Топография поверхностных вод и океана
 SWOT-спутник | |||
| Имена | SWOT | ||
|---|---|---|---|
| Тип миссии | Гидрология , Океанография | ||
| Оператор | НАСА / КНЕС | ||
| ИДЕНТИФИКАТОР КОСПЭРЭ | 2022-173А | ||
| Продолжительность миссии | Планируется: 3 года Прошло: 1 год, 7 месяцев, 17 дней | ||
| Свойства космического корабля | |||
| Тип космического корабля | Топография поверхностных вод и океана | ||
| Автобус | SWOT | ||
| Производитель | Талес Аления Спейс | ||
| Стартовая масса | 2000 кг | ||
| Начало миссии | |||
| Дата запуска | 16 декабря 2022 г. [1] | ||
| Ракета | Сокол 9 | ||
| Запуск сайта | Ванденберг , SLC-4E | ||
| Подрядчик | SpaceX | ||
| Орбитальные параметры | |||
| Справочная система | Геоцентрическая орбита | ||
| Режим | Низкая околоземная орбита | ||
| Высота периапсиса | 857 км (533 миль) | ||
| Высота апоапсиса | 857 км (533 миль) | ||
| Наклон | 77.6° | ||
| Период | 102,89 минут | ||
| Интервал повторения | 1 звездный день | ||
| |||
 Альтернативный патч миссии SWOT от НАСА | |||
Миссия «Топография поверхностных вод и океана » ( SWOT ) представляет собой спутниковый высотомер , совместно разработанный и эксплуатируемый НАСА и CNES французским космическим агентством в партнерстве с Канадским космическим агентством (CSA) и Космическим агентством Великобритании (UKSA). [2] Цели миссии — провести первое глобальное исследование поверхностных вод Земли, наблюдать мелкие детали топографии поверхности океана и измерить, как наземные поверхностные водные объекты со временем меняются .
В то время как прошлые спутниковые миссии, такие как высотомеры серии Джейсон ( TOPEX/Poseidon , Jason-1 , Jason-2 , Jason-3 ), выявили изменения в высоте поверхности воды в реках и озерах в отдельных местах, SWOT предоставит первые по-настоящему глобальные наблюдения за изменением уровня воды в реках и озерах. уровни воды , уклоны ручьев и степень затопления рек, озер и пойм. В мировом океане SWOT будет наблюдать циркуляцию океана в беспрецедентных масштабах 15–25 км (9,3–15,5 миль), что примерно на порядок тоньше, чем нынешние спутники. Для этого используется радиолокационная интерферометрия с синтезированной апертурой. [3] Поскольку SWOT использует технологию альтиметрии с широкой полосой обзора, он будет практически полностью наблюдать за мировыми океанами и пресноводными водоемами с помощью повторных измерений высоты с высоким разрешением, что позволит наблюдать за изменениями.
Контекст
[ редактировать ]SWOT основан на давнем партнерстве между НАСА и CNES по измерению поверхности океана с помощью радиолокационной альтиметрии. Это партнерство началось с миссии TOPEX/Poseidon (запущенной в 1992 году) и продолжилось серией «Джейсон». SWOT объединяет сообщества гидрологов и океанографов и расширит точные наблюдения за топографией поверхности с высоким разрешением на прибрежные и устьевые регионы.
Научные цели
[ редактировать ]Научные цели миссии заключаются в следующем:
- Укажите высоту поверхности моря и высоту воды на суше в полосе шириной 120 км (75 миль) с зазором ±10 км (6,2 мили) на надирной траектории.
- Над глубокими океанами обеспечьте высоту морской поверхности в каждой полосе с размещением сообщений каждые 2 км × 2 км (1,2 × 1,2 мили) и точность, не превышающую 2,7 см (1,1 дюйма) на расстоянии 1 км × 1 км (0,62 мили). × 0,62 мили) или 1,35 см (0,53 дюйма) на расстоянии 2 км × 2 км (1,2 × 1,2 мили) при усреднении по площади.
- На суше загрузите необработанные данные для наземной обработки и создайте водную маску, способную отображать реки шириной 100 м (330 футов) и озера и водохранилища размером 250 м × 250 м (820 × 820 футов). [4] С этой маской будут связаны отметки уровня воды с точностью до 10 см (3,9 дюйма) для водоемов, площадь поверхности без растительности которых превышает 1 км. 2 (0,39 квадратных миль). Точность наклона составляет 1,7 см/км (1,1 дюйма/миль) на максимальном расстоянии потока 10 км (6,2 мили). [5]
- Спутник пролетит над Землей от 78° ю.ш. до 78° с.ш., охватывая не менее 86% земного шара.
