stringtranslate.com

Глубокая космическая климатическая обсерватория

Обсерватория глубокого космического климата ( DSCOVR ; ранее известная как Triana , неофициально известная как GoreSat [3] ) — спутник наблюдения за космической погодой , космическим климатом и Землей Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA) . Он был запущен компанией SpaceX на ракете- носителе Falcon 9 v1.1 11 февраля 2015 года с мыса Канаверал . [4] Это первый действующий спутник NOAA в дальнем космосе, ставший его основной системой предупреждения Земли в случае солнечных магнитных бурь . [5]

Первоначально DSCOVR был предложен как космический аппарат для наблюдения за Землей, расположенный в точке Лагранжа Солнце-Земля L 1 , обеспечивающий живое видео освещенной стороны планеты через Интернет, а также научные инструменты для изучения изменения климата. Политические изменения в США привели к отмене миссии, а в 2001 году космический корабль был отправлен на хранение.

Сторонники миссии продолжали настаивать на ее восстановлении, а смена президентской администрации в 2009 году привела к тому, что DSCOVR был выведен из хранилища и отремонтирован, а его миссия была переориентирована на наблюдение за Солнцем и раннее предупреждение о выбросах корональной массы , при этом обеспечивая наблюдение за Землей. и мониторинг климата. Он был запущен на борту ракеты -носителя SpaceX Falcon 9 11 февраля 2015 года и достиг L 1 8 июня 2015 года, присоединившись к списку объектов, вращающихся вокруг точек Лагранжа .

NOAA управляет DSCOVR из своего центра управления спутниками и продуктами в Суитленде, штат Мэриленд . Полученные космические данные, позволяющие делать точные прогнозы погоды, собираются в Центре прогнозирования космической погоды в Боулдере, штат Колорадо . Архивные записи хранятся в Национальных центрах экологической информации , а обработка данных датчиков Земли осуществляется НАСА . [1]

История

Обсерватория глубокого космического климата (DSCOVR)

DSCOVR зародился в 1998 году как предложение тогдашнего вице-президента Эла Гора с целью наблюдения всей Земли в точке Лагранжа Солнце-Земля L 1 , на расстоянии 1,5 × 10 6  км (0,93 × 10 6  миль) от Земли. [3] [6] Первоначально известный как Триана, названный в честь Родриго де Триана , первого из экипажа Колумба , увидевшего землю в Америке , первоначальная цель космического корабля заключалась в том, чтобы обеспечить почти непрерывный обзор всей Земли и сделать это живое изображение доступно через Интернет. Гор надеялся не только продвинуть науку с помощью этих изображений, но и повысить осведомленность о самой Земле, обновив влиятельную фотографию «Голубой мрамор» , сделанную Аполлоном-17 . [7] В дополнение к камере для получения изображений, радиометр будет проводить первые прямые измерения того, сколько солнечного света отражается и излучается всей Землей ( альбедо ). Эти данные могли бы стать барометром процесса глобального потепления . Научные цели расширились до измерения количества солнечной энергии, достигающей Земли, структуры облаков, погодных систем, мониторинга состояния растительности Земли и отслеживания количества ультрафиолетового света, достигающего поверхности через озоновый слой .^^

В 1999 году генеральный инспектор НАСА сообщил, что «основная концепция миссии Триана не прошла экспертную оценку» и «дополнительная научная деятельность Трианы, возможно, не представляет собой лучший расход ограниченного финансирования науки НАСА». [8] Члены Конгресса США спросили Национальную академию наук , стоит ли этот проект. В итоговом отчете, опубликованном в марте 2000 года, говорилось, что миссия была «сильной и жизненно важной с научной точки зрения». [9]

Администрация Буша приостановила проект вскоре после инаугурации Джорджа Буша в январе 2001 года. [6] «Триана» была лишена первоначальной возможности запуска на STS-107 ( злополучная миссия «Колумбия» в 2003 году). [3] Космический корабль стоимостью 150 миллионов долларов США [3] был помещен в хранилище с азотной подушкой в ​​Центре космических полетов Годдарда в ноябре 2001 года и оставался там на протяжении всего периода правления администрации Буша. [10] НАСА переименовало космический корабль в Обсерваторию глубокого космического климата (DSCOVR) в 2003 году в попытке восстановить поддержку проекта, [3] но миссия была официально прекращена НАСА в 2005 году. [11]

В ноябре 2008 года при финансовой поддержке Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA) и ВВС США космический корабль был снят с хранения и прошел испытания для определения его пригодности к запуску. [12] [13] После того, как администрация Обамы стала президентом в 2009 году, бюджет того года включал 9 миллионов долларов США, предназначенных для ремонта и готовности космического корабля, [14] в результате чего НАСА отремонтировало прибор EPIC и провело повторную калибровку прибора NISTAR. [15] Эл Гор использовал часть своей книги «Наш выбор» (2009) как попытку возобновить дебаты о полезной нагрузке DSCOVR. В книге упоминаются законодательные усилия сенаторов Барбары Микульски и Билла Нельсона по запуску космического корабля. [16] В феврале 2011 года администрация Обамы попыталась обеспечить финансирование для перепрофилирования космического корабля DSCOVR в качестве солнечной обсерватории для замены устаревшего космического корабля Advanced Composition Explorer (ACE) и запросила для этой цели 47,3 миллиона долларов США в бюджете на 2012 год. . [11] Часть этого финансирования предназначалась для того, чтобы позволить Военно-морской исследовательской лаборатории (NRL) построить формирователь изображений коронального выброса массы для космического корабля, но необходимое время привело бы к задержке запуска DSCOVR, и в конечном итоге он не был включен. [1] [11] NOAA выделило 2 миллиона долларов США в своем бюджете на 2011 год для начала работ по реконструкции и увеличило финансирование до 29,8 миллионов долларов США в 2012 году. [3]

