэтому рисунок линий поглощения дает характерный спектральный «отпечаток пальца» этой молекулы. Спектрометры OCO были разработаны для обнаружения этих молекулярных отпечатков пальцев.

Каждый из трех спектрометров был настроен на измерение поглощения в определенном диапазоне цветов. Каждый из этих диапазонов включает десятки темных линий поглощения, образованных углекислым газом или молекулярным кислородом. Количество света, поглощаемого в каждой спектральной линии, увеличивается с увеличением числа молекул на оптическом пути. Спектрометры OCO измеряют долю света, поглощенного каждой из этих линий, с очень высокой точностью. Затем эту информацию нужно было проанализировать, чтобы определить количество молекул на пути между верхней частью атмосферы и поверхностью.

Если количество углекислого газа варьируется от места к месту, степень поглощения также будет различаться. Чтобы устранить эти изменения, прибор обсерватории будет записывать изображение спектра, создаваемое каждым спектрометром, три раза в секунду, когда спутник пролетает над поверхностью со скоростью более четырех миль в секунду. Затем эта информация будет передана на землю, где концентрация углекислого газа будет определена по четырем отдельным следам для каждого полученного изображения. Эти пространственно изменяющиеся оценки концентрации углекислого газа затем будут проанализированы с использованием глобальных моделей переноса, подобных тем, которые используются для прогнозирования погоды, чтобы определить расположение источников и поглотителей углекислого газа. [ 15 ]

Прибор OCO был разработан компанией Hamilton Sundstrand Sensor Systems в Помоне, Калифорния , и Лабораторией реактивного движения . [ 16 ]

Оригинальный запуск

[ редактировать ]
Запуск ракеты Taurus XL компании OCO.

Первоначально спутник был запущен с базы ВВС Ванденберг в Калифорнии на специальной ракете Taurus XL. Однако обтекатель полезной нагрузки — покрытие в форме раковины, защищающее спутник во время запуска, — судя по всему, не смог отделиться от космического корабля. «Сегодня вечером у нас не было успешного запуска, и мы не сможем провести успешную миссию OCO», — заявил комментатор НАСА Джордж Диллер. [ 17 ]

Обтекатель полезной нагрузки представляет собой крышку в форме раскладушки, которая закрывает и защищает полезную нагрузку на площадке и во время раннего полета. Обтекатели являются стандартным компонентом одноразовых ракет-носителей, и их всегда сбрасывают как можно скорее после того, как ракета поднялась достаточно высоко, чтобы нагреться от трения о воздух и больше не подвергаться риску повреждения полезной нагрузки. Обтекатель Taurus XL должен был отделиться через несколько секунд после зажигания второй ступени. Его дополнительная масса не имела существенного значения во время полета более крупных нижних ступеней, но не позволяла относительно небольшой ступени 3 набрать достаточную скорость для достижения орбиты. Через 17 минут после старта полезный груз упал в океан вблизи Антарктиды. [ 18 ] Позже следователи НАСА определили, что причиной неудачного запуска стали дефектные материалы, предоставленные производителем алюминия Sapa Profiles . [ 19 ]

Повторный полет

[ редактировать ]
План полета ОСО-2

Через три дня после неудачного запуска в феврале 2009 года научная группа OCO направила в штаб-квартиру НАСА предложение построить и запустить копию OCO к концу 2011 года. [ 20 ] 1 февраля 2010 года бюджетный запрос НАСА на 2011 финансовый год действительно включал 170 миллионов долларов для НАСА на разработку и запуск замены Орбитальной углеродной обсерватории: ОСО-2. [ 21 ]

В 2010 году НАСА первоначально выбрало Orbital Sciences для запуска замены в феврале 2013 года на Taurus XL 3110 с базы ВВС Ванденберг в Калифорнии. [ 22 ] Запуск спутника «Слава» состоялся 4 марта 2011 года и закончился неудачей, как и ОСО. Затем, в феврале 2012 года, НАСА и Orbital Sciences пришли к соглашению о расторжении контракта на запуск. [ 23 ]

Первоначально ОСО-2 планировалось запустить 1 июля 2014 года в 09:56 по всемирному координированному времени на борту ракеты Дельта II , однако этот запуск был отменен на 46 секундах таймера обратного отсчета из-за неисправного клапана в системе подавления воды, которая используется для подачи вода на стартовой площадке для гашения акустической энергии во время запуска. Ракета стартовала 2 июля в то же время. [ 7 ]