Орбита SWOT простирается от 78° южной широты до 78° северной широты, охватывая не менее 86% земного шара за трехлетнюю миссию. SWOT повторяет один и тот же путь по всей Земле каждые 21 день на 292 уникальных орбитах. [6] [7]
Приложения
[ редактировать ]SWOT предназначен для изучения и мониторинга внутренних вод и океанов, таких как: [8]
- Решение вопросов вододеления
Совместное использование речной воды часто вызывает трения между соседними государствами, особенно когда нет общей технологии проверки. SWOT предоставит глобальную информацию в качестве входной информации для систем мониторинга трансграничных речных бассейнов, включая измерения изменений в запасах воды в водохранилищах и оценки речного стока.
- Более точные прогнозы погоды и климата
SWOT позволит более точно прогнозировать погоду и климат, особенно сезонно. Качество прогнозирования погоды и климата во многом зависит от численного моделирования, использующего состояние поверхности океана и гидрологические условия водосборных бассейнов в их начальных и граничных условиях.
- Управление пресной водой для городского, промышленного и сельскохозяйственного потребления
Точное знание источников доступной воды является ключевым фактором при принятии решений для организаций, занимающихся распределением воды для сельскохозяйственных, городских и промышленных нужд. Данные SWOT внесут вклад на глобальном уровне, предоставляя службам водоснабжения и распределительным компаниям информацию об основных водохранилищах, крупнейших реках и водосборных площадях, что позволит им планировать управление водными запасами в дальнейшем.
- Улучшенное моделирование наводнений
Наводнения, будь то из-за вышедших из берегов рек или в прибрежных регионах, относятся к числу наиболее дорогостоящих стихийных бедствий. Данные альтиметрии миссии SWOT позволят измерить трехмерную форму волн паводка, отслеживать уровни паводковых вод и улучшить измерения местных топографических деталей в поймах рек. Все это улучшит возможности прогнозирования будущих наводнений.
- Динамика прибрежного океана
Динамика прибрежного океана важна для многих социальных приложений. Они имеют меньшие пространственные и временные масштабы, чем динамика открытого океана, и требуют более мелкомасштабного мониторинга. SWOT обеспечит глобальные наблюдения с высоким разрешением в прибрежных регионах для наблюдения за прибрежными течениями и штормовыми нагонами. Хотя SWOT не предназначен для мониторинга быстрых временных изменений прибрежных процессов, охват полосы позволит нам охарактеризовать пространственную структуру их динамики, когда они происходят в пределах полосы.
- Снижение экологических рисков и содействие разработке государственной политики
В более общем плане SWOT поможет улучшить наши знания о круговороте воды на Земле и циркуляции океана, расширить наши возможности наблюдения за счет сбора уникальных данных о запасах и потоках воды и сделать их бесплатными, а также поможет нам лучше понять физику, которая управляет динамикой поверхностных вод и океана. . Водные ресурсы, природные риски (наводнения, изменение климата, прогнозирование ураганов и т. д.), биоразнообразие, здравоохранение (предотвращение распространения заболеваний, передающихся через воду), сельскохозяйственный сектор, энергетика (включая управление производством электроэнергии и морскими газовыми и нефтяными буровыми установками). ), территориальное развитие; все эти и многие другие области выиграют от этой новой спутниковой миссии.
Полезная нагрузка датчика
[ редактировать ]
Основным инструментом SWOT является радарный интерферометр Ка-диапазона ( KaRIn ), который использует технологию радара с синтезированной апертурой (SAR), особенно интерферометрию SAR . [9] Поскольку SWOT работает на относительно коротких длинах волн Ka-диапазона , 11–7 мм (27–43 ГГц) – по сравнению с серией Джейсона Ku-диапазона , 25–17 мм (12–18 ГГц) – и при близком к надиру. падении, углов (<5°), он предназначен для измерения высоты водной поверхности и степени затопления. [ нужна ссылка ]
Спутник будет оснащен двумя радиолокационными антеннами на обоих концах мачты длиной 10 м (33 фута), что позволит ему измерять высоту поверхности в полосе обзора шириной 120 км (75 миль). Новая радиолокационная система меньше, но похожа на ту, которая использовалась в рамках миссии НАСА по радиолокационной топографии шаттла (SRTM), которая проводила измерения поверхности Земли с высоким разрешением в 2000 году. [10]
Также будет использоваться обычный радиолокационный высотомер в надире, который будет производить измерения непосредственно под спутником, как это было сделано в миссиях Topex/Poseidon , серии Jason и SARAL . Это высотомер класса «Джейсон». [11]
История
[ редактировать ]SWOT был разработан международной группой гидрологов и океанографов для лучшего понимания мирового океана и его поверхностных вод. [12] Это даст ученым первое полное представление о пресноводных водоемах Земли из космоса и гораздо более подробные измерения поверхности океана, чем когда-либо прежде. [13] К 2019 году аппаратное обеспечение миссии находилось в стадии активной разработки, алгоритмы для получения гидрологических и океанографических данных находились на завершающей стадии разработки, а методы калибровки/валидации и мероприятия после запуска завершались. Космический корабль был запущен на ракете SpaceX Falcon 9 16 декабря 2022 года. [1]
Спаривание
[ редактировать ]
Стыковка полезной нагрузки, произведенная Лабораторией реактивного движения (JPL), состоялась 11 августа 2021 года в Thales Alenia в Каннах космическом центре , Франция .
