ICESat-2
 Впечатление художника от ICESat-2 на орбите | |||
| Тип миссии | Дистанционное зондирование | ||
|---|---|---|---|
| Оператор | НАСА | ||
| ИДЕНТИФИКАТОР КОСПЭРЭ | 2018-070А | ||
| САТКАТ нет. | 43613 | ||
| Веб-сайт | ледесат-2 | ||
| Продолжительность миссии | Планируется: 3 года Прошло: 5 лет, 10 месяцев, 18 дней | ||
| Свойства космического корабля | |||
| Автобус | ЛЕОСтар-3 [1] | ||
| Производитель | Орбитальные науки / Орбитальная АТК [1] | ||
| Стартовая масса | 1514 кг (3338 фунтов) [2] | ||
| Масса полезной нагрузки | 298 кг (657 фунтов) [3] | ||
| Размеры | При запуске: 2,5 × 1,9 × 3,8 м (8,2 × 6,2 × 12,5 футов) [2] | ||
| Власть | 1200 Вт | ||
| Начало миссии | |||
| Дата запуска | 15 сентября 2018 г., 13:02 UTC [4] | ||
| Ракета | Дельта II 7420-10С [5] [6] | ||
| Запуск сайта | Ванденберг SLC-2W [6] | ||
| Подрядчик | Объединенный стартовый альянс | ||
| Орбитальные параметры | |||
| Справочная система | Геоцентрический | ||
| Режим | Низкая Земля | ||
| Большая полуось | 6859,07 км (4262,03 миль) | ||
| Эксцентриситет | 0.0002684 | ||
| Высота перигея | 479,10 км (297,70 миль) | ||
| Высота апогея | 482,78 км (299,99 миль) | ||
| Наклон | 92.0002° | ||
| Период | 94,22 минуты | ||
| Скорость | 6,9 км/с (4,3 мили/с) [8] | ||
| Эпоха | 8 марта 2019, 15:04:15 UTC [7] | ||
| |||
 | |||
ICESat-2 ( Спутник для измерения льда, облаков и высоты суши 2 ), часть , НАСА системы наблюдения за Землей представляет собой спутниковую миссию для измерения высоты ледникового покрова и толщины морского льда , а также топографии суши , характеристик растительности и облаков. [9] ICESat-2, продолжение миссии ICESat , был запущен 15 сентября 2018 года на борту Delta II в качестве последнего полета с базы ВВС Ванденберг в Калифорнии. [4] на околокруглую, околополярную орбиту высотой примерно 496 км (308 миль). Он был рассчитан на три года эксплуатации и запас топлива на семь лет. [10] Спутник вращается вокруг Земли со скоростью 6,9 километров в секунду (4,3 мили/с). [8]
Миссия ICESat-2 предназначена для предоставления данных о высоте, необходимых для определения баланса массы ледникового покрова , а также информации о растительном покрове . Он обеспечит измерения топографии городов, озер и водохранилищ, океанов и суши по всему миру, в дополнение к полярному покрытию. ICESat-2 также способен обнаруживать топографию морского дна на глубине до 100 футов (30 м) ниже поверхности в прибрежных районах с чистой водой. [11] Поскольку огромные изменения полярного ледяного покрова в результате глобального потепления не поддаются количественной оценке, одной из основных целей ICESat-2 является измерение изменения высоты ледяных щитов с помощью его лазерной системы и лидара для количественной оценки влияния таяния ледникового покрова в море. -повышение уровня. Кроме того, высокая точность нескольких импульсов позволяет собирать данные о высоте морского льда для анализа скорости его изменения во времени. [12]
Космический корабль ICESat-2 был построен и испытан компанией Northrop Grumman Innovation Systems в Гилберте, штат Аризона. [13] бортовой прибор ATLAS был построен и управлялся Центром космических полетов Годдарда в Гринбелте, штат Мэриленд . Прибор ATLAS был спроектирован и изготовлен центром, а автобус был построен и интегрирован с инструментом компанией Orbital Sciences (позже Orbital ATK ). [14] Спутник был запущен с помощью ракеты Delta II, предоставленной United Launch Alliance . [15] Это был последний запуск ракеты Delta II.
