ОЧИСТКА
CLARREO ( Климатическая абсолютная обсерватория радиации и рефракции ) — это высокоприоритетная миссия НАСА десятилетняя исследовательская , первоначально выбранная в качестве таковой Национальным исследовательским советом в 2007 году. [ 1 ] Миссия CLARREO призвана создать на орбите метрологическую лабораторию для точной количественной оценки и определения причин изменения климата Земли (см . Список спутников для исследования климата ). Миссия также предназначена для передачи своей высокой точности другим космическим датчикам. Он будет служить эталоном калибровки на орбите. [ 2 ] сделать климатические тенденции очевидными в своих наборах данных к 2055 году, в течение 30 лет после запланированного запуска в 2020-х годах. [ 3 ] Эти измерения могут позволить провести тестирование, проверку и улучшение прогнозов климатической модели.

Из-за объявленного сокращения финансирования в бюджете на 2012 год миссия CLARREO была значительно сокращена, в то время как оставшиеся космические проекты должны были восполнить пробел. [ 4 ] запросе президента на 2016 финансовый год В бюджетном меньшей миссии CLARREO Pathfinder (CPF) было выделено 76,9 миллиона долларов для демонстрации основных измерительных технологий миссии CLARREO Tier 1 Decadal Survey. [ 5 ] Это финансирование потенциально пойдет на поддержку полета спектрометра отраженной солнечной энергии (RS), который является частью полной миссии, рекомендованной Decadal Survey, которая будет размещена на Международной космической станции (МКС) с декабря 2023 года. [ 6 ] Администрация Трампа несколько раз безуспешно пыталась отменить финансирование миссии. [ 7 ] [ 8 ]
Концепция миссии
[ редактировать ]Ниже представлена концепция миссии, представленная на обзоре концепции миссии в ноябре 2010 года. [ 9 ] Тогда предполагалось, что CLARREO будет состоять из четырех обсерваторий и двух запусков двойного манифеста на кораблях Minotaur IV+ .
- Три инструмента (по два каждого)
- Инфракрасный (ИК) спектрометр
- Спектрометр отраженного солнечного света (RS)
- Глобальная навигационная спутниковая система — радиозатмение ( GNSS-RO )
- Четыре обсерватории, два запуска двойного манифеста на кораблях «Минотавр IV+».
- Июль 2018 г.: две инфракрасные обсерватории, каждая с GNSS-RO.
- Май 2020 г.: Две отраженные солнечные обсерватории.
- 609 км полярных орбит (наклонение 90 градусов)
Альтернативные концепции миссий были разработаны с учетом сокращения доступного финансирования. Было обнаружено, что миссия CLARREO на Международной космической станции, включающая по одному спектрометру RS и IR, обеспечивает наилучшую научную ценность при минимально возможных затратах. орбиты МКС Из-за наклона 51,65 градуса измерения CLARREO на МКС не будут включать полярные регионы, в результате чего миссия не сможет отслеживать глобальные спектральные ориентиры по сравнению с версией миссии, представленной в обзоре концепции миссии. [ 10 ]
Концепция миссии Pathfinder
[ редактировать ]В 2016 году миссия Pathfinder в полном составе миссии CLARREO получила финансирование. «Выделенные средства поддерживают полет спектрометра отраженного солнечного света (RS), размещенного на Международной космической станции (МКС) в 2020 году. ... CPF представляет собой миссию класса D с 1 годом работы на орбите и 1 годом. год для анализа полученных данных». Миссия призвана продемонстрировать на орбите основные измерительные технологии, которые можно использовать для снижения риска полной миссии CLARREO. CLARREO Pathfinder преследует две основные цели: продемонстрировать высокую точность на орбите, соответствующую Международной системе единиц (СИ) , и передать эту точность другим космическим датчикам. [ 11 ] Пороговая цель следопытов по сравнению с полной базовой миссией CLARREO снижена в два раза с 0,15% до 0,3% (k=1). [ 12 ]
Эталонная интеркалибровка
[ редактировать ]
