stringtranslate.com

КЛАРРЕО

CLARREO ( Климатическая абсолютная обсерватория радиации и рефракции ) — это высокоприоритетная десятилетняя исследовательская миссия НАСА , первоначально выбранная в качестве таковой Национальным исследовательским советом в 2007 году. [1] Миссия CLARREO предназначена для создания на орбите метрологической лаборатории для точного количественного определения и объяснить изменение климата Земли (см. Список спутников для исследования климата ). Миссия также предназначена для передачи своей высокой точности другим космическим датчикам. Он будет служить эталоном калибровки на орбите, [2] делая климатические тенденции очевидными в своих наборах данных к 2055 году, в течение 30 лет после его запланированного запуска в 2020-х годах. [3] Эти измерения могут быть использованы для тестирования, проверки и улучшения прогнозов климатических моделей.

Из-за объявленного сокращения финансирования в бюджете на 2012 год миссия CLARREO была значительно сокращена, в то время как оставшиеся космические проекты должны были восполнить дефицит. [4] В бюджетном запросе президента на 2016 финансовый год небольшой миссии CLARREO Pathfinder (CPF) было выделено 76,9 млн долларов для демонстрации основных измерительных технологий миссии CLARREO Tier 1 Decadal Survey. [5] Это финансирование потенциально пойдет на поддержку полета спектрометра Reflected Solar (RS), который является частью полной миссии, рекомендованной Decadal Survey, которая будет размещена на Международной космической станции (МКС) с декабря 2023 года. [ 6] Трамп администрация несколько раз безуспешно пыталась защитить миссию. [7] [8]

Концепция миссии

Ниже представлена ​​концепция миссии, представленная на Обзоре концепции миссии в ноябре 2010 года. [9] Тогда предполагалось, что CLARREO будет состоять из четырех обсерваторий и двух запусков двойного манифеста на кораблях Minotaur IV+ .

Альтернативные концепции миссий были разработаны с учетом сокращения доступного финансирования. Было обнаружено, что миссия CLARREO на Международной космической станции, включающая по одному спектрометру RS и IR, обеспечивает наилучшую научную ценность при минимально возможных затратах. Из-за наклона орбиты МКС 51,65 градуса измерения CLARREO на МКС не будут включать полярные регионы, в результате чего миссия не сможет отслеживать глобальные спектральные ориентиры по сравнению с версией миссии, представленной в обзоре концепции миссии. [10]

Концепция миссии Pathfinder

В 2016 году миссия Pathfinder в полном составе миссии CLARREO получила финансирование. «Выделенные средства поддерживают полет спектрометра отраженного солнечного света (RS), размещенного на Международной космической станции (МКС) в 2020 году. ... CPF представляет собой миссию класса D с 1 годом работы на орбите и 1 годом. год для анализа полученных данных». Миссия призвана продемонстрировать на орбите основные измерительные технологии, которые можно использовать для снижения риска полной миссии CLARREO. CLARREO Pathfinder преследует две основные цели: продемонстрировать высокую точность на орбите, соответствующую Международной системе единиц (СИ), и передать эту точность другим космическим датчикам. [11] Пороговая цель Следопытов по сравнению с полной базовой миссией CLARREO снижена в два раза с 0,15% до 0,3% (k=1). [12]

Эталонная интеркалибровка

Рис. 1. Спектрометр CLARREO RS имеет возможность сопоставлять измерения с другими космическими датчиками в пространственном, временном, спектральном и угловом измерениях. [13] Такое приблизительное сопоставление данных на орбите стало возможным благодаря способности CLARREO направлять свой инструмент RS в двух измерениях.