Спутниковые инструменты
[ редактировать ]
Единственным инструментом на ICESat-2 является усовершенствованная система топографического лазерного альтиметра (ATLAS), космический лидар . Он был спроектирован и построен в Центре космических полетов Годдарда с использованием систем лазерной генерации и обнаружения, предоставленных Fibertek. [16] [17] ATLAS измеряет время прохождения лазерных фотонов от спутника до Земли и обратно; компьютерные программы используют время прохождения нескольких импульсов для определения высоты. [18]
ATLAS излучает видимые лазерные импульсы с длиной волны 532 нм ( зеленый ). На орбите ICESat-2 ATLAS генерирует шесть лучей, расположенных в трех парах, чтобы лучше определять наклон поверхности и обеспечивать большее покрытие поверхности. Его предшественник ICESat имел только один лазерный луч. Большее количество лазеров позволяет улучшить покрытие поверхности Земли. [8] Каждая пара лучей находится на расстоянии 3,3 км (2,1 мили) друг от друга по пути луча, а каждый луч в паре разделен на 2,5 км (1,6 мили) по пути луча. Лазерная решетка повернута на 2 градуса относительно наземной траектории спутника, так что траектория пары лучей отделена примерно на 90 м (300 футов). Частота лазерного импульса в сочетании со скоростью спутника позволяет ATLAS измерять высоту каждые 70 см (28 дюймов) вдоль наземной траектории спутника. [17] [19] [20]
Лазер стреляет с частотой 10 кГц. Каждый импульс излучает около 20 триллионов фотонов, почти все из которых рассеиваются или отклоняются по мере того, как импульс достигает поверхности Земли и возвращается обратно на спутник. Около дюжины фотонов от каждого импульса возвращаются в прибор и собираются с помощью бериллиевого телескопа диаметром 79 см (2,6 фута). [21] Бериллий обладает высокой удельной прочностью и сохраняет форму в широком диапазоне температур. Телескоп собирает фотоны с длиной волны 532 нм, таким образом отфильтровывая ненужный свет в атмосфере. Компьютерные программы дополнительно идентифицируют фотоны с длиной волны 532 нм в наборе данных; для анализа остаются только отраженные фотоны лазера. [22]
Примечательной особенностью ATLAS является то, что инженеры позволили спутнику контролировать его положение в космосе, что актуально, поскольку ATLAS записывает расстояние от себя до земли, и если его положение неверно, измерения, записанные для высоты Земли, будут отключены. также. Инженеры также сконструировали лазерную систему отсчета, которая подтверждает, что лазер настроен в соответствии с телескопом. Если телескоп или лазер выключены, спутник может внести соответствующие коррективы. [23]
Центр распределенных активных архивов Национального центра данных о снеге и льду управляет научными данными ICESat-2. [24]
Миссия науки
[ редактировать ]ICESat-2 преследует четыре научные цели: [25] [26]
- Количественно оценить вклад полярных ледниковых щитов в нынешние и недавние изменения уровня моря и их связь с климатическими условиями;
- Количественно оценить региональные признаки изменений ледникового покрова, чтобы оценить механизмы, вызывающие эти изменения, и улучшить модели прогнозирования ледникового покрова; это включает количественную оценку региональной эволюции изменений ледникового покрова, например, того, как изменения на концах выходного ледника распространяются внутрь;
- Оценить толщину морского льда для изучения обмена энергией, массой и влагой между льдом, океаном и атмосферой;
- Измерьте высоту растительного покрова как основу для оценки крупномасштабной биомассы и ее изменения. Для этой миссии данные о высоте растительного покрова получаются очень точными благодаря использованию многолучевой системы и технологии микроимпульсного лидара (подсчета фотонов) в усовершенствованной топографической лазерной системе высотомера (ATLAS). [27]
Кроме того, ICESat-2 будет измерять облака и аэрозоли, высоту океанов, внутренние водоемы, такие как водохранилища и озера, города и движения земли после таких событий, как землетрясения или оползни. [25]
Разработка проекта
[ редактировать ]