См. также
[ редактировать ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б «Прямая трансляция: SpaceX готова запустить американо-французский экологический спутник» . spaceflightnow.com . 16 декабря 2022 г. Проверено 16 декабря 2022 г.
- ^ Бэйнс, Навдип (7 марта 2016 г.). «Отчет о планах и приоритетах на 2016–2017 годы» . Канадское космическое агентство . Проверено 18 декабря 2022 г.
- ^ Родригес, Эрнесто; Фернандес, Даниэль Эстебан; Пераль, Ева; Чен, Кертис В.; Де Блезер, Ян-Виллем; Уильямс, Брент (2017), «Альтиметрия с широкой полосой обзора: обзор» , Спутниковая альтиметрия над океанами и сушей , CRC Press, doi : 10.1201/9781315151779-2/wide-swath-altimetry-ernesto-rodriguez-daniel-esteban- Фернандес-ева-перал-Кертис-чен-жан-виллем-де-блезер-брент-уильямс , ISBN 978-1-315-15177-9 , получено 24 марта 2024 г.
{{citation}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Фьёртофт, Роджер; Каллахан, Фил; Родригес, Эрнесто; Дерош, Дэмиен (21 июля 2013 г.). «Обработка данных KaRIn/SWOT» . Корень . Проверено 2 ноября 2022 г.
- ^ Бьянкамария, Сильвен; Леттенмайер, Деннис П .; Павелский, Тамлин М. (1 марта 2016 г.). «Миссия SWOT и ее возможности для наземной гидрологии» (PDF) . Исследования в области геофизики . 37 (2): 307–337. Бибкод : 2016SGeo...37..307B . дои : 10.1007/s10712-015-9346-y . ISSN 0169-3298 . S2CID 130786322 .
- ^ Хамудзаде, Алиреза; Раванелли, Роберта; Креспи, Маттиа (31 марта 2024 г.). «Продукт SWOT Level 2 для озера за один проход: предварительный анализ данных L2_HR_LakeSP для мониторинга уровня воды» . Дистанционное зондирование . 16 (7): 1244. дои : 10.3390/rs16071244 . ISSN 2072-4292 .
- ^ «Визуализатор полосы | Миссия» . НАСА SWOT . Проверено 15 января 2023 г.
- ^ Фу, Ли-Луэн; Павелский, Тамлин; Крето, Жан-Франсуа; Морроу, Розмари; Фаррар, Дж. Томас; Вазе, Параг; Сенженес, Пьер; Виноградова-Шиффер, Надя; Сильвестр-Барон, Анник; Пико, Николя; Дибарбур, Джеральд (28 февраля 2024 г.). «Миссия по топографии поверхностных вод и океана: прорыв в области радиолокационного дистанционного зондирования поверхностных вод океана и суши» . Письма о геофизических исследованиях . 51 (4). дои : 10.1029/2023GL107652 . ISSN 0094-8276 .
- ^ «СВОТ: Технологии» . swot.jpl.nasa.gov . Архивировано из оригинала 24 июля 2009 года . Проверено 19 апреля 2017 г.
В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе . - ^ «Миссия по радиолокационной топографии НАСА» . www2.jpl.nasa.gov . Проверено 18 декабря 2022 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Полетные системы | Миссия — НАСА SWOT» . Проверено 1 ноября 2023 г.
- ^ «СВОТ-наука» . swot.jpl.nasa.gov . Архивировано из оригинала 18 июня 2019 года . Проверено 18 декабря 2022 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Миссия по топографии поверхностных вод и океана» . swot.jpl.nasa.gov . Архивировано из оригинала 23 июня 2018 года . Проверено 18 декабря 2022 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Топография поверхностных вод и океана на сайте NASA.gov.
- Топография поверхности океана из космоса на сайте NASA.gov
- Библиотека проектов Cnes на CNES.fr
- Портал AVISO+ для SWOT