МетОп
Metop ( Метеорологический разработанных оперативный спутник) — серия из трех на полярной орбите, метеорологических спутников Европейским космическим агентством (ЕКА) и эксплуатируемых Европейской организацией по эксплуатации метеорологических спутников (ЕВМЕТСАТ). Спутники образуют компонент космического сегмента общей полярной системы ЕВМЕТСАТ (EPS), которая, в свою очередь, является европейской половиной Начальной совместной полярной системы ЕВМЕТСАТ / НОАА (IJPS). Спутники несут полезную нагрузку, состоящую из 11 научных приборов и двух, поддерживающих Коспас-Сарсат поисково-спасательные службы . Чтобы обеспечить непрерывность передачи данных между Metop и полярными оперативными спутниками окружающей среды NOAA (POES), на обоих парках спутников имеется несколько приборов.
«Метоп-А», запущенный 19 октября 2006 года, стал первым в Европе спутником на полярной орбите, используемым для оперативной метеорологии. Что касается его основной задачи по предоставлению данных для численного прогнозирования погоды , исследования показали, что данные Metop-A оказали наибольшее влияние среди любой отдельной спутниковой платформы на сокращение ошибок 24-часового прогнозирования и составили около 25% всех ошибок 24-часового прогнозирования. общее влияние на глобальное сокращение ошибок прогнозов по всем источникам данных. [ 1 ]
Первоначально предполагалось, что каждый из трех спутников будет работать последовательно, однако хорошие характеристики спутников «Метоп-А» и «Метоп-Б» означают, что был период работы всех трех спутников. ЕВМЕТСАТ спустил орбиту «Метоп-А» и вывел космический корабль из эксплуатации в ноябре 2021 года. [ 2 ]
Преемником спутников Metop станет MetOp-SG , а запуск первого спутника MetOp SG-A ожидается в 2025 году. [ 3 ]
Организация: | ЕВМЕТСАТ |
Тип миссии: | Метеорология / климатология |
Спутник: | Земля |
Запуск Метоп-А: | 19 октября 2006 г. в 16:28:00 UTC |
Soyuz ST Fregat | |
Космодром Байконур | |
Запуск «Метоп-Б»: | 17 сентября 2012 г. в 16:28:00 UTC |
Soyuz ST Fregat | |
Космодром Байконур | |
Запуск Метоп-С: | 7 ноября 2018 г. в 00:47:27 UTC |
Soyuz ST Fregat | |
Гвианский космический центр | |
Размеры : | 6,2 х 3,4 х 3,4 метра (под обтекателем пусковой установки) 17,6 х 6,5 х 5,2 метра (развернут на орбите) |
Масса : | 4093 кг |
Масса полезной нагрузки: | 812 кг |
Веб-страница: | [1] |
Орбитальные элементы | |
---|---|
Орбита : | Солнечно-синхронная орбита |
Наклон : | 98,7° к экватору |
Орбитальный период : | 101,0 минут |
Цикл повторения наземного пути: | 29 дней / 412 витков |
Средняя высота: | 817 км |
Местное время восходящего узла: | 21:30 |
Международное обозначение Метоп-А: | 2006-044А |
Международное обозначение Метоп-Б: | 2012-049А |
Международное обозначение Метоп-С: | 2018-087А |
Инструменты
[ редактировать ]Следующие инструменты [ 4 ] на борту спутников Metop летают:
Общие инструменты
[ редактировать ]Следующие инструменты используются на спутниках NPOES, которые составляют вклад США в IJPS:
- AMSU-A1/AMSU-A2 – Усовершенствованные микроволновые зондирующие устройства
- HIRS/4 — эхолот инфракрасного излучения высокого разрешения (примечание: не входит в комплект поставки Metop-C)
- AVHRR/3 – Усовершенствованный радиометр очень высокого разрешения
- Argos A-DCS – усовершенствованная система сбора данных
- СЭМ-2 - Монитор космической среды
- SARP-3 — Процессор поиска и спасения (примечание: не входит в состав Metop-C)
- SARR — поисково-спасательный ретранслятор (примечание: не входит в комплект Metop-C)
- MHS – Микроволновой оповещатель влажности
Специальные инструменты Metop
[ редактировать ]Следующие инструменты используются исключительно на спутниках Metop:
- IASI – Инфракрасный интерферометр зондирования атмосферы
- GRAS - Приемник глобальной навигационной спутниковой системы для зондирования атмосферы
- ASCAT – усовершенствованный SCATтерометр
- GOME-2 – Эксперимент по глобальному мониторингу озона-2
Фон
[ редактировать ]Metop был разработан совместно Европейским космическим агентством (ЕКА) и Европейской организацией по эксплуатации метеорологических спутников (ЕВМЕТСАТ). Признавая растущую важность численного прогноза погоды (ЧПП) в прогнозировании погоды, в Metop был разработан набор инструментов, обеспечивающих модели ЧПП с высоким разрешением глобальной структуры атмосферной температуры и влажности. Данные Metop дополнительно используются для анализа химии атмосферы и предоставления наборов долгосрочных данных для климатических записей.