Расследование НАСА

[ редактировать ]

Следователи программы NASA Launch Services (LSP) определили техническую причину неудач при запуске Taurus XL в рамках миссий NASA Orbiting Carbon Observatory (OCO) и Glory в 2009 и 2011 годах соответственно: дефектные материалы, предоставленные производителем алюминия Sapa Profiles, Inc. (СПИ). К техническому расследованию LSP привлекли Управление генерального инспектора НАСА и Министерство юстиции США (DOJ). Усилия Министерства юстиции, недавно обнародованные, привели к разрешению уголовных обвинений и предполагаемых гражданских исков против SPI, а также к согласию выплатить 46 миллионов долларов правительству США и другим коммерческим клиентам. Речь идет о 19-летней схеме, которая включала фальсификацию тысяч сертификатов на алюминиевые профили сотням клиентов. [ 24 ]

24 февраля 2009 года ракета Taurus XL (Taurus T8) со спутником Орбитальной углеродной обсерватории НАСА (OCO) не достигла орбиты. Миссия Taurus T8 провалилась, поскольку обтекатель полезной нагрузки не отделился во время подъема, в результате чего ракета не потеряла вес. Из-за лишнего веса ракета «Таурус» не смогла достичь орбитальной скорости, что привело к полному провалу миссии. 4 марта 2011 года еще одна ракета «Таурус» (Таурус Т9), на борту которой находился научный спутник НАСА «Глори», не достигла орбиты. Миссия Taurus T9 также завершилась неудачей отделения обтекателя полезной нагрузки. Миссии Taurus T8 и T9 вернулись в атмосферу Земли, что привело к разрушению и/или сгоранию ракеты и спутника, а все уцелевшие части были бы рассеяны в Тихом океане недалеко от Антарктиды. Совокупная стоимость неудач обеих миссий превысила 700 миллионов долларов. Цель этого документа — предоставить общий обзор обновленных выводов НАСА, касающихся причин обеих неудач.

В ракетах Taurus T8 и T9 использовались обтекатели полезной нагрузки диаметром 63 дюйма для прикрытия и защиты космического корабля во время наземных операций и запуска. Половины обтекателя полезной нагрузки конструктивно соединены и прикреплены к ракете с помощью разрывных соединений. Хрупкое соединение — это система структурного разделения, которая инициируется с помощью боеприпасов. Инициирование боеприпаса приводит к разрушению связки хрупкого соединения, что позволяет разделить две половины обтекателя полезной нагрузки и впоследствии выбросить их за борт ракеты Taurus. Хрупкие соединения для Т8 и Т9 были изготовлены и собраны вместе одновременно. Профили хрупких соединений T8 и T9 были произведены компанией Sapa Profiles, Inc. (SPI) на ее заводе Technical Dynamics Aluminium (TDA) в Портленде, штат Орегон. [ 25 ]

См. также

[ редактировать ]

Общественное достояние Эта статья включает общедоступные материалы с веб-сайтов или документов Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства .

  1. ^ Jump up to: а б с д и Паркинсон, Клэр Л.; Уорд, Алан; Кинг, Майкл Д., ред. (2006). «Орбитальная углеродная обсерватория» (PDF) . Справочник по наукам о Земле . НАСА. стр. 199–203 . Проверено 14 мая 2015 г.
  2. ^ Jump up to: а б Обзор результатов расследования происшествий Орбитальной углеродной обсерватории (OCO) для публичного опубликования (PDF) (Отчет). НАСА. Архивировано (PDF) из оригинала 5 февраля 2022 года . Проверено 5 ноября 2018 г.
  3. ^ Хейни, Анна (24 февраля 2009 г.). «Освещение запуска OCO» . НАСА.
  4. ^ Брагич, Екатерина (24 февраля 2009 г.). «Спутник слежения за CO 2 разбился после старта» . Новый учёный .
  5. ^ Минар, Энн (24 февраля 2009 г.). «Спутник НАСА упал на Землю» . Национальные географические новости . Архивировано из оригинала 25 февраля 2009 года . Проверено 28 февраля 2009 г.
  6. ^ Ахенбах, Джоэл; Эйльперин, Джульетта (25 февраля 2009 г.). «Спутник потерпел крушение после запуска» . Вашингтон Пост . Проверено 28 февраля 2009 г.
  7. ^ Jump up to: а б «Домашняя страница: Орбитальная углеродная обсерватория-2 (ОСО-2)» . НАСА/Лаборатория реактивного движения. 2013. Архивировано из оригинала 22 февраля 2003 года . Проверено 5 апреля 2014 г.
  8. ^ Расмуссен, Кэрол (2 апреля 2014 г.). «OCO-2 НАСА позволит по-новому взглянуть на глобальный выброс углерода» . НАСА . Проверено 4 ноября 2017 г.
  9. ^ «Орбитальная углеродная обсерватория 3: О миссии» . НАСА . Проверено 24 февраля 2019 г.
  10. ^ Крисп, Д.; и др. (январь 2004 г.). «Миссия Орбитальной углеродной обсерватории (OCO)» . Достижения в космических исследованиях . 34 (4): 700–709. Бибкод : 2004AdSpR..34..700C . дои : 10.1016/j.asr.2003.08.062 . S2CID   16804121 .
  11. ^ «Орбитальная углеродная обсерватория» . Корпорация орбитальных наук. Архивировано из оригинала 4 февраля 2010 года.
  12. ^ Мерфи, Розали (27 июня 2014 г.). «Пять фактов об ОКО-2» . НАСА . Проверено 2 июля 2014 г. У обсерватории есть всего лишь 30-секундная возможность для запуска. Время должно быть настолько точным, потому что OCO-2 присоединится к A-Train, созвездию из пяти других международных спутников наблюдения за Землей, которые летают очень близко друг к другу, чтобы производить почти одновременные измерения нашей планеты. Запуск на несколько секунд раньше или позже помешает ему выйти на правильную орбитальную траекторию.
  13. ^ Амос, Джонатан (24 февраля 2009 г.). «Неудача постигла «охотника за CO2» НАСА » . Новости Би-би-си . Проверено 24 февраля 2009 г.
  14. ^ «Программа исследователей системы Земли НАСА» . НАСА. Архивировано из оригинала 7 марта 2009 года.
  15. ^ Буис, Алан; Кук-Андерсон, Гретхен; Хансен, Кэтрин; Салливант, Розмари (декабрь 2008 г.). «Руководство для научных писателей Орбитальной углеродной обсерватории» (PDF) . НАСА/Центр космических полетов Годдарда. Архивировано из оригинала (PDF) 15 февраля 2013 года.
  16. ^ «ОКО: Обсерватория» . НАСА. Архивировано из оригинала 23 мая 2007 года . Проверено 26 февраля 2009 г.
  17. ^ Боренштейн, Сет (24 февраля 2009 г.). «Отказ ракеты НАСА нанес удар по сети наблюдения за Землей» . Denverpost.com . Ассошиэйтед Пресс . Проверено 29 ноября 2019 г.
  18. ^ «Спутник НАСА терпит крушение через несколько минут после запуска» . CNN.com . 24 февраля 2009 года . Проверено 28 февраля 2009 г.
  19. ^ Поттер, Шон (30 апреля 2019 г.). «Расследование НАСА раскрывает причину неудачных запусков научных миссий» . НАСА (пресс-релиз).
  20. ^ Кларк, Стивен (20 марта 2009 г.). «Команда Орбитальной углеродной обсерватории предлагает замену» . Космический полет сейчас . Проверено 19 ноября 2009 г.
  21. ^ Романс, Брайан (2 февраля 2010 г.). «Бюджетный запрос президента на 2011 финансовый год: основные моменты геолого-геофизических исследований» . ПРОВОДНОЙ . Архивировано из оригинала 14 апреля 2022 года . Проверено 14 апреля 2022 г.
  22. ^ «Контракт НАСА на оказание услуг по запуску миссии ОСО-2» (пресс-релиз). НАСА через PR Newswire. 22 июня 2010 г. Проверено 11 февраля 2012 г.
  23. ^ Кларк, Стивен (10 февраля 2012 г.). «Спутнику по обнаружению углерода грозит задержка на один год» . Космический полет сейчас . Проверено 11 февраля 2012 г.
  24. ^ NASA.gov - 30 апреля 2019 г. - 25 февраля 2020 г.
  25. ^ NASA.gov - 30 апреля 2019 г. - 25 февраля 2020 г.
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 019e50ee4d25ced4b81f452dd23c13b0__1707177000
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/01/b0/019e50ee4d25ced4b81f452dd23c13b0.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Orbiting Carbon Observatory - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)