ОСТМ/Джейсон-2
Имена | Джейсон-2 Миссия по топографии поверхности океана ОСТМ |
---|---|
Тип миссии | Океанографическая миссия |
Оператор | НАСА , НОАА , КНЕС , ЕВМЕТСАТ |
ИДЕНТИФИКАТОР КОСПЭРЭ | 2008-032А |
САТКАТ нет. | 33105 |
Веб-сайт | Топография поверхности океана из космоса |
Продолжительность миссии | 3 года (планируется) 11 лет, 3 месяца, 18 дней (достигнуто) |
Свойства космического корабля | |
Автобус | Протей |
Производитель | Талес Аления Спейс |
Стартовая масса | 510 кг (1120 фунтов) |
Власть | 500 Вт |
Начало миссии | |
Дата запуска | 20 июня 2008 г., 07:46:25 UTC |
Ракета | Дельта II 7320-10C (Дельта Д334) |
Запуск сайта | Ванденберг , SLC-2W |
Подрядчик | Объединенный стартовый альянс |
Конец миссии | |
Деактивирован | 9 октября 2019 г. |
Орбитальные параметры | |
Справочная система | Геоцентрическая орбита |
Режим | Низкая околоземная орбита |
Высота | 1336 км (830 миль) |
Наклон | 66.00° |
Период | 112.00 минут |
OSTM/Jason-2 или спутник миссии по топографии поверхности океана/Jason-2 , [1] Это наблюдения за Землей с помощью международного спутника совместная миссия высоты морской поверхности по измерению НАСА и КНЕС . Это был третий спутник в серии, начатой в 1992 году миссией NASA/CNES TOPEX/Poseidon. [2] и продолжилась миссией NASA/CNES Jason-1, запущенной в 2001 году. [3]
История
[ редактировать ]Как и два его предшественника, OSTM/Jason-2 использовал высокоточную альтиметрию океана для измерения расстояния между спутником и поверхностью океана с точностью до нескольких сантиметров. Эти очень точные наблюдения за изменениями высоты морской поверхности, также известные как топография океана , предоставляют информацию о глобальном уровне моря , скорости и направлении океанских течений , а также о тепле, хранящемся в океане.
Джейсон-2 был построен компанией Thales Alenia Space с использованием платформы Proteus по контракту с CNES, а также основного прибора Джейсона-2 — высотомера «Посейдон-3» (преемника бортовых высотомеров «Посейдон» и «Посейдон-2» TOPEX/Poseidon). и Джейсон-1 ). данных за более чем 15 лет Ученые считают, что запись климатических , которую продлила эта миссия, имеет решающее значение для понимания того, как циркуляция океана связана с глобальным изменением климата .
OSTM/Jason-2 был запущен 20 июня 2008 года в 07:46 UTC с космодрома 2W на базе ВВС Ванденберг в Калифорнии ракетой Delta II 7320. [4] Через 55 минут космический корабль отделился от ракеты. [5]
Он был размещен на круговой, несолнечно-синхронной орбите длиной 1336 км (830 миль) с наклоном 66,0 ° к экватору Земли , что позволяло ему контролировать 95% свободного ото льда океана Земли каждые 10 дней. Джейсон-1 был перенесен на противоположную сторону Земли от Джейсона-2 и теперь летает над той же областью океана, над которой Джейсон-2 пролетел пятью днями ранее. [6] Наземные пути Джейсона-1 находятся посередине между путями Джейсона-2, которые находятся на расстоянии около 315 км (196 миль) друг от друга на экваторе. Эта чередующаяся тандемная миссия позволила получить в два раза больше измерений поверхности океана, позволяя увидеть более мелкие детали, такие как океанские водовороты. Тандемная миссия также помогла проложить путь для будущей миссии океанского альтиметра, которая будет собирать гораздо более подробные данные с помощью одного прибора, чем два спутника Джейсон вместе.