В 2012 году ВВС выделили 134,5 миллиона долларов США на закупку ракеты-носителя и финансирование операций по запуску, оба из которых были переданы SpaceX за их ракету Falcon 9 . [3] [17] В сентябре 2013 года НАСА разрешило DSCOVR перейти к этапу реализации, запланированному на запуск в начале 2015 года, [18] который в конечном итоге состоялся 11 февраля 2015 года. [12] Центр космических полетов имени Годдарда НАСА обеспечивает управление и системы. инженерное дело для миссии.

В документальном фильме 2017 года «Неудобное продолжение: Правда о власти » Эл Гор рассказывает об истории космического корабля DSCOVR и его связи с изменением климата. [19]

Космический корабль

Схема DSCOVR

DSCOVR построен на базе космического корабля SMEX-Lite и имеет стартовую массу примерно 570 кг (1260 фунтов). Основными наборами научных инструментов являются плазменный магнитометр для наблюдения за Солнцем (PlasMag), усовершенствованный радиометр NIST для наблюдения за Землей (NISTAR) и камера полихроматической визуализации Земли (EPIC). DSCOVR имеет две развертываемые солнечные батареи, двигательный модуль, стрелу и антенну. [20]

Маршевый модуль имел 145 кг топлива N 2 H 4 . [21]

Со своей выгодной точки DSCOVR отслеживает переменные условия солнечного ветра , обеспечивает раннее предупреждение о приближении выбросов корональной массы и наблюдает за явлениями на Земле, включая изменения в озоне, аэрозолях, пыли и вулканическом пепле, высоте облаков, растительном покрове и климате. В своем положении Солнце-Земля L 1 он имеет непрерывный вид на Солнце и освещенную солнцем сторону Земли. После того, как космический корабль прибыл на место и вступил в фазу эксплуатации, НАСА начало публиковать изображения Земли почти в реальном времени через веб-сайт инструмента EPIC. [22] DSCOVR делает снимки всей Земли примерно каждые два часа и может обрабатывать их быстрее, чем другие спутники наблюдения Земли . [23]

Космический корабль находится на петлевой гало-орбите вокруг точки Лагранжа L1 Солнце-Земля за шестимесячный период, при этом угол космического корабля-Земли-Солнца варьируется от 4 ° до 15 °. [24] [25]

Инструменты

ПлазМаг

Плазменный магнитометр (PlasMag) измеряет солнечный ветер для прогнозирования космической погоды . Он может обеспечить раннее обнаружение солнечной активности, которая может нанести ущерб существующим спутниковым системам и наземной инфраструктуре. Поскольку солнечные частицы достигают L 1 примерно за час до Земли, PlasMag может обеспечить предупреждение за 15–60 минут до прибытия коронального выброса массы (CME). Он делает это путем измерения «магнитного поля и функций распределения по скоростям электронов, протонов и альфа-частиц ( ядер гелия ) солнечного ветра». [26] В его состав входят три инструмента: [26]

ЭПИК

Первое изображение EPIC, опубликованное НАСА 6 июля 2015 года, показывает полностью освещенную солнцем Землю на расстоянии 1 475 207 км (916 651 миль) или почти на четыре лунных расстояния , с центром в Америке . [27] [28]

Камера полихроматической визуализации Земли (EPIC) снимает изображения освещенной стороны Земли для различных целей мониторинга в области наук о Земле в десяти различных каналах: от ультрафиолетового до ближнего инфракрасного . Уровни озона и аэрозолей отслеживаются наряду с динамикой облаков, свойствами земли и растительности . [29]

EPIC имеет диаметр апертуры 30,5 см (12,0 дюйма), фокусное расстояние 9,38, поле зрения 0,61 ° и разрешение угловой выборки 1,07 угловых секунды . Видимый диаметр Земли варьируется от 0,45° до 0,53° полной ширины. Время экспозиции для каждого из 10 узкополосных каналов (317, 325, 340, 388, 443, 552, 680, 688, 764 и 779 нм ) составляет около 40 мс. Камера выдает изображения разрешением 2048×2048 пикселей, но для увеличения количества загружаемых изображений до десяти в час разрешение на борту усредняется до 1024×1024. Окончательное разрешение составляет 25 км/пиксель (16 миль/пиксель). [29]

НИСТАР

Усовершенствованный радиометр Национального института стандартов и технологий (NISTAR) был спроектирован и построен в период с 1999 по 2001 год компаниями NIST в Гейтерсбурге, штат Мэриленд, и компанией Ball Aerospace & Technologies в Боулдере, штат Колорадо . NISTAR измеряет освещенность освещенной солнцем поверхности Земли. Это означает, что NISTAR измеряет, поглощает ли атмосфера Земли больше или меньше солнечной энергии, чем излучает обратно в космос. Эти данные будут использоваться для изучения изменений в радиационном балансе Земли , вызванных природной и человеческой деятельностью. [30]

Используя данные NISTAR, ученые могут помочь определить влияние, которое человечество оказывает на атмосферу Земли, и внести необходимые изменения, чтобы сбалансировать радиационный баланс. [31] Радиометр измеряет по четырем каналам:

Запуск

Запуск DSCOVR был проