Миссия по измерению тропических осадков
 Художественная концепция спутника TRMM | |
| Тип миссии | Экологические исследования |
|---|---|
| Оператор | НАСА |
| ИДЕНТИФИКАТОР КОСПЭРЭ | 1997-074А |
| САТКАТ нет. | 25063 |
| Продолжительность миссии | 18 лет |
| Свойства космического корабля | |
| Стартовая масса | 3524 кг |
| Сухая масса | 2634 кг [1] |
| Власть | 1100 Вт |
| Начало миссии | |
| Дата запуска | 27 ноября 1997 г., 21:27 UTC |
| Ракета | H-II |
| Запуск сайта | Танегасима , LA-Y1 |
| Подрядчик | Мицубиси Хэви Индастриз |
| Конец миссии | |
| Утилизация | Спущен с орбиты |
| Деактивирован | 15 апреля 2015 г. |
| Дата распада | 6 июня 2015, 06:54 UTC [2] |
| Орбитальные параметры | |
| Справочная система | Геоцентрическая орбита [2] |
| Режим | Низкая околоземная орбита |
| Высота перигея | 366 км (227 миль) |
| Высота апогея | 381 км (237 миль) |
| Наклон | 35.0° |
| Период | 92,0 минуты |
Программа НАСА «Зонд Земли» | |
Миссия по измерению тропических осадков ( TRMM ) была совместной космической миссией и НАСА предназначенной JAXA, для мониторинга и изучения тропических осадков . Этот термин относится как к самой миссии, так и к спутнику , который миссия использовала для сбора данных. TRMM был частью миссии НАСА на планете Земля , долгосрочной скоординированной исследовательской работы по изучению Земли как глобальной системы. Спутник был запущен 27 ноября 1997 года с космодрома Танегасима в Танегасиме , Япония. TRMM проработал 17 лет, включая несколько продлений миссии, прежде чем был выведен из эксплуатации 15 апреля 2015 года. TRMM снова вошел в атмосферу Земли 16 июня 2015 года.
Фон
[ редактировать ]Тропические осадки являются трудным для измерения параметром из-за больших пространственных и временных изменений. Однако понимание тропических осадков важно для прогнозирования погоды и климата, поскольку эти осадки содержат три четверти энергии, которая приводит в движение атмосферный ветер. [3] До TRMM распределение осадков по всему миру было известно только с 50% достоверности. [4]
Концепция TRMM была впервые предложена в 1984 году. Первоначально предложенные научные цели заключались в следующем: [3]
- Улучшить понимание глобальных энергетических и водных циклов, предоставив информацию о распределении осадков и скрытого нагрева в глобальных тропиках.
- Понять механизмы, посредством которых изменения в тропических дождях влияют на глобальную циркуляцию, и улучшить способность моделировать эти процессы, чтобы прогнозировать глобальную циркуляцию и изменчивость осадков в месячных и более длительных временных масштабах.
- Обеспечить распределение дождя и скрытого тепла для улучшения инициализации моделей, начиная от 24-часовых прогнозов и заканчивая краткосрочными изменениями климата.
- Помочь понять, диагностировать и предсказать возникновение и развитие Эль-Ниньо , Эль-Ниньо – Южного колебания , а также распространение 30-60-дневных колебаний в тропиках .
- Помочь понять влияние осадков на термохалинную циркуляцию океана и структуру верхних слоев океана.
- Обеспечить перекрестную калибровку между TRMM и другими датчиками, срок службы которых превышает срок службы самого TRMM.
- Оценить суточную изменчивость тропических осадков во всем мире.
- Оценить космическую систему измерения количества осадков.