Современные спутниковые датчики не отвечают требованиям точности, необходимым для обнаружения изменения климата. Многие датчики, используемые для измерения климата, были разработаны для удовлетворения оперативных погодных потребностей и не оптимизированы для отбора проб климата. Этим датчикам, как и более старым приборам, предназначенным для измерения климата, не хватает бортовой возможности проверять систематические ошибки на орбите. Миссия CLARREO достигнет этих целей посредством тщательного рассмотрения конструкции приборов, отслеживания калибровки на всех этапах разработки и эксплуатации, а также спектральной , пространственной и временной выборки, ориентированной конкретно на создание климатических данных. [ 14 ] Затем, после разработки новых методологий перекрестной калибровки [ 13 ] гораздо точнее, чем достигнутые сегодня, [ 15 ] CLARREO может служить орбитальным стандартом для обеспечения эталонной интеркалибровки для таких миссий, как широкополосные облака и система лучистой энергии Земли (CERES), оперативные зонды, включая перекрестный инфракрасный зонд (CrIS) и инфракрасный интерферометр для зондирования атмосферы (IASI), и устройства формирования изображений, такие как набор радиометров для визуализации видимого инфракрасного диапазона (VIIRS) и усовершенствованный радиометр очень высокого разрешения (AVHRR). [ 16 ]
Выбор миссии
[ редактировать ]2007 г. Национального исследовательского совета (NRC) В отчете Десятилетнего исследования [ 1 ] «Наука о Земле и ее применение из космоса: национальные императивы на следующее десятилетие и далее» представляет собой основу для будущего направления космической системы наблюдения Земли НАСА. Миссии ранжировались по научным заслугам, вкладу в долгосрочные наблюдения, общественной выгоде, финансовой доступности и технологической готовности. Четыре миссии, рекомендованные НАСА для самого раннего внедрения, были классифицированы как миссии «Уровня 1» и включали CLARREO. Десятилетний обзор NRC пришел к выводу, что единственной наиболее критической проблемой для текущих наблюдений за изменением климата является их недостаточная точность и низкая уверенность в наблюдении небольших сигналов изменения климата в десятилетнем временном масштабе. Наблюдения CLARREO за изменением климата в десятилетнем масштабе решают эту проблему, достигая требуемых уровней точности и прослеживаемости в соответствии со стандартами SI для набора наблюдений, чувствительных к широкому спектру ключевых наблюдений за изменением климата.
Рекомендации Десятилетнего исследования представляют собой вклад сообщества в будущее направление космической науки о Земле; поэтому НАСА продолжит привлекать научное сообщество к уточнению требований к миссии во время планирования CLARREO.
Научные приложения
[ редактировать ]CLARREO может проводить высокоточные наблюдения за десятилетними изменениями, которые соответствуют стандартам Международной системы единиц (СИ). Например, на солнечных длинах волн это должно быть подтверждено после запуска путем сравнения фактических данных с теоретическим моделированием лунного/солнечного излучения, генерируемого в рамках модели высокоточного датчика. [ 17 ] хотя неясно, как такой неэкспериментальный подход обеспечит прослеживаемость SI. [ нужна ссылка ] Наблюдения за Землей, проведенные затем CLARREO, чувствительны к наиболее важным, но наименее изученным климатическим радиационным воздействиям, реакциям и обратным воздействиям, таким как:
- Инфракрасные спектры для определения обратной связи температуры и водяного пара , обратной связи облаков и десятилетних изменений профилей температуры, профилей водяного пара, облаков и парниковых газов. радиационных эффектов
- GNSS-RO сделает вывод о десятилетнем изменении температурных профилей
- Спектры отраженного солнечного света для определения обратной связи облаков, обратной связи альбедо снега и льда и десятилетних изменений облаков, радиационных потоков, аэрозолей , снежного покрова , морского льда и землепользования. [ 18 ]
Социальные выгоды
[ редактировать ]
После взаимной калибровки с CLARREO ISS/Pathfinder и недавно смягченной целью точности 0,6% (k=2) [ 12 ] начиная с 2020 года, полученные измерения смогут обнаружить сигналы изменения климата к 2039 году (переместите красную кривую к 20 году или «2020», а не к нулевой начальной точке на рис. 3). Однако, поскольку это произойдет примерно через десять лет после 31 года или «2031» на рис. 3, который является оценкой НАСА того, когда CERES обнаружит такие тенденции без помощи CLARRE0 (серая пунктирная линия), Pathfinder, вероятно, будет значительно сокращен. польза для науки о климате по сравнению с исходной концепцией 0,3% (k=2) [ 19 ] в ответ на десятилетний опрос 2007 года (с датой запуска в 2013 году) [ 20 ] ).
