Влажность почвы Активный Пассивный
Тип миссии | Наблюдение Земли |
---|---|
Оператор | НАСА |
ИДЕНТИФИКАТОР КОСПЭРЭ | 2015-003А |
САТКАТ нет. | 40376 |
Веб-сайт | шлепать |
Продолжительность миссии | 3 года (номинально) [1] Прошло: 9 лет, 6 месяцев, 2 дня |
Свойства космического корабля | |
Производитель | Лаборатория реактивного движения |
Стартовая масса | 944 кг |
Масса полезной нагрузки | 79 кг |
Размеры | 1,5 х 0,9 х 0,9 м |
Власть | 1450 Вт |
Начало миссии | |
Дата запуска | 31 января 2015, 14:22 [2] | UTC
Ракета | Дельта II 7320-10C [3] |
Запуск сайта | Ванденберг , SLC-2W |
Подрядчик | Объединенный стартовый альянс |
Вступил в сервис | август 2015 г. |
Орбитальные параметры | |
Справочная система | Геоцентрический |
Режим | Солнечно-синхронный |
Высота перигея | 680,9 км |
Высота апогея | 683,5 км |
Наклон | 98.12° |
Период | 98,5 минут |
Эпоха | 15 октября 2019, 23:39:39 UTC [4] |
Soil Moisture Active Passive ( SMAP ) — это спутник НАСА для мониторинга окружающей среды , который измеряет влажность почвы по всей планете. Он предназначен для сбора глобального «снимка» влажности почвы каждые 2–3 дня. Благодаря такой частоте можно измерить изменения от конкретных штормов, а также оценить воздействие в разные сезоны года. [5] SMAP был запущен 31 января 2015 года. [2] Это был один из первых спутников наблюдения Земли , разработанных НАСА в ответ на Национального исследовательского совета . десятилетнее исследование [6] [7]
НАСА инвестировало 916 миллионов долларов США в проектирование, разработку, запуск и эксплуатацию программы. [8]
Ранняя неисправность в источнике питания радара ограничила разрешение радарных данных, собираемых с 2015 года.
Обзор миссии
[ редактировать ]SMAP обеспечивает измерения влажности почвы на поверхности земли и состояния замерзания-оттаивания с практически глобальным повторным охватом через 2–3 дня. Измерения поверхности SMAP сочетаются с гидрологическими моделями для определения условий влажности почвы в корневой зоне. Эти измерения позволяют пользователям научных приложений:
- Понимать процессы, которые связывают земные водные, энергетические и углеродные циклы .
- Оцените глобальные потоки воды и энергии на поверхности суши.
- Количественная оценка чистого потока углерода в бореальных ландшафтах.
- Совершенствовать навыки прогнозирования погоды и климата.
- Разработать улучшенные возможности прогнозирования наводнений и мониторинга засух.
Наблюдения SMAP проводятся в течение как минимум трех лет после запуска, а 81 кг топлива, которое он несет, должны позволить миссии работать намного дольше расчетного срока службы. Проведены комплексная проверка, научные исследования и прикладная программа, и все данные общедоступны через архивные центры НАСА.
Статус
[ редактировать ]В августе 2015 года ученые завершили первоначальную калибровку двух приборов на борту, однако 7 июля радар SMAP перестал передавать сигналы из-за аномалии, которую исследовала группа Лаборатории реактивного движения. [9] Команда выявила аномалию в источнике питания мощного усилителя радара. [10] [11] 2 сентября 2015 года НАСА объявило, что из-за отказа усилителя радар больше не может возвращать данные. Научная миссия продолжается, данные возвращаются только радиометром. [12] Основная миссия SMAP завершилась в июне 2018 года. Старший обзор науки о Земле 2017 года одобрил продолжение работы миссии SMAP до 2020 года и предварительно до 2023 года. [13]
Концепция измерения
[ редактировать ]Обсерватория SMAP включает в себя специальный космический корабль и комплекс приборов на околополярной солнечно-синхронной орбите. Измерительная система СМАП состоит из радиометра (пассивного) и радиолокационного прибора с синтезированной апертурой (активного), работающего с несколькими поляризациями в L- диапазоне. Комбинированный метод активных и пассивных измерений использует преимущества пространственного разрешения радара и точности измерения радиометра. [14]
Активные и пассивные датчики обеспечивают совпадающие измерения поверхностного излучения и обратного рассеяния. Приборы определяют условия в верхних 5 см почвы через умеренный растительный покров, чтобы получить глобальные картографированные оценки влажности почвы и ее состояния замерзания-оттаивания.