ICESat-2 является продолжением первоначальной миссии ICESat, которая была выведена из эксплуатации в 2010 году. Когда проект вступил в свою первую фазу в 2010 году, ожидалось, что он будет готов к запуску уже в 2015 году. В декабре 2012 года НАСА сообщило, что они ожидали, что проект будет запущен в 2016 году. В последующие годы технические проблемы с единственным бортовым прибором миссии, ATLAS, еще больше задержали миссию, отодвинув ожидаемый запуск с конца 2016 года на май 2017 года. [28] В июле 2014 года НАСА представило Конгрессу отчет с подробным описанием причин задержки и прогнозируемого перерасхода бюджета, как того требует закон для проектов НАСА, расходы на которые превышают бюджет как минимум на 15%. Чтобы профинансировать перерасход бюджета, НАСА отвлекло средства от других запланированных спутниковых миссий, таких как спутник «Планктон, аэрозоль, облако, экосистема океана » (PACE). [29]
Запуск ICESat-2 состоялся 15 сентября 2018 года в 15:02 UTC с базы ВВС Ванденберг космодрома 2 на борту самолета Delta II 7420-10C. [4] Чтобы обеспечить определенную непрерывность данных между выводом из эксплуатации ICESat и запуском ICESat-2, в рамках воздушной операции НАСА IceBridge использовались различные самолеты для сбора полярной топографии и измерения толщины льда с использованием комплектов лазерных высотомеров, радаров и других систем. [30] [31]
Приложения
[ редактировать ]Программа приложений ICESat-2 предназначена для привлечения людей и организаций, которые планируют использовать данные, до запуска спутника. Эта группа по определению науки, выбранная из числа претендентов, представляет экспертов в самых разных научных областях, включая гидрологию, науку об атмосфере, океанографию и науку о растительности. [32] Первые участники программы, в том числе ледоведы, экологи и военно-морские силы, работают с командой по приложениям ICESat-2, чтобы предоставить информацию о том, как можно использовать спутниковые наблюдения. [33] Цель этой группы — донести до широкого научного сообщества огромные возможности миссии ICESat-2 с целью диверсификации и внедрения новых методов и технологий на основе собранных данных. Например, ученые в области экологии смогут использовать измерения высоты растительности, биомассы и растительного покрова, полученные с помощью лидара счета фотонов (PCL) ICESat-2. [34]
Весной 2020 года НАСА выбрало научную группу ICESat-2 на конкурсной основе, чтобы заменить группу по определению науки перед запуском. [35] Эта группа действует как консультативный совет миссии после запуска, стремясь обеспечить выполнение научных требований миссии.
См. также
[ редактировать ]- CryoSat - Европейское космическое агентство (ЕКА), эквивалентное операциям IceBridge и ICESat.
- CryoSat-2 – продолжение миссии CryoSat
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б Хилл, Джеффри (2 сентября 2011 г.). «Орбитальные науки получают контракт НАСА ICESat-2 на сумму 135 миллионов долларов» . Через спутник . Проверено 23 сентября 2018 г.
- ^ Перейти обратно: а б «IceSat-2: Измерение высоты земного льда из космоса» (PDF) . НАСА. НП-2018-07-231-GSFC . Проверено 9 сентября 2018 г.
- ^ «Прибор: АТЛАС» . Проверено 25 августа 2020 г.
- ^ Перейти обратно: а б с Кларк, Стивен (15 сентября 2018 г.). «Запуск ранним утром завершает книгу о наследии Дельты-2, охватывающем почти 30 лет» . Космический полет сейчас . Проверено 16 сентября 2018 г.
- ^ «Дельта-2» запустит ICESat-2 . Объединенный стартовый альянс. 2018 . Проверено 9 сентября 2018 г.
- ^ Перейти обратно: а б Грэм, Уильям (14 сентября 2018 г.). «Delta II завершает удивительное наследие запуском ICESat-2» . NASASpaceFlight.com . Проверено 18 сентября 2018 г.
- ^ «ICESat-2 – Орбита» . Небеса-Наверху . 8 марта 2019 года . Проверено 8 марта 2019 г.
- ^ Перейти обратно: а б с «Как это работает» . ICESat-2. НАСА . Проверено 9 марта 2019 г.
- ^ «ИКЕСАТ-2» . НАСА . Проверено 14 октября 2011 г.
- ^ «ICESat-2» (PDF) . Орбитальный АТК. 2014. Архивировано из оригинала (PDF) 25 октября 2016 года.
- ^ «Выпущены первые глобальные данные ICESat-2: лед, леса и многое другое | Icesat-2» . Icesat-2.gsfc.nasa.gov . Проверено 02 марта 2020 г.
- ^ Абдалати, Валид; Звалли, Х. Джей; Биндшадлер, Роберт; Чато, Беа; Фаррелл, Шинейд Луиза; Фрикер, Хелен Аманда; Хардинг, Дэвид; Квок, Рональд; Лефски, Майкл; Маркус, Торстен; Маршак, Александр (май 2010 г.). «Миссия по лазерной альтиметрии ICESat-2». Труды IEEE . 98 (5): 735–751. дои : 10.1109/jproc.2009.2034765 . ISSN 0018-9219 . S2CID 207020682 .
- ^ «Как это работает | Icesat-2» . Icesat-2.gsfc.nasa.gov . Проверено 02 марта 2020 г.