Команда
[ редактировать ]CLARREO изначально рекомендовался как совместная НАСА/ НОАА. миссия [ 21 ] где NOAA будет вносить вклад в измерения общего и спектрального солнечного излучения Земли , а также записи климатических данных энергетического баланса с помощью датчика общего солнечного излучения (TSIS) и датчиков облаков и системы лучистой энергии Земли (CERES). Часть НАСА включала измерение спектрально разрешенного теплового ИК-излучения и отраженного солнечного излучения с высокой абсолютной точностью. Однако недавние события поставили такое распределение под вопрос. [ 22 ]
Команда под руководством Исследовательского центра НАСА в Лэнгли при участии других центров НАСА, правительственных организаций, научных кругов и штаб-квартиры НАСА разработала концепцию миссии, которая прошла проверку концепции миссии (MCR) 17 ноября 2010 года. [ 23 ] Хотя сокращение бюджета на 2012 финансовый год привело к тому, что вся миссия CLARREO получила расширенный пред-фазовый статус, группа CLARREO по определению науки, которая уже была выбрана на конкурсной основе, продолжала продвигать научно-техническое развитие миссии. [ 24 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Национальный исследовательский совет, Наука о Земле и применение из космоса: национальные императивы на следующее десятилетие и далее. National Academys Press, Вашингтон, округ Колумбия, 426 стр., 2007 г. [ нужна страница ]
- ^ Фокс, Найджел; Кайзер-Вайс, Андреа; Шмутц, Вернер; Том, Куртис; Янг, Дэйв; Велицкий, Брюс; Винклер, Райнер; Вуллиамс, Эмма (28 октября 2011 г.). «Точная радиометрия из космоса: важный инструмент для изучения климата» . Философские труды Королевского общества A: Математические, физические и технические науки . 369 (1953): 4028–4063. Бибкод : 2011RSPTA.369.4028F . дои : 10.1098/rsta.2011.0246 . ПМИД 21930564 . S2CID 25431087 .
- ^ Велицкий, Брюс А.; Янг, Д.Ф.; Млынчак, М.Г.; Том, К.Дж.; Лерой, С.; Корлисс, Дж.; Андерсон, Дж. Г.; АО, Колорадо; Бантес, Р.; Бест, Ф.; Боуман, К.; Бриндли, Х.; Батлер, Джей-Джей; Коллинз, В.; Дайкема, JA; Доеллинг, Д.Р.; Фельдман, доктор медицинских наук; Фокс, Н.; Хуанг, X.; Хольц, Р.; Хуанг, Ю.; Джин, З.; Дженнингс, Д.; Джонсон, генеральный директор; Джакс, К.; Като, С.; Кирк-Давидофф, Д.Б.; Кнутесон, Р.; Копп, Г.; Крац, ДП; Лю, X.; Лукашин С.; Мануччи, AJ; Пходжанамонгколкидж, Н.; Пилевски, П.; Рамасвами, В.; Реверкомб, Х.; Райс, Дж.; Робертс, Ю.; Ройтмайр, CM; Роуз, Ф.; Сэндфорд, С.; Ширли, Эл.; Смит, В.Л.; Соден, Б.; Спет, ПВ; Сан, В.; Тейлор, ПК; Тобин, Д.; Сюн, X. (1 октября 2013 г.). «Достижение абсолютной точности изменения климата на орбите» . Бюллетень Американского метеорологического общества . 94 (10): 1519–1539. Бибкод : 2013BAMS...94.1519W . дои : 10.1175/BAMS-D-12-00149.1 .
- ^ LaRC, Дениз Линеберри (6 июня 2013 г.). «Проблемы с бюджетом задерживают миссию по науке о Земле» .
- ^ «Краткая информация о бюджетном запросе президента на 2016 финансовый год» (PDF) . www.nasa.gov .
- ^ Аткинсон, Джо (15 сентября 2016 г.). «CLARREO Pathfinder успешно прошел проверку концепции миссии» . НАСА . Проверено 19 июля 2017 г.
- ^ Трамп, Дональд Дж. (13 марта 2017 г.). «Америка прежде всего: бюджетный проект, который поможет Америке снова стать великой» (PDF) . Управление управления и бюджета . Проверено 19 июля 2017 г. - из Национального архива .