Космический корабль совершает оборот вокруг Земли каждые 98,5 минут и повторяет один и тот же маршрут каждые восемь дней. [8]
Научная полезная нагрузка
[ редактировать ]Спутник оснащен двумя научными приборами: радаром и радиометром, которые имеют один канал и развертываемую 6-метровую отражательную антенную систему, построенную Northrop Grumman. [1] который вращается вокруг оси надира , совершая коническое сканирование поверхности. Широкий охват обеспечивает почти глобальный пересмотр каждые 2–3 дня.
Характеристики системы СМАП
[ редактировать ]Характеристика | Радар | Радиометр |
---|---|---|
Частота | 1,2 ГГц | 1,41 ГГц |
Поляризации | ВВ , ХХ , ХВ | V , H , U |
Разрешение | 1–3 км [а] | 40 км |
Диаметр антенны | 6 м | |
Скорость вращения | 14,6 об/мин | |
Угол падения | 40° | |
Ширина полосы | 1000 км | |
Орбита | Околополярный, солнечно-синхронный | |
Местное время дес. узел | 06:00 | |
Местное время по возрастанию. узел | 06:00 | |
Высота | 685 км |
Вспомогательная полезная нагрузка
[ редактировать ]Образовательный запуск наноспутника X (ELaNa X), состоящего из трех полипикоспутниковых орбитальных развертывателей, содержащих четыре спутника CubeSat (три миссии CubeSat), установленных на второй ступени запуска Delta II.транспортное средство: [8]
- ExoCube — спутник космической погоды, разработанный Калифорнийским политехническим государственным университетом и спонсируемый Национальным научным фондом. Калифорнийский политехнический университет спроектировал автобус между ядром и спутником, а научную полезную нагрузку предоставил Центр космических полетов имени Годдарда НАСА. Университет Висконсина в Мэдисоне и компания Scientific Solutions, Inc. (SSI) разрабатывают научные цели и предоставляют рекомендации по разработке приборов. ExoCube измеряет плотность водорода, кислорода, гелия и азота в верхних слоях атмосферы Земли (экзосфере и термосфере) с помощью прямых масс-спектроскопических измерений. Размер ExoCube — три блока CubeSat или 30 х 10 х 10 см. [8]
- GRIFEX , эксперимент по летным характеристикам Geo-cape Roic, разработанный Мичиганской исследовательской лабораторией Мичиганского университета в сотрудничестве с Управлением технологий наук о Земле НАСА и Лабораторией реактивного движения НАСА. Это миссия по проверке технологии, которая выполняет инженерную оценку полностью цифровой высокопроизводительной матрицы в фокальной плоскости, разработанной Лабораторией реактивного движения и состоящей из инновационной интегральной схемы аналого-цифрового считывания в пикселях. Его высокая пропускная способность позволяет предлагаемой концепции спутниковой миссии по геостационарным прибрежным явлениям и явлениям загрязнения воздуха (GEO-CAPE) проводить ежечасные измерения с высоким пространственным и спектральным разрешением быстро меняющегося химического состава атмосферы и загрязнения с помощью прибора с панхроматическим преобразованием Фурье (PanFTS), находящегося в разработке. GRIFEX развивает технологии, необходимые для будущих космических измерений состава атмосферы с геостационарной орбиты, которые имеют отношение к изменению климата, а также для будущих миссий, которые потребуют современных детекторов для поддержки Десятилетний обзор наук о Земле . Размер GRIFEX — три блока CubeSat или 30 х 10 х 10 см. [8]
- FIREBIRD-II (A и B) , разработанный Университетом Нью-Гэмпшира, Государственным университетом Монтаны, Национальной лабораторией Лос-Аламоса и Аэрокосмической корпорацией. FIREBIRD-II — это проект космической погоды с двумя спутниками CubeSat, целью которого является определение пространственного масштаба, размера и энергетической зависимости электронных микровсплесков в радиационных поясах Ван Аллена. Микровсплески релятивистских электронов появляются как короткие периоды интенсивных высыпаний электронов, измеряемых детекторами частиц на маловысотных космических кораблях и видимых, когда их орбиты пересекают силовые линии магнитного поля, пронизывающие внешний радиационный пояс. FIREBIRD-II обеспечивает двухточечные измерения радиационного пояса, которые дают представление о процессах ускорения и потери электронов во внешнем радиационном поясе Ван Аллена. Каждый из спутников FIREBIRD CubeSat имеет размер 1,5 единицы CubeSat или 15 x 10 x 10 см. [8]
Проекты CubeSat развертываются минимум через 2896 секунд после отделения обсерватории Soil Moisture Active Passive на орбиту размером 440 x 670 км и наклонением 99,12 °. [8]
Описание программы
[ редактировать ]SMAP — это целевая миссия Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства. Проектом SMAP управляет Лаборатория реактивного движения НАСА при участии Центра космических полетов Годдарда . SMAP опирается на наследие и деятельность по снижению рисков отмененной миссии НАСА ESSP Hydros. [15]
Наука и приложения
[ редактировать ]Наблюдения SMAP используются для характеристики гидрологических и экосистемных процессов, включая обмен воды, энергии и углерода между сушей и атмосферой. [16] [17] [18] Среди пользователей данных SMAP – гидрологи, синоптики, климатологи, а также менеджеры по сельскому хозяйству и водным ресурсам. [19] Дополнительные пользователи включают менеджеров по пожарной безопасности и наводнениям, менеджеров по контролю и профилактике заболеваний, специалистов по планированию чрезвычайных ситуаций и политиков. [19] Информация SMAP о влажности почвы и замораживании-оттаивании напрямую приносит пользу нескольким областям социальных приложений, в том числе:
Прогноз погоды и климата
[ редактировать ]Инициализация моделей численного прогнозирования погоды и моделей сезонного климата с точной информацией о влажности почвы увеличивает сроки прогнозирования и повышает качество прогнозирования.
Засуха
[ редактировать ]Информация SMAP о влажности почвы улучшает мониторинг и прогнозирование условий засухи , открывая новые возможности для смягчения последствий засухи.
Наводнения и оползни
[ редактировать ]Системы гидрологического прогнозирования, откалиброванные и инициализированные с использованием полей влажности почвы с высоким разрешением, позволяют улучшить наводнений. прогнозы [20] [21] и предоставить важную информацию о возможности оползней .
Производительность сельского хозяйства
[ редактировать ]Наблюдения за влажностью почвы с помощью SMAP приводят к улучшению прогнозов урожайности и расширяют возможности систем поддержки принятия решений о водном стрессе сельскохозяйственных культур для повышения производительности сельского хозяйства . [19]
Здоровье человека
[ редактировать ]Улучшенные сезонные прогнозы влажности почвы напрямую приносят пользу о голоде системам раннего предупреждения . Выгоды также реализуются за счет улучшения прогнозирования теплового стресса и скорости распространения вирусов , а также улучшения подготовки к стихийным бедствиям и реагирования на них.
См. также
[ редактировать ]Примечания
[ редактировать ]- ^ Более 70% внешнего валка.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б «Брошюра о миссии SMAP» (PDF) . NASA.gov. Архивировано из оригинала (PDF) 22 марта 2015 г. Проверено 16 ноября 2022 г.
- ^ Перейти обратно: а б «NASA SMAP «Вот и я!!!!» » . НАСА/Лаборатория реактивного движения. 31 января 2015 года . Проверено 31 января 2015 г.
- ^ Рэй, Джастин (16 июля 2012 г.). «НАСА дает ракете Дельта-2 новую жизнь» . Космический полет сейчас . Проверено 17 июля 2012 г.
- ^ «СМАП-Орбита» . Небеса-Наверху . 15 октября 2019 г. Проверено 16 октября 2019 г.
- ^ «Описание миссии СМАП» . Лаборатория реактивного движения НАСА . Проверено 16 ноября 2022 г.
- ^ О'Нил, Пегги; и др. (2010). Миссия НАСА по изучению влаги в почве, активно-пассивная (SMAP): обзор . 30-й Международный симпозиум IEEE по геонаукам и дистанционному зондированию. 25–30 июля 2010 г. Гонолулу, Гавайи. НАСА. hdl : 2060/20110015242 .
- ^ «Декадный обзор» . НАСА. Архивировано из оригинала 25 августа 2009 года.
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г «Активный пассивный запуск по влажности почвы» (PDF) . Лаборатория реактивного движения . Январь 2015 года . Проверено 20 февраля 2020 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ Буис, Алан (5 августа 2015 г.). «SMAP НАСА публикует первые откалиброванные данные» . НАСА/Лаборатория реактивного движения . Проверено 10 августа 2015 г.