С помощью OSTM/Jason-2 альтиметрия океана перешла из исследовательского режима в оперативный. Ответственность за сбор этих измерений перешла от космических агентств к мировым агентствам по прогнозированию погоды и климата, которые используют их для краткосрочного, сезонного и долгосрочного прогнозирования погоды и климата. [7]
Научные цели
[ редактировать ]- Расширьте временные ряды измерений топографии поверхности океана за пределы TOPEX/Poseidon и Jason-1, чтобы выполнить два десятилетия наблюдений.
- Обеспечить измерение топографии поверхности мирового океана в течение как минимум трех лет.
- Определите изменчивость циркуляции океана в десятилетних масштабах времени на основе объединенной записи данных TOPEX/Poseidon и Jason-1.
- Улучшить измерение усредненной по времени циркуляции океана.
- Улучшить измерение глобального изменения уровня моря
- Улучшите модели приливов в открытом океане.
Альтиметрия океана
[ редактировать ]«Космические радиолокационные высотомеры оказались превосходными инструментами для картирования топографии поверхности океана, холмов и долин морской поверхности. Эти инструменты посылают микроволновый импульс на поверхность океана и определяют, сколько времени потребуется, чтобы вернуться обратно. Микроволновой радиометр корректирует любой задержку, которая может быть вызвана водяным паром в атмосфере . Требуются и другие поправки для учета влияния электронов в ионосфере и сухой воздушной массы атмосферы. Объединение этих данных с точным местоположением космического корабля позволяет сделать это. определять высоту морской поверхности с точностью до нескольких сантиметров (около одного дюйма). Сила и форма возвращающегося сигнала также предоставляют информацию о скорости ветра и высоте океанских волн. Эти данные используются в моделях океана для расчета скорости и направления. океанских течений , а также количества и местоположения тепла, хранящегося в океане, что, в свою очередь, показывает глобальные изменения климата ». [8]
Синхронизация атомных часов
[ редактировать ]Еще одна полезная нагрузка на борту «Джейсона-2» — это прибор T2L2 (Time Transfer by Laser Link). T2L2 используется для синхронизации атомных часов на наземных станциях, а также для калибровки бортовых часов прибора Джейсон-2 DORIS. 6 ноября 2008 г. CNES сообщил, что прибор T2L2 работает хорошо. [9]
Совместные усилия
[ редактировать ]OSTM/Jason-2 был результатом совместных усилий четырех организаций. [10] Участниками миссии были:
- Национальное управление океанических и атмосферных исследований (НОАА)
- Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства ( НАСА )
- Национальный центр космических исследований Франции ( CNES )
- Европейская организация по эксплуатации метеорологических спутников (ЕВМЕТСАТ)
CNES предоставила космический корабль, НАСА и CNES совместно предоставили инструменты для полезной нагрузки, а программа НАСА по обслуживанию запуска в Космическом центре Кеннеди отвечала за управление запуском и операции обратного отсчета. После завершения ввода космического корабля на орбиту в октябре 2008 года CNES передала эксплуатацию и управление космическим кораблем NOAA. [11]
КНЕС обрабатывал, распространял и архивировал данные исследовательского качества, которые стали доступны в 2009 году. ЕВМЕТСАТ обрабатывал и распространял оперативные данные, полученные его наземной станцией, среди пользователей в Европе и архивировал эти данные. NOAA обрабатывало и распространяло оперативные данные, полученные его наземными станциями, среди неевропейских пользователей и архивировало эти данные вместе с информационными продуктами CNES. НОАА и ЕВМЕТСАТ создавали данные в режиме, близком к реальному времени, и распространяли их среди пользователей.
НАСА оценило характеристики следующих инструментов: усовершенствованного микроволнового радиометра (AMR), полезной нагрузки системы глобального позиционирования и узла лазерного ретрорефлектора (LRA). НАСА и КНЕС также вместе проверяли научные данные. НАСА Лаборатория реактивного движения в Пасадене, Калифорния , руководила миссией Управления научных миссий НАСА в Вашингтоне, округ Колумбия.
Предыдущие подобные миссии
[ редактировать ]Две предыдущие альтиметрические миссии, TOPEX/Poseidon и Jason-1 , привели к крупным достижениям в науке о физической океанографии и исследованиях климата. [12] Их 15-летний сбор данных о топографии поверхности океана предоставил первую возможность наблюдать и понимать глобальные изменения циркуляции океана и уровня моря. Их результаты улучшили научное понимание роли океана в изменении климата и улучшили прогнозы погоды и климата. Данные этих миссий использовались для улучшения моделей океана, прогнозирования интенсивности ураганов, а также выявления и отслеживания крупных явлений в океане и атмосфере, таких как Эль-Ниньо и Ла-Нинья . Данные также использовались в таких повседневных приложениях, как маршрутизация судов, повышение безопасности и эффективности операций в морской отрасли, управление рыболовством и отслеживание морских млекопитающих.
Некоторые из областей, в которых TOPEX/Poseidon и Jason-1 внесли большой вклад, [13] и к которым OSTM/Jason-2 продолжали добавлять:
- Изменчивость океана
Миссии выявили удивительную изменчивость океана, насколько он меняется от сезона к сезону, из года в год, от десятилетия к десятилетию и даже в более длительных временных масштабах. Они положили конец традиционному представлению о квазистационарной, крупномасштабной модели глобальной циркуляции океана, доказав, что океан быстро меняется во всех масштабах: от огромных объектов, таких как Эль-Ниньо и Ла-Нинья, которые могут охватывать всю экваториальную часть Тихого океана, до до крошечных водоворотов, закручивающихся от большого Гольфстрима в Атлантическом океане .
- Изменение уровня моря
Измерения TOPEX/Poseidon и Jason-1 показывают, что средний уровень моря повышается примерно на 3 мм (0,12 дюйма) в год, начиная с 1993 года. Это примерно вдвое превышает оценки мареографов за предыдущее столетие, что указывает на возможное недавнее ускорение роста уровня моря. скорость повышения уровня моря. Сбор данных этих альтиметрических миссий дал ученым важную информацию о том, как на глобальный уровень моря влияет естественная изменчивость климата, а также деятельность человека.
- Планетарные волны
TOPEX/Poseidon и Jason-1 прояснили важность волн планетарного масштаба , таких как волны Россби и Кельвина . Эти волны шириной в тысячи километров движутся ветром под воздействием вращения Земли и являются важным механизмом передачи климатических сигналов через большие океанские бассейны. В высоких широтах они перемещаются вдвое быстрее, чем предполагали ученые ранее, показывая, что океан гораздо быстрее реагирует на изменения климата, чем было известно до этих миссий.
- Океанские приливы
Точные измерения TOPEX/Poseidon и Jason-1 вывели знания об океанских приливах на беспрецедентный уровень. Изменение уровня воды из-за приливных движений в глубоком океане известно повсюду на земном шаре с точностью до 2,5 сантиметров (одного дюйма). Эти новые знания пересмотрели представления о том, как рассеиваются приливы. Вместо того, чтобы терять всю свою энергию в мелководных морях у побережья, как считалось ранее, около трети энергии приливов фактически теряется в глубоком океане . Там энергия расходуется на смешивание воды с разными свойствами — фундаментальный физический механизм, определяющий общую циркуляцию океана.
- Модели океана
Наблюдения TOPEX/Poseidon и Jason-1 предоставили первые глобальные данные для повышения эффективности численных моделей океана, которые являются ключевым компонентом моделей прогнозирования климата.