- ^ Рамсайер, Кейт (28 февраля 2018 г.). «Космический лазер НАСА завершил путешествие длиной 2000 миль» . НАСА . Проверено 14 октября 2018 г.
- ^ «НАСА выбирает рабочую лошадку Delta II United Launch Alliance для миссии ICESat-2» . Объединенный стартовый альянс. 22 февраля 2013 года . Проверено 25 октября 2016 г.
- ^ Рамсайер, Кейт (3 июня 2014 г.). «Как НАСА создает космический лазер» . НАСА. Архивировано из оригинала 6 февраля 2023 года . Проверено 14 октября 2018 г.
- ^ Перейти обратно: а б «НАСА запускает лазерный высотомер ICESat-2» . Оптика.org . 17 сентября 2018 года . Проверено 14 октября 2018 г.
- ^ «ICESat-2: Космические лазеры» . НАСА . Проверено 3 ноября 2016 г.
- ^ Палм, Стив; Ян, Юкуй; Херцфельд, Юте (16 июня 2018 г.). «Теоретический базовый документ алгоритма ICESat-2 для атмосферы, часть I: продукты данных уровней 2 и 3» (PDF) . 7.5. НАСА. стр. 8–12.
- ^ Нойеншвандер, Эми (июнь 2018 г.). «Спутник для измерения льда, облаков и высоты суши (ICESat-2): документ теоретической основы алгоритма (ATBD) для продуктов вдоль маршрута наблюдения за сушей и растительностью (ATL08)» (PDF) .
- ^ Рамсайер, Кейт (3 ноября 2014 г.). «НАСА устанавливает телескоп для ловли лазеров ICESat-2» . НАСА. Архивировано из оригинала 27 февраля 2023 года . Проверено 3 ноября 2016 г.
- ^ Гарнер, Роб (10 июля 2015 г.). «О ICESat-2» . НАСА . Архивировано из оригинала 11 февраля 2023 г. Проверено 5 марта 2020 г.
- ^ «Как это работает» . ICESat-2. НАСА/Центр космических полетов Годдарда . Проверено 21 февраля 2019 г.
- ^ «НСИДК: ICESat-2» . Национальный центр данных по снегу и льду . Проверено 3 ноября 2016 г.
- ^ Перейти обратно: а б "Наука" . ICESat-2. НАСА . Проверено 14 октября 2018 г.
- ^ «Миссия ICESat-1: требования уровня 1 и критерии успеха миссии» (PDF) . 4.0. НАСА. 8 июля 2013 года . Проверено 3 ноября 2016 г.
- ^ Херцфельд, Уте Кристина; Макдональд, Брайан В.; Валлин, Брюс Ф.; Нойманн, Томас А.; Маркус, Торстен; Бреннер, Анита; Филд, Кристофер (апрель 2014 г.). «Алгоритм обнаружения наземного и растительного покрова по данным лидарного альтиметра с микроимпульсным счетом фотонов при подготовке к миссии ICESat-2». Транзакции IEEE по геонаукам и дистанционному зондированию . 52 (4): 2109–2125. Бибкод : 2014ITGRS..52.2109H . дои : 10.1109/tgrs.2013.2258350 . hdl : 2060/20150001451 . ISSN 0196-2892 . S2CID 16402723 .
- ^ Леоне, Дэн (16 апреля 2014 г.). «GAO подробно описывает проблемы с датчиком ICESat-2» . Космические новости . Проверено 16 марта 2018 г.
- ^ Леоне, Дэн (1 сентября 2014 г.). «Плата за перерасход средств IceSat-2 задерживает международные запуски наук о Земле» . Космические новости . Проверено 16 марта 2018 г.
- ^ Димер, Кейси (19 мая 2017 г.). «Миссия НАСА IceBridge завершает свой «лучший год за всю историю» » . Space.com . Проверено 5 октября 2018 г.
- ^ «IceBridge — Самолеты, приборы, спутники» . НАСА. 22 июня 2015 г. Архивировано из оригинала 18 октября 2022 г. Проверено 14 октября 2018 г.
- ^ «ICESat-2: Группа научного определения» . НАСА. 12 июля 2017 года . Проверено 19 апреля 2018 г.
- ^ «ICESat-2: Приложения» . НАСА . Проверено 3 ноября 2016 г.
- ^ «Применение лидара для изучения экосистем с помощью лаборатории дистанционного зондирования» . Техасский университет A&M. Архивировано из оригинала 22 марта 2018 года . Проверено 19 апреля 2018 г.
- ^ «Научная группа ICESat-2, 2020» . НАСА . Проверено 6 июня 2020 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]