Наследие Метопа
[ редактировать ]Спутники «Метоп» имеют модульную конструкцию, состоящую из служебного модуля, модуля полезной нагрузки и набора приборов.
SPOT Heritage Сервисный модуль обеспечивает питание (через солнечную батарею и пять батарей для затмения), управление ориентацией и орбитой , терморегулирование, а также отслеживание, телеметрию и управление (TT&C). Модуль полезной нагрузки наследия Envisat обеспечивает общие шины управления и питания для приборов, а также сбор и передачу научных данных.
Набор инструментов в значительной степени заимствован из предшественников, запущенных на спутниках Европейского космического агентства дистанционного зондирования ERS / Envisat, или представляет собой полностью повторяющиеся устройства, первоначально разработанные для NOAA телевизионного спутника инфракрасного наблюдения серии спутников полярно-орбитального (TIROS) .
Сбор данных
[ редактировать ]За исключением миссии поиска и спасения ( SARSAT ), которая является чисто местной миссией со своим собственным выделенным передатчиком, все данные от MetOp Instruments форматируются и мультиплексируются модулем полезной нагрузки и либо сохраняются на твердотельном записывающем устройстве для последующей передачи через антенну X-диапазона высокоскоростной передачи изображения (HRPT) или напрямую передаваться местным пользователям через антенну L-диапазона .
Главный руководитель управления и сбора данных (CDA) расположен на спутниковой станции Шпицберген в Норвегии. Высокая широта этой станции позволяет сбрасывать глобальные данные, хранящиеся в твердотельном самописце каждого спутника, через X-диапазон один раз за виток. Каждый спутник Metop производит около 2 ГБ необработанных данных на орбиту. Дополнительно, чтобы повысить своевременность продукции, один из действующих спутников сбрасывает данные со нисходящей части орбиты над станцией Мак-Мердо в Антарктиде . Затем данные передаются с наземных станций в штаб-квартиру ЕВМЕТСАТ в Дармштадте , Германия, где они обрабатываются, сохраняются и распространяются среди различных агентств и организаций с задержкой примерно 2 часа без наземной станции Мак-Мердо и 1 час со Шпицбергеном.
HRPT используется для обеспечения прямого считывания данных в режиме реального времени через сеть наземных приемников, предоставляемых сотрудничающими организациями. Данные с этих станций также передаются в ЕВМЕТСАТ и перераспределяются для предоставления региональных услуг с задержкой примерно 30 минут. Из-за радиационной чувствительности оборудования HRPT Metop-A HRPT не работает над полярными регионами или южноатлантической аномалией .
Командование и контроль
[ редактировать ]Управление и управление Metop осуществляется из диспетчерской EPS в штаб-квартире ЕВМЕТСАТ в Дармштадте, Германия. Центр управления подключен к CDA на Шпицбергене, который используется для измерения дальности S-диапазона и доплеровских измерений (для определения орбиты), получения телеметрических данных домашнего хозяйства в реальном времени и передачи телекоманд по восходящей линии связи. CDA на Шпицбергене, расположенный примерно на 78° северной широты, обеспечивает покрытие TT&C на каждой орбите. Команды для рутинных операций обычно передаются по восходящей линии связи при каждом контакте CDA примерно за 36 часов до выполнения на борту. Определение орбиты также может быть выполнено с использованием данных прибора GNSS Приемник для зондирования атмосферы (GRAS). Независимый резервный центр управления также расположен в Национальном институте аэрокосмической техники , недалеко от Мадрида , Испания.
Профиль миссии
[ редактировать ]Спутники Metop и NOAA несут общий набор основных инструментов. Кроме того, у Metop есть набор новых европейских приборов, которые с беспрецедентной точностью измеряют температуру и влажность воздуха , а также профили атмосферного озона и других газовых примесей . ветра Также будут измерены скорость и направление над океанами. Ожидается, что эти новые инструменты внесут значительный вклад в постоянно растущую потребность в быстрых и точных глобальных данных для улучшения численного прогнозирования погоды. Это, в свою очередь, приведет к более надежным прогнозам погоды и, в долгосрочной перспективе, поможет более точно отслеживать изменение климата.
Помимо метеорологических целей, он будет предоставлять изображения поверхности суши и океана, а также использовать поисково-спасательное оборудование для оказания помощи терпящим бедствие судам и самолетам. На борту также имеется система ретрансляции данных, подключающаяся к буям и другим устройствам сбора данных.
Запуск и развертывание
[ редактировать ]«Метоп-А», первый действующий европейский полярно-орбитальный метеорологический спутник, был успешно запущен 19 октября 2006 года с космодрома Байконур ( Казахстан) с помощью ракеты-носителя «Союз-СТ Фрегат» после шести попыток. При весе чуть более 4000 кг и размерах 17,6 × 6,5 × 5,2 метра на орбите Метоп является вторым по величине спутником наблюдения Земли в Европе после Envisat , запущенного в 2002 году. [ 5 ]
Первый сигнал со спутника был получен в 18:35 по британскому стандартному времени 20 октября 2006 года, и было подтверждено, что спутник находился на номинально правильной орбите с развернутой солнечной панелью. Управление спутником осуществлялось Европейским центром космических операций (ESOC — частью ЕКА), который отвечал за окончательное позиционирование спутника, развертывание всех антенн и окончательную реконфигурацию спутника после необходимых маневров по управлению орбитой. Спутник был передан в эксплуатацию ЕВМЕТСАТ 22 октября 2006 г. Первое изображение было получено в 08:00 UTC 25 октября 2006 г. [ 6 ] — изображение Скандинавии и Восточной Европы в видимом свете — но до того, как он был объявлен работоспособным, прошел шестимесячный период проверки и калибровки спутника и его полезной нагрузки. До этого Метеорологическое бюро получило данные и начало их тестировать, а затем использовать в качестве входных данных для оперативных численных прогнозов погоды .
Метоп-А был объявлен полностью работоспособным в середине мая 2007 года, и полные данные его 11 научных инструментов доступны его пользователям на оперативной основе. [ 7 ]
В апреле 2013 года Metop-B был объявлен полностью работоспособным и заменил Metop-A в качестве «основного оперативного метеорологического спутника SSO ЕВМЕТСАТ». [ 8 ]
Метоп-С планировалось запустить ближе к концу 2016 года. [ 9 ] который был отложен до 2017 года [ 10 ] и был успешно запущен 7 ноября 2018 года.
Из-за более длительного, чем ожидалось, пребывания Метоп-А и Метоп-Б на орбите, все три космических корабля Метоп эксплуатировались одновременно до вывода из эксплуатации Метоп-А, Метоп-Б и, в конечном итоге, Метоп-С. На смену космическим кораблям Metop в их оперативной роли придут спутники MetOp второго поколения . ЕВМЕТСАТ начал вывод Метопа-А с орбиты в ноябре 2021 года. [ 11 ]
ГОМЕ-2
[ редактировать ]Первые исследования атмосферы с помощью Метоп-А были сделаны с помощью Глобального эксперимента по мониторингу озона-2 (GOME-2), сканирующего спектрометра на борту спутника. GOME-2, разработанный DLR (Немецким аэрокосмическим центром) и разработанный SELEX Galileo в качестве преемника GOME ERS-2 (1995 г.), обеспечивал покрытие большинства территорий планеты Земля , измеряя атмосферный озон , распределение приземного ультрафиолета. радиация и количество диоксида азота (NO 2 ). [ 12 ] вызванную солнцем флуоресценцию хлорофилла, которая является показателем валовой первичной продукции . Кроме того, с помощью прибора GOME-2 можно наблюдать [ 13 ] [ 14 ] Прибор GOME-2 представляет собой второй источник наблюдений за озоном, дополняющий данные озоновых приборов SBUV/2 на спутниках NOAA-18 и NOAA-19 , входящих в состав IJPS. [ 15 ]
Инфракрасный интерферометр зондирования атмосферы (IASI)
[ редактировать ]Одним из наиболее важных приборов, находящихся на борту «Метопа», является инфракрасный интерферометр для зондирования атмосферы (IASI), самый точный интерферометр для инфракрасного зондирования, который в настоящее время находится на орбите. IASI наблюдает за атмосферой в инфракрасном диапазоне (3,7 – 15,5 мкм) по 8461 каналу, позволяя измерять температуру атмосферы с точностью до 1 °С и относительную влажность с точностью до 10% для каждого среза высотой 1 км. Поверхность Земли посещается дважды в день. IASI сам по себе производит половину всех данных Metop.