Использование данных и преимущества
[ редактировать ]Проверенные данные в поддержку улучшенных прогнозов погоды, климата и океана были распространены среди общественности в течение нескольких часов после наблюдения. Начиная с 2009 года, другие данные для исследований климата стали доступны через несколько дней или недель после проведения наблюдений со спутника. Данные альтиметрии имеют самые разнообразные применения: от фундаментальных научных исследований климата до маршрутизации судов. Приложения включают в себя:
- Климатические исследования : данные альтиметрии включаются в компьютерные модели для понимания и прогнозирования изменений в распределении тепла в океане, ключевом элементе климата.
- Прогнозирование Эль-Ниньо и Ла-Нинья : понимание характера и последствий климатических циклов, таких как Эль-Ниньо, помогает прогнозировать и смягчать катастрофические последствия наводнений и засух.
- Прогнозирование тропических циклонов : данные высотомера и спутниковые данные о океанском ветре включаются в атмосферные модели для прогнозирования сезона ураганов и силы отдельных штормов.
- Маршруты судов : карты течений, вихрей и векторных ветров используются в коммерческом судоходстве и прогулочном яхтинге для оптимизации маршрутов.
- Морская промышленность : суда-кабелеукладчики и морские нефтяные операции требуют точного знания особенностей циркуляции океана, чтобы свести к минимуму воздействие сильных течений.
- Исследования морских млекопитающих: кашалотов , морских котиков и других морских млекопитающих можно отслеживать и, следовательно, изучать вокруг океанских водоворотов, где в изобилии питательные вещества и планктон.
- Управление рыболовством : спутниковые данные определяют океанские водовороты, которые приводят к увеличению количества организмов, составляющих морскую пищевую сеть , привлекая рыбу и рыбаков.
- Исследование коралловых рифов : данные дистанционного зондирования используются для мониторинга и оценки экосистем коралловых рифов , которые чувствительны к изменениям температуры океана.
- Отслеживание морского мусора : альтиметрия может помочь обнаружить опасные материалы, такие как плавающие и частично затопленные рыболовные сети , древесина и обломки кораблей.
Конец миссии
[ редактировать ]Миссия OSTM/Jason-2 завершилась 1 октября 2019 года после того, как НАСА и ее партнеры по миссии приняли решение вывести космический корабль из эксплуатации после обнаружения в последнее время значительного износа энергосистем космического корабля. [14] Вывод спутника из эксплуатации занял несколько дней; окончательные работы по выводу спутника из эксплуатации завершились 9 октября 2019 года, и спутник был полностью неактивен. [15] Поскольку «Джейсон-2» вращается на высоте более 1300 км (810 миль), по оценкам НАСА, он останется на орбите в течение как минимум 500–1000 лет после вывода из эксплуатации. [15]
Будущее
[ редактировать ]Четвертый космический корабль, участвующий в миссии по топографии поверхности океана, — «Джейсон-3» . Как и его предшественники, основным прибором на борту «Джейсона-3» является радиовысотомер . Дополнительные инструменты включают в себя: [16]
- радиометр Микроволновой
- ДОРИС (допплеровская орбитография и радиопозиционирование, интегрированное со спутника)
- Лазерная ретрорефлекторная решетка (LRA)
- Приемник системы глобального позиционирования (GPS).
Джейсон-3 был запущен с базы ВВС Ванденберг на борту SpaceX Falcon 9 v1.1 ракеты-носителя в 2016 году. [17] Спутник был доставлен на базу ВВС Ванденберг 18 июня 2015 года. [18] и после задержек из-за неудачного запуска Falcon 9 в июне 2015 года миссия была запущена 17 января 2016 года в 18:42:18 UTC. [19] [20]
Технологии и наборы данных, впервые использованные Jason-1, OSTM/Jason-2 и Jason-3, будут продолжены на спутниках Sentinel-6 /Jason-CS, запуск которых запланирован на 2020 и 2025 годы. [14]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Топография поверхности океана из космоса» . НАСА/Лаборатория реактивного движения. Архивировано из оригинала 13 августа 2011 года. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Топография поверхности океана из космоса» . НАСА/Лаборатория реактивного движения. Архивировано из оригинала 31 мая 2008 года. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Топография поверхности океана из космоса» . НАСА/Лаборатория реактивного движения. Архивировано из оригинала 13 мая 2008 года. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «НАСА запускает океанский спутник, чтобы держать открытыми глаза на погоду и климат» . НАСА. Архивировано из оригинала 9 ноября 2020 года . Проверено 20 июня 2008 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Джейсон-2 успешно запущен» . ЕВМЕТСАТ. Архивировано из оригинала 16 ноября 2008 года.