- ^ Буис, Алан (5 августа 2015 г.). «Команда SMAP расследует аномалию радиолокационных приборов» . НАСА/Лаборатория реактивного движения . Проверено 11 августа 2015 г.
- ^ Кларк, Стивен (10 августа 2015 г.). «НАСА устраняет неисправность радара на новом спутнике SMAP» . Космический полет сейчас . Проверено 11 августа 2015 г.
- ^ Коул, Стив и Бьюс, Алан (2 сентября 2015 г.). «Радар НАСА по изучению влажности почвы прекращает работу, научная миссия продолжается» . НАСА . Проверено 2 сентября 2015 г.
- ^ «NASA.gov» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 17 июня 2020 г. Проверено 20 февраля 2020 г.
- ^ «Инструмент» . Влажность почвы Активный Пассивный. НАСА/Лаборатория реактивного движения . Проверено 19 апреля 2015 г.
- ^ Белэр, Стефан; и др. (20–22 октября 2008 г.). Научный план и возможный вклад Канады в миссию по активной и пассивной влажности почвы (SMAP) (PDF) . Международный семинар по микроволновому дистанционному зондированию в гидрологии суши: исследования и применения. Окснард, Калифорния. Архивировано из оригинала (PDF) 13 апреля 2009 года.
Когда SMAP возрождался из пепла HYDROS в 2007 году, CSA обменялся мнениями с НАСА о возможности возобновления своего партнерства. CSA в сотрудничестве с другими правительственными ведомствами Канады в настоящее время разрабатывает планы возможного научного и технического вклада в новую миссию. В научной деятельности будут участвовать как правительственные, так и академические партнеры.
- ^ МакКолл, Кайгин А.; Алемохаммад, Сейед Хамед; Акбар, Рузбех; Конингс, Александра Г.; Да, Саймон; Энтехаби, Дара (февраль 2017 г.). «Глобальное распределение и динамика поверхностной влажности почвы» . Природа Геонауки . 10 (2): 100–104. Бибкод : 2017NatGe..10..100M . дои : 10.1038/ngeo2868 . ISSN 1752-0894 .
- ^ Шталь, Мейсон О.; Макколл, Кайгин А. (1 августа 2022 г.). «Сезонный цикл поверхностной влажности почвы» . Журнал климата . 35 (15): 4997–5012. Бибкод : 2022JCli...35.4997S . дои : 10.1175/JCLI-D-21-0780.1 . ISSN 0894-8755 . S2CID 247964325 .
- ^ Артур Эндсли, К.; Кимбалл, Джон С.; Райхле, Рольф Х.; Уоттс, Дженнифер Д. (декабрь 2020 г.). «Спутниковый мониторинг глобальной динамики органического углерода на поверхности почвы с использованием углеродного продукта SMAP уровня 4» . Журнал геофизических исследований: Биогеонауки . 125 (12). Бибкод : 2020JGRG..12506100A . дои : 10.1029/2020JG006100 . ISSN 2169-8953 . S2CID 229414978 .
- ^ Перейти обратно: а б с Буис, Алан (15 октября 2014 г.). «Картограф влажности почвы НАСА прибыл на космодром» . НАСА/Лаборатория реактивного движения . Проверено 24 октября 2014 г.
- ^ Трамбле, Ив; Вилларини, Габриэле; Халки, Эль-Махди; Грюндеманн, Габи; Хьюз, Денис (июнь 2021 г.). «Оценка водителей, ответственных за наводнение в Африке» . Исследования водных ресурсов . 57 (6). Бибкод : 2021WRR....5729595Y . дои : 10.1029/2021WR029595 . ISSN 0043-1397 . S2CID 236392355 .
- ^ Васко, Конрад; Натан, Рори; Пил, Мюррей К. (март 2020 г.). «Изменения предшествующей влажности почвы модулируют сезонность наводнений в условиях меняющегося климата» . Исследования водных ресурсов . 56 (3). Бибкод : 2020WRR....5626300W . дои : 10.1029/2019WR026300 . hdl : 11343/264105 . ISSN 0043-1397 . S2CID 213664765 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Веб-сайт SMAP в НАСА / Лаборатории реактивного движения
- Данные SMAP в Национальном центре данных по снегу и льду
- «Технологические инновации превращают SMAP НАСА в космос». Архивировано 8 ноября 2020 г. . , статья на сайте NASA.gov
- «Новые исследования НАСА морей, неба и почв Земли». Архивировано 6 июня 2020 г. в Wayback Machine , статья на сайте NASA.gov.