Созвездие Метоп
[ редактировать ]Метоп-А и Метоп-Б были запущены соответственно 19 октября 2006 г. и 17 сентября 2012 г. [ 16 ] с космодрома Байконур , при этом запуск «Метоп-С» состоится 7 ноября 2018 года из Центра «Пространственные Гайаны» , на космодроме Куру , Гвианский космический центр . [ 17 ]
Первоначально планировалось, что последующие спутники Metop будут запускаться примерно с пятилетним интервалом, каждый из которых будет иметь запланированный срок эксплуатации 5 лет - поэтому одновременно будет работать только один спутник. Однако, учитывая хорошие характеристики спутников Metop-A и Metop-B, совет ЕВМЕТСАТ согласился продлить программу EPS как минимум до 2027 года. [ 18 ] Метоп-А эксплуатировался до 30 ноября 2021 года, аналогичные расширения запланированы для Метоп-Б и Метоп-С.
Последний маневр выхода Метоп-А из самолета был выполнен в августе 2016 года, почти все оставшееся топливо на борту Метоп-А было заложено в бюджет для операций по утилизации по окончании срока службы, необходимых для вывода Метоп-А на орбиту, которая будет распадаться и вызывать повторный ремонт. въезд в течение 25 лет в соответствии с Руководством по предотвращению образования космического мусора ISO 24113. [ 19 ] В конце 2022 года такой же процесс резервирования топлива был введен в действие на «Метоп-Б». Подавляющая часть расхода топлива на этапе эксплуатации необходима для компенсации дрейфа наклонения и поддержания солнечно-синхронной орбиты (SSO) со средним местным временем восходящего узла (LTAN) 21:30, и, по оценкам, платформа может прожить не менее 5 лет с дрейфующим ЛТАН. [ 20 ] Эти операции по утилизации по окончании срока службы изначально были незапланированными, но были сочтены необходимыми после того, как столкновение «Иридиум» с «Космосом» и «Фэнъюнь-1С» противоспутниковые испытания значительно ухудшили ситуацию с космическим мусором на низкой околоземной орбите (НОО).
До запуска «Метоп-С» «Метоп-А» и «Метоп-Б» работали на копланарной орбите, находящейся примерно на половине орбиты друг от друга. После запуска Metop-C три спутника Metop первоначально находились на одной и той же орбите, разделенной примерно третью орбиты, хотя Metop-A дрейфовал в LTAN. Однако после лета 2020 года Метоп-С был перемещен примерно на половину орбиты от Метоп-Б, а Метоп-А находился между другими Метопами в рамках подготовки к его утилизации. Высокоскоростная передача изображения Metop-B и Metop-C (HRPT) непрерывно передает данные в реальном времени.
Орбиту Метоп-А понизили, выполнив 23 апогейных маневра, чтобы почти опустошить топливные баки, и ожидается, что он снова войдет в атмосферу Земли в течение 25 лет. «Метоп-А» был выведен из эксплуатации 30 ноября 2021 года, после чего только «Метоп-Б» и «С» остаются сдвинутыми по фазе примерно на 180 градусов друг от друга. Последний маневр выхода из плоскости был выполнен на Metop-B в сентябре 2022 года. Это означает, что Metop-B следует той же стратегии дрейфа LTAN, что и Metop-A, но 6 лет спустя. Из-за дрейфа LTAN Metop-B покинул наземную траекторию опорной орбиты в октябре 2023 года, чтобы обеспечить разделение фаз с Metop-C. После запуска первого Metop-SG будет обновлена фаза работы Metops, так что можно будет выполнить тандемную миссию для перекрестной калибровки старых и новых инструментов. После тандемной миссии все Метопы будут поэтапно распределены так, чтобы они находились на расстоянии половины или четверти орбиты друг от друга.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Джу, Санвон; Эйр, Джон; Марриотт, Ричард (октябрь 2013 г.). «Влияние данных Metop и других спутниковых данных на глобальную систему ЧПП Метеорологического бюро с использованием метода сопряженной чувствительности» . Ежемесячный обзор погоды . 141 (10): 3331–3342. Бибкод : 2013MWRv..141.3331J . дои : 10.1175/mwr-d-12-00232.1 . ISSN 0027-0644 .
- ^ «Планы прекращения эксплуатации Metop-A | ЕВМЕТСАТ» . 13 декабря 2018 г.
- ^ «Полярная система ЕВМЕТСАТ – второе поколение» . ЕВМЕТСАТ. Архивировано из оригинала 15 октября 2017 года . Проверено 11 января 2020 г.
- ^ «РУКОВОДСТВО CEOS EO – ИНДЕКС ИНСТРУМЕНТОВ» . CEOS, Комитет по спутникам наблюдения Земли.