Современные спутниковые датчики не отвечают требованиям точности , необходимым для обнаружения изменения климата. Многие датчики, используемые для измерения климата, были разработаны для удовлетворения оперативных погодных потребностей и не оптимизированы для отбора проб климата. Эти датчики, как и более старые приборы, предназначенные для измерения климата, не имеют встроенной возможности проверять систематические ошибки на орбите. Миссия CLARREO достигнет этих целей посредством тщательного рассмотрения конструкции приборов, отслеживания калибровки на всех этапах разработки и эксплуатации, а также спектральной , пространственной и временной выборки, ориентированной конкретно на создание климатических данных. [14] Затем, после разработки новых методологий перекрестной калибровки [13], гораздо более точных, чем те, которые достигаются сегодня, [15] CLARREO может служить орбитальным стандартом для обеспечения эталонной взаимной калибровки для таких миссий, как широкополосные облака и радиационная энергия Земли. Система (CERES), оперативные зонды, включая перекрестный инфракрасный зонд (CrIS) и инфракрасный интерферометр для зондирования атмосферы (IASI), а также устройства формирования изображений, такие как набор радиометров видимого инфракрасного изображения (VIIRS) и усовершенствованный радиометр очень высокого разрешения (AVHRR) . [16]

Выбор миссии

Отчет Национального исследовательского совета (NRC) за десятилетие 2007 года [1] «Наука о Земле и ее применение из космоса: национальные императивы на следующее десятилетие и последующий период» обеспечивает основу для будущего направления космической системы наблюдения Земли НАСА. Миссии ранжировались по научным заслугам, вкладу в долгосрочные наблюдения, общественной выгоде, финансовой доступности и технологической готовности. Четыре миссии, рекомендованные НАСА для скорейшего внедрения, были классифицированы как миссии «Уровня 1» и включали CLARREO. Десятилетний обзор NRC пришел к выводу, что единственной наиболее критической проблемой для текущих наблюдений за изменением климата является их недостаточная точность и низкая уверенность в наблюдении небольших сигналов изменения климата в десятилетнем временном масштабе. Наблюдения CLARREO за изменением климата в десятилетнем масштабе решают эту проблему, достигая требуемых уровней точности и прослеживаемости в соответствии со стандартами SI для набора наблюдений, чувствительных к широкому спектру ключевых наблюдений за изменением климата.

Рекомендации Десятилетнего исследования представляют собой вклад сообщества в будущее направление космической науки о Земле; поэтому НАСА продолжит привлекать научное сообщество к уточнению требований к миссии во время планирования CLARREO.

Научные приложения

CLARREO может проводить высокоточные наблюдения за десятилетними изменениями, которые соответствуют стандартам Международной системы единиц (СИ). Например, на солнечных длинах волн это должно быть подтверждено после запуска с использованием сравнения фактических данных с теоретическим моделированием лунного/солнечного излучения, генерируемого в рамках модели высокоточного датчика, [17] , хотя неясно, как такой неэкспериментальный подход обеспечит прослеживаемость SI. [ нужна цитата ] Наблюдения за Землей, проведенные затем CLARREO, чувствительны к наиболее важным, но наименее понятным климатическим радиационным воздействиям, реакциям и обратным связям, таким как:

Социальные выгоды

Рис. 3. Воспроизведенные оценки времени, необходимого после запуска климатической миссии для обнаружения прогнозируемых климатических тенденций CRF с достоверностью 95% при различной точности калибровки.

После взаимной калибровки с CLARREO ISS/Pathfinder и ее недавно смягченного целевого показателя точности 0,6% (k=2) [12] начиная с 2020 года, полученные измерения смогут обнаружить сигналы изменения климата к 2039 году (переместите красную кривую на год 20 или «2020», а не начальная точка 0 на рис. 3). Однако, поскольку это произойдет примерно через десять лет после 31 года или «2031» на рис. 3, который является оценкой НАСА того, когда CERES обнаружит такие тенденции без помощи CLARRE0 (серая пунктирная линия), Pathfinder, вероятно, будет значительно сокращен. польза для климатологии по сравнению с исходной концепцией 0,3% (k=2) [19] в ответ на десятилетнее исследование 2007 года (с датой запуска в 2013 году [20] ).

Команда

Первоначально CLARREO рекомендовалось в качестве совместной миссии НАСА/ НОАА [21], где НОАА будет участвовать в измерениях общего и спектрального солнечного излучения , а также в записи климатических данных о энергетическом балансе Земли с помощью датчика полного солнечного излучения (TSIS), а также данных об облаках и радианте Земли. Датчики энергетической системы (CERES). Часть НАСА включала измерение спектрально разрешенного теплового ИК-излучения и отраженного солнечного излучения с высокой абсолютной точностью. Однако недавние события поставили такое распределение под вопрос. [22]

Команда под руководством Исследовательского центра НАСА в Лэнгли при участии других центров НАСА, правительственных организаций, академических кругов и штаб-квартиры НАСА разработала концепцию миссии, которая прошла обзор концепции миссии (MCR) 17 ноября 2010 года. [23] Хотя в 2012 финансовом году сокращение бюджета привело к тому, что вся миссия CLARREO получила расширенный статус перед этапом А. Группа по определению науки CLARREO, которая уже была выбрана на конкурсной основе, продолжила продвигать научно-техническое развитие миссии. [24]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ ab Национальный исследовательский совет, Наука о Земле и применение из космоса: национальные императивы на следующее десятилетие и далее. National Academies Press, Вашингтон, округ Колумбия, 426 стр., 2007 г. [ нужна страница ]
  2. ^ Фокс, Найджел; Кайзер-Вайс, Андреа; Шмутц, Вернер; Том, Куртис; Янг, Дэйв; Велицкий, Брюс; Винклер, Райнер; Вуллиамс, Эмма (28 октября 2011 г.). «Точная радиометрия из космоса: важный инструмент для изучения климата». Философские труды Королевского общества A: Математические, физические и технические науки . 369 (1953): 4028–4063. Бибкод : 2011RSPTA.369.4028F. дои : 10.1098/rsta.2011.0246 . PMID  21930564. S2CID  25431087.
  3. ^ Велицкий, Брюс А.; Янг, Д.Ф.; Млынчак, М.Г.; Том, К.Дж.; Лерой, С.; Корлисс, Дж.; Андерсон, Дж. Г.; АО, Колорадо; Бантес, Р.; Бест, Ф.; Боуман, К.; Бриндли, Х.; Батлер, Джей-Джей; Коллинз, В.; Дайкема, JA; Доеллинг, Д.Р.; Фельдман, доктор медицинских наук; Фокс, Н.; Хуанг, X.; Хольц, Р.; Хуанг, Ю.; Джин, З.; Дженнингс, Д.; Джонсон, генеральный директор; Джакс, К.; Като, С.; Кирк-Давидофф, Д.Б.; Кнутесон, Р.; Копп, Г.; Крац, ДП; Лю, X.; Лукашин С.; Мануччи, AJ; Пходжанамонгколкидж, Н.; Пилевские, П.; Рамасвами, В.; Реверкомб, Х.; Райс, Дж.; Робертс, Ю.; Ройтмайр, CM; Роуз, Ф.; Сэндфорд, С.; Ширли, Эл.; Смит, В.Л.; Соден, Б.; Спет, ПВ; Сан, В.; Тейлор, ПК; Связывать.; Сюн, X. (1 октября 2013 г.). «Достижение абсолютной точности изменения климата на орбите». Бюллетень Американского метеорологического общества . 94 (10): 1519–1539. Бибкод : 2013BAMS...94.1519W. дои : 10.1175/BAMS-D-12-00149.1 .
  4. ↑ LaRC, Дениз Линеберри (6 июня 2013 г.). «Проблемы с бюджетом задерживают миссию по науке о Земле».
  5. ^ «Краткая информация о бюджетном запросе президента на 2016 финансовый год» (PDF) . www.nasa.gov .
  6. ↑ Аткинсон, Джо (15 сентября 2016 г.). «CLARREO Pathfinder проходит успешную проверку концепции миссии». НАСА . Проверено 19 июля 2017 г.
  7. ↑ Трамп, Дональд Дж. (13 марта 2017 г.). «Америка прежде всего: бюджетный план, который поможет Америке снова стать великой» (PDF) . Управление управления и бюджета . Проверено 19 июля 2017 г. - из Национального архива .
  8. ↑ Воосен, Пол (28 сентября 2018 г.). «Климатическая миссия НАСА Трампа пыталась помешать продвижению вперед» . Наука . doi : 10.1126/science.aav5703. S2CID  186784212.
  9. ^ Группа определения науки CLARREO (21 января 2011 г.). «Обзор миссии CLARREO 2011» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 15 октября 2011 года . Проверено 18 июля 2012 г.
  10. ^ "КЛАРРЕО". clarreo.larc.nasa.gov . Архивировано из оригинала 4 октября 2008 года . Проверено 19 июля 2017 г.
  11. ^ «О миссии CLARREO Pathfinder» . НАСА.gov . НАСА. в. 2016. Архивировано из оригинала 21 мая 2016 года . Проверено 16 марта 2017 г.
  12. ^ ab NASA.gov
  13. ^ аб Ройтмайр, Карлос М.; Лукашин Константин; Спет, Пол В.; Копп, Грег; Том, Курт; Велицкий, Брюс А.; Янг, Дэвид Ф. (октябрь 2014 г.). «Подход CLARREO для эталонной интеркалибровки датчиков отраженной солнечной энергии: сопоставление и сбор данных на орбите». Транзакции IEEE по геонаукам и дистанционному зондированию . 52 (10): 6762–6774. Бибкод : 2014ITGRS..52.6762R. дои : 10.1109/TGRS.2014.2302397. hdl : 2060/20150019879 . S2CID  5041148.
  14. ↑ Янг, Дэвид Ф. (4 мая 2016 г.). «CLARREO_Science_Team_Report.pdf» (PDF) . Веб-сайт миссии CLARREO . Архивировано из оригинала (PDF) 18 ноября 2016 года . Проверено 19 июля 2017 г.
  15. ^ Гольдберг, М.; Оринг, Г.; Батлер, Дж.; Цао, К.; Датла, Р.; Доеллинг, Д.; Гертнер, В.; Хьюисон, Т.; Яковацци, Б.; Ким, Д.; Курино, Т.; Лафей, Ж.; Миннис, П.; Рено, Д.; Шмец, Дж.; Связывать.; Ван, Л.; Венг, Ф.; Ву, Х.; Ю, Ф.; Чжан, П.; Чжу, Т. (1 апреля 2011 г.). «Глобальная космическая система взаимной калибровки». Бюллетень Американского метеорологического общества . 92 (4): 467–475. Бибкод : 2011BAMS...92R.467G. дои : 10.1175/2010BAMS2967.1 .
  16. ^ «Обзор миссии CLARREO» (PDF) . 21 января 2011 г. Архивировано из оригинала (PDF) 15 октября 2011 г.
  17. ^ «Прибор для демонстрации технологий GSFC RS» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 25 февраля 2015 года . Проверено 15 января 2023 г.
  18. ^ «Белая книга расширенной предварительной фазы A CLARREO» (PDF) . 28 марта 2011 г. Архивировано из оригинала (PDF) 15 октября 2011 г.
  19. ^ Велицкий, Брюс А.; Доеллинг, Дэвид Р.; Янг, Дэвид Ф.; Леб, Норман Г.; Гарбер, Дональд П.; МакДоннелл, Дэвид Г. (2008). «Калибровка широкополосного и узкополосного солнечного излучения между датчиками на орбите по качеству климата». IGARSS 2008–2008 Международный симпозиум IEEE по геонаукам и дистанционному зондированию . дои : 10.1109/IGARSS.2008.4778842. ISBN 978-1-4244-2807-6. S2CID  1365813.
  20. ^ «Дом» (PDF) .
  21. ↑ Клампер, Эми (7 сентября 2009 г.). «Исследовательский центр НАСА в Лэнгли выбран руководителем миссии CLARREO». Космические новости . Проверено 3 декабря 2022 г.
  22. ^ «Крушение спутника НАСА усложняет мрачную картину климатического бюджета» . 9 марта 2011 г.
  23. ↑ Финнеран, Майкл (23 ноября 2010 г.). «CLARREO проходит первое большое испытание». Исследовательский центр Лэнгли.
  24. ↑ Велицкий, Брюс А. (28 октября 2014 г.). «Введение в заседание Wielicki_CLARREO SDT, 28 октября 2014 г.pdf» (PDF) . Веб-сайт миссии CLARREO . Архивировано из оригинала (PDF) 20 декабря 2014 года . Проверено 19 июля 2017 г.

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы по теме CLARREO .