- ^ «Тандемная миссия позволяет более четко рассмотреть океанские течения» . НАСА/Лаборатория реактивного движения. Архивировано из оригинала 22 апреля 2009 года. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «NOAA берет на себя управление спутником Jason-2» . ЕВМЕТСАТ. Архивировано из оригинала 15 июня 2011 года.
- ^ НАСА, Пресс-кит (2008). «Миссия по топографии поверхности океана / Запуск Джейсона 2, стр. 9» (PDF) . НАСА.gov . Архивировано из оригинала (PDF) 17 июля 2020 года . Проверено 9 апреля 2020 г.
- ^ «T2L2 готов проверить теорию Эйнштейна» . КНЕС. 6 ноября 2008 г.
- ^ «(OSTM) — Обзор Джейсона 2» . НОАА. Архивировано из оригинала 14 июня 2007 года. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Теперь доступны данные новой океанографической миссии» . НАСА/Лаборатория реактивного движения. Архивировано из оригинала 15 июня 2021 года . Проверено 17 декабря 2008 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «OSTM/JASON-2 НАУЧНЫЕ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ТРЕБОВАНИЯ» . ЕВМЕТСАТ. Архивировано из оригинала 28 сентября 2007 года.
- ^ «Наследие Топекса/Посейдона и Джейсона 1, стр. 30. Пресс-кит миссии по топографии поверхности океана/запуска Джейсона 2» (PDF) . НАСА/Лаборатория реактивного движения. Июнь 2008 года. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ Jump up to: а б «Спутниковая миссия по мониторингу океана завершается после 11 успешных лет» (пресс-релиз). НАСА. 4 октября 2019 года . Проверено 4 октября 2019 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ Jump up to: а б Фауст, Джефф (10 октября 2019 г.). «Выведенный из эксплуатации спутник науки о Земле останется на орбите в течение столетий» . Космические новости . Проверено 11 октября 2019 г.
- ^ "Сводка миссий Джейсона-3" Лаборатория реактивного движения, получено 25 мая 2014 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ "Краткие факты о Джейсоне-3", Национальная служба спутниковых данных и информации об окружающей среде, получено 11 июня 2015 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ Кларк, Стивен (18 июня 2015 г.). «Спутник Джейсон-3 отправлен в Ванденберг для запуска SpaceX» . spaceflightnow.com . Космический полет сейчас . Проверено 22 июня 2015 г.
- ^ @NOAASatellites (11 декабря 2015 г.). «Объявлена дата запуска Джейсона-3! Запуск запланирован на 17 января 2016 года в 10:42:18 по тихоокеанскому времени» ( Твит ) – через Twitter .
- ^ «Объявлена дата запуска Джейсона-3, 17 января 2016 г.» . Спутниковая и информационная служба NOAA . 8 января 2016 года . Проверено 15 января 2016 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
Внешние ссылки
[ редактировать ]СМИ, связанные с миссией по топографии поверхности океана , на Викискладе?
- Спутники НАСА на орбите Земли
- Космический корабль запущен в 2008 году.
- Космический корабль, запущенный ракетами Delta II
- Физическая океанография
- Радиолокационные высотомеры спутников Земли
- Космический корабль выведен из эксплуатации в 2019 году.
- Спутниковый сериал Джейсона
- Спутники наблюдения Земли Франции