- ^ Страница фактов ЕКА
- ^ «Первое спутниковое изображение, полученное спутниковой приемной станцией Университета Данди» . Архивировано из оригинала 19 марта 2007 года . Проверено 26 октября 2006 г.
- ^ Spaceflight , публикация Британского межпланетного общества , том 49, номер 7, июль 2007 г., стр. 245, ISSN 0038-6340.
- ↑ Пресс-релиз ЕВМЕТСАТ от 24 апреля 2013 г.
- ^ «Eumetsat наградил запуск Metop-C для Arianespace – через спутник –» . 13 сентября 2010 г.
- ^ «Новости ЕВМЕТСАТ, 24 апреля 2013 г.» . Архивировано из оригинала 22 декабря 2017 года . Проверено 2 октября 2013 г.
- ^ «Планы прекращения эксплуатации Metop-A | ЕВМЕТСАТ» . 13 декабря 2018 г.
- ↑ Spaceflight , публикация Британского межпланетного общества , том 49, номер 5, май 2007 г., стр. 166.
- ^ Джойнер, Дж.; Гуантер, Л.; Линдстрот, Р.; Фойгт, М.; Васильков А.П.; Миддлтон, EM; Хюммрих, К.Ф.; Ёсида, Ю.; Франкенберг, К. (25 октября 2013 г.). «Глобальный мониторинг флуоресценции земного хлорофилла на основе спутниковых измерений в ближнем инфракрасном диапазоне среднего спектрального разрешения: методология, моделирование и применение к GOME-2» . Методы измерения атмосферы . 6 (10): 2803–2823. Бибкод : 2013AMT.....6.2803J . дои : 10.5194/amt-6-2803-2013 . hdl : 2060/20140010879 .
- ^ Корен, Гербранд; ван Шайк, Эрик; Араужо, Алессандро К.; Боерсма, К. Фолкерт; Гертнер, Антье; Киллаарс, Ларс; Куреман, Мауриц Л.; Круйт, Барт; ван дер Лаан-Луйккс, Ингрид Т.; фон Рандов, Селсо; Смит, Наоми Э.; Петерс, Воутер (19 ноября 2018 г.). «Широкомасштабное снижение вызванной солнцем флуоресценции Амазонки во время Эль-Ниньо 2015/2016 гг.» . Философские труды Королевского общества B: Биологические науки . 373 : 20170408.doi : (1760 ) 10.1098/rstb.2017.0408 . ПМК 6178432 . ПМИД 30297473 .
- ^ «НОАА-Н Прайм» (PDF) . НП-2008-10-056-GSFC . Центр космических полетов имени Годдарда НАСА. 16 декабря 2008 г. Архивировано из оригинала (PDF) 16 февраля 2013 г. . Проверено 8 октября 2010 г.
- ^ Мероприятие по запуску EUMETSAT MetOp-B
- ^ «Запуск корабля «Союз-СТ» с европейским спутником с космодрома Куру отложен до 6 ноября» . Интерфакс. 2 июля 2018 г. Архивировано из оригинала 4 июля 2018 г. Проверено 4 июля 2018 г.
- ^ «Годовой отчет ЕВМЕТСАТ за 2017 год» . Архивировано из оригинала 8 ноября 2018 года . Проверено 7 ноября 2018 г.
- ^ «ИСО 24113:2011» . ИСО . 9 октября 2013 года . Проверено 7 ноября 2018 г.
- ^ Дайер, Ричард; Ригетти, Пьер Луиджи; Вера, Карлос; Вей, Сильвен (25 мая 2018 г.). Расширение миссии Metop-A: выживание на дрейфующем LTAN . 15-я Международная конференция по космическим операциям. Рестон, Вирджиния: Американский институт аэронавтики и астронавтики . дои : 10.2514/6.2018-2439 . ISBN 9781624105623 . АИАА 2018-2439.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- ЕВМЕТСАТ. Архивировано 18 июля 2016 г. на Wayback Machine.
- Европейское космическое агентство
- ЕВМЕТСАТ
- Пресс-релиз Метеорологического бюро (архив)
- Космический корабль выведен из эксплуатации в 2022 году.
- Спутники наблюдения Земли Европейского космического агентства
- Европейская организация по эксплуатации метеорологических спутников
- Погодные спутники
- Космический корабль, запущенный ракетой «Союз-2».
- Космический корабль запущен в 2006 году.
- Космический корабль запущен в 2012 году.
- Космический корабль запущен в 2018 году.
- Спутниковая серия
- Аргос (спутниковая система)