- ^ Воосен, Пол (28 сентября 2018 г.). «Климатическая миссия НАСА Трампа пыталась помешать продвижению вперед» . Наука . дои : 10.1126/science.aav5703 . S2CID 186784212 .
- ^ Группа определения науки CLARREO (21 января 2011 г.). «Обзор миссии CLARREO 2011» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 15 октября 2011 года . Проверено 18 июля 2012 г.
- ^ «КЛАРРЕО» . clarreo.larc.nasa.gov . Архивировано из оригинала 4 октября 2008 года . Проверено 19 июля 2017 г.
- ^ «О миссии CLARREO Pathfinder» . НАСА.gov . НАСА. в. 2016. Архивировано из оригинала 21 мая 2016 года . Проверено 16 марта 2017 г.
- ^ Jump up to: а б NASA.gov
- ^ Jump up to: а б Ройтмайр, Карлос М.; Лукашин Константин; Спет, Пол В.; Копп, Грег; Том, Курт; Велицкий, Брюс А.; Янг, Дэвид Ф. (октябрь 2014 г.). «Подход CLARREO для эталонной интеркалибровки датчиков отраженной солнечной энергии: сопоставление и сбор данных на орбите». Транзакции IEEE по геонаукам и дистанционному зондированию . 52 (10): 6762–6774. Бибкод : 2014ITGRS..52.6762R . дои : 10.1109/TGRS.2014.2302397 . hdl : 2060/20150019879 . S2CID 5041148 .
- ^ Янг, Дэвид Ф. (4 мая 2016 г.). «CLARREO_Science_Team_Report.pdf» (PDF) . Веб-сайт миссии CLARREO . Архивировано из оригинала (PDF) 18 ноября 2016 года . Проверено 19 июля 2017 г.
- ^ Гольдберг, М.; Оринг, Г.; Батлер, Дж.; Цао, К.; Датла, Р.; Доеллинг, Д.; Гертнер, В.; Хьюисон, Т.; Яковацци, Б.; Ким, Д.; Курино, Т.; Лафей, Ж.; Миннис, П.; Рено, Д.; Шмец, Дж.; Тобин, Д.; Ван, Л.; Венг, Ф.; Ву, Х.; Ю, Ф.; Чжан, П.; Чжу, Т. (1 апреля 2011 г.). «Глобальная космическая система взаимной калибровки» . Бюллетень Американского метеорологического общества . 92 (4): 467–475. Бибкод : 2011БАМС...92Р.467Г . дои : 10.1175/2010BAMS2967.1 .
- ^ «Обзор миссии CLARREO» (PDF) . 21 января 2011 г. Архивировано из оригинала (PDF) 15 октября 2011 г.
- ^ «Прибор для демонстрации технологий GSFC RS» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 25 февраля 2015 года . Проверено 15 января 2023 г.
- ^ «Информационный документ CLARREO по расширенной предварительной фазе A» (PDF) . 28 марта 2011 г. Архивировано из оригинала (PDF) 15 октября 2011 г.
- ^ Велицкий, Брюс А.; Доеллинг, Дэвид Р.; Янг, Дэвид Ф.; Леб, Норман Г.; Гарбер, Дональд П.; МакДоннелл, Дэвид Г. (2008). «Калибровка широкополосного и узкополосного солнечного излучения между датчиками на орбите по качеству климата» . IGARSS 2008–2008 Международный симпозиум IEEE по геонаукам и дистанционному зондированию . дои : 10.1109/IGARSS.2008.4778842 . ISBN 978-1-4244-2807-6 . S2CID 1365813 .
- ^ «Дом» (PDF) .
- ^ Клампер, Эми (7 сентября 2009 г.). «Исследовательский центр НАСА в Лэнгли выбран руководителем миссии CLARREO» . Космические новости . Проверено 3 декабря 2022 г.
- ^ «Крушение спутника НАСА усложняет мрачную картину климатического бюджета» . 9 марта 2011 г.
- ^ Финнеран, Майкл (23 ноября 2010 г.). «CLARREO проходит первое большое испытание» . Исследовательский центр Лэнгли.
- ^ Велицкий, Брюс А. (28 октября 2014 г.). «Введение в заседание Wielicki_CLARREO SDT, 28 октября 2014 г.pdf» (PDF) . Веб-сайт миссии CLARREO . Архивировано из оригинала (PDF) 20 декабря 2014 года . Проверено 19 июля 2017 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]