Япония присоединилась к первоначальному исследованию миссии TRMM в 1986 году. [3] Разработка спутника стала совместным проектом космических агентств США и Японии: Япония предоставила радар осадков (PR) и ракету-носитель H-II , а Соединенные Штаты предоставили спутниковую шину и остальные инструменты. [5] Проект получил официальную поддержку Конгресса США в 1991 году, после чего с 1993 по 1997 год продолжалось строительство космического корабля. TRMM был запущен из космического центра Танегасима 27 ноября 1997 года. [3]
Космический корабль
[ редактировать ]Миссия по измерению тропических осадков (TRMM), один из космических аппаратов в серии исследовательских спутников NASA Earth Probe, представляет собой узкоспециализированную программу с ограниченными целями, направленную на измерение ежемесячных и сезонных осадков над глобальными тропиками и субтропиками. TRMM — это совместный проект США и Японии по измерению количества осадков между 35,0° северной широты и 35,0° южной широты на высоте 350 км. [6]
Продление миссии и сход с орбиты
[ редактировать ]Чтобы продлить срок службы TRMM за пределами его основной миссии, НАСА увеличило высоту орбиты космического корабля до 402,5 км в 2001 году. [7]
В 2005 году директор НАСА Майкл Гриффин решил снова продлить миссию, используя топливо, изначально предназначенное для управляемого спуска. Это произошло после того, как в обзоре рисков НАСА в 2002 году вероятность травм или смерти людей, вызванных неконтролируемым возвращением TRMM в атмосферу, составила 1 из 5000, что примерно в два раза превышает риск несчастных случаев, который считается приемлемым для повторного входа в спутники НАСА; и последующая рекомендация комиссии Национального исследовательского совета о продлении миссии, несмотря на риск неконтролируемого проникновения. [8]
Проблемы с аккумуляторами начали ограничивать возможности космического корабля в 2014 году, и команде по эксплуатации миссии пришлось принимать решения о том, как нормировать мощность. В марте 2014 года приборы ВИРС были отключены для продления срока службы батареи. [7]
В июле 2014 года, когда топливо на TRMM закончилось, НАСА решило прекратить маневры по поддержанию станции и позволить орбите космического корабля медленно затухать, продолжая при этом собирать данные. Оставшееся топливо, изначально зарезервированное во избежание столкновений с другими спутниками или космическим мусором, было израсходовано в начале марта 2015 года. [7] Первоначально ожидалось, что возвращение в атмосферу произойдет где-то между маем 2016 года и ноябрем 2017 года, но произошло раньше из-за повышенной солнечной активности. [9] Основной датчик зонда, радар осадков, был в последний раз выключен 1 апреля 2015 года, а последний научный датчик, LIS, был отключен 15 апреля 2015 года. [8] Повторный вход произошел 16 июня 2015 года в 06:54 UTC. [10]
Приборы на борту TRMM
[ редактировать ]Радар осадков
[ редактировать ]Радар осадков (PR) был первым космическим прибором, предназначенным для создания трехмерных карт структуры штормов. Измерения позволили получить информацию об интенсивности и распределении дождя, о типе дождя, о глубине грозы и о высоте, на которой снег тает и превращается в дождь. Оценки количества тепла, выделяющегося в атмосферу на разных высотах, основанные на этих измерениях, могут быть использованы для улучшения моделей глобальной атмосферной циркуляции. PR работал на частоте 13,8 ГГц и измерял трехмерное распределение осадков по поверхности суши и океана. Он определял глубину восприятия слоя и, следовательно, измерял количество осадков, которые фактически достигали скрытого тепла атмосферы. Он имел разрешение 4,3 км на радиусах с полосой обзора 220 км.
Микроволновой имидж-сканер TRMM
[ редактировать ]TRMM Microwave Imager (TMI) представлял собой пассивный микроволновый датчик, предназначенный для предоставления количественной информации об осадках на широкой полосе обзора под спутником TRMM. Тщательно измеряя мельчайшие количества микроволновой энергии, излучаемой Землей и ее атмосферой , TMI смогла количественно оценить водяной пар , воду в облаках и интенсивность осадков в атмосфере . Это был относительно небольшой инструмент, потреблявший мало энергии. Это, в сочетании с широким охватом и количественной информацией об осадках, сделало TMI «рабочей лошадкой» пакета измерения дождя в миссии по измерению тропических осадков. TMI не является новым инструментом. Он основан на конструкции очень успешного специального сенсорного микроволнового устройства/изображения (SSM/I), которое непрерывно летает на оборонных метеорологических спутниках с 1987 года. TMI измеряет интенсивность излучения на пяти отдельных частотах: 10,7, 19,4, 21,3, 37,0, 85,5 ГГц. Эти частоты аналогичны частотам SSM/I, за исключением того, что TMI имеет дополнительный канал 10,7 ГГц, предназначенный для обеспечения более линейной реакции на высокую интенсивность осадков, характерную для тропических дождей. Другое важное улучшение, которое ожидается от TMI, связано с улучшением разрешения местности. Однако это улучшение не является результатом каких-либо усовершенствований приборов, а скорее является результатом меньшей высоты TRMM (402 км по сравнению с 860 км у SSM/I). TMI имеет полосу шириной 878 километров на поверхности. Более высокое разрешение TMI на TRMM, а также дополнительная частота 10,7 ГГц делают TMI лучшим инструментом, чем его предшественники. Дополнительная информация, предоставляемая радаром осадков, помогает улучшить алгоритмы. Улучшенные данные об осадках в широкой полосе обзора будут использоваться как для TRMM, так и для непрерывных измерений, проводимых SSM/I и радиометрами, летающими на EOS-PM НАСА ( Aqua (спутник) ) и японские спутники ADEOS II .
Видимый и инфракрасный сканер
[ редактировать ]Сканер видимого и инфракрасного диапазона (VIRS) был одним из трех инструментов в пакете измерения дождя и служил очень косвенным индикатором количества осадков. VIRS, как следует из названия, улавливал излучение, исходящее от Земли, в пяти спектральных диапазонах, от видимого до инфракрасного , или от 0,63 до 12 мм . VIRS был включен в основной пакет инструментов по двум причинам. Во-первых, это была его способность определять количество осадков. Вторая, и еще более важная причина, заключалась в том, чтобы служить стандартом для передачи других измерений, которые регулярно проводятся с использованием спутников полярного оперативного наблюдения за окружающей средой (POES) и геостационарного спутника оперативного наблюдения за окружающей средой (GOES). Интенсивность излучения в различных спектральных областях (или диапазонах) можно использовать для определения яркости (видимого и ближнего инфракрасного) или температуры (инфракрасного) источника.
Облака и датчик лучистой энергии Земли
[ редактировать ]Облака и система лучистой энергии Земли (CERES) измеряли энергию в верхних слоях атмосферы , а также оценивали уровни энергии в атмосфере и на поверхности Земли. Инструмент CERES был основан на успешном эксперименте по балансу радиации Земли (ERBS), в котором с 1984 по 1993 год использовались три спутника для измерения глобального энергетического баланса. [11] Используя информацию, полученную от приборов для получения изображений облаков с очень высоким разрешением на том же космическом корабле, CERES определяет свойства облаков, включая количество облаков, высоту , толщину и размер частиц облаков. Эти измерения важны для понимания всей климатической системы Земли и улучшения моделей прогнозирования климата.
Он работал только в январе-августе 1998 г. и в марте 2000 г., поэтому имеющиеся данные довольно кратки (хотя позже инструменты CERES использовались в других миссиях, таких как Система наблюдения Земли (EOS) AM (Terra) и PM (Aqua). спутники.)
Датчик изображения молнии
[ редактировать ]Датчик изображения молний (LIS) представлял собой небольшой, но очень сложный инструмент, который обнаруживал и определял местонахождение молний в тропическом регионе земного шара. Детектор молний представлял собой компактную комбинацию оптических и электронных элементов, включая формирователь изображения, способный обнаруживать и обнаруживать молнии внутри отдельных гроз. Поле зрения тепловизора позволяло датчику наблюдать за точкой на Земле или за облаком в течение 80 секунд — достаточного времени, чтобы оценить частоту мигания, которая сообщала исследователям, усиливается ли шторм или затухает.
См. также
[ редактировать ]
- Global Precipitation Measurement (GPM), космический корабль-преемник, запущенный в феврале 2014 года.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ "Обзор спутника" JAXA , получено 5 июля 2015 г.
- ^ Jump up to: а б «Траектория: ТРММ 1997-074А» . НАСА. 14 мая 2020 г. Проверено 4 ноября 2020 г. .
В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе . - ^ Jump up to: а б с д Куммероу, К.; Дж. Симпсон; О. Тиле; В. Барнс; УВД Чанг; Э. Стокер; РФ Адлер; А. Хоу; Р. Какар; Ф. Венц; и др. (декабрь 2000 г.). «Состояние миссии по измерению тропических осадков (TRMM) после двух лет на орбите». Журнал прикладной метеорологии . 39 (12): 1965–1982. Бибкод : 2000JApMe..39.1965K . CiteSeerX 10.1.1.332.5342 . doi : 10.1175/1520-0450(2001)040<1965:TSOTTR>2.0.CO;2 .
- ^ «Университет миссии по измерению тропических осадков» . НАСА . Проверено 5 июля 2015 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ "История TRMM" JAXA Проверено 5 июля 2015 г.
- ^ «Дисплей: ТРММ 1997-097А» . НАСА. 14 мая 2020 г. Проверено 5 ноября 2020 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ Jump up to: а б с «Миссия TRMM по борьбе с дождями завершается спустя 17 лет» . НАСА. 9 апреля 2015 года . Проверено 21 декабря 2017 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ Jump up to: а б Кларк, Стивен (9 апреля 2015 г.). «Спутник для исследования дождя завершает научную миссию и направляется в атмосферу» . Проверено 21 декабря 2017 г.
- ^ «Спутник для исследования осадков начинает спуск с орбиты». Космический полет, полученный 17 сентября 2014 г.
- ^ «Космический корабль «Дождь» снова входит в тропики» . 4 июня 2015 г.
- ^ «Облака и лучистая энергетическая система Земли (CERES)» . НАСА . Проверено 9 сентября 2014 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Домашняя страница ТРММ
- Твиттер и Фейсбук
- Профиль миссии по измерению тропических осадков , проведенной НАСА по исследованию солнечной системы
- Альтернативы сходу с орбиты TRMM (PDF) (Отчет). Архивировано из оригинала (PDF) 5 декабря 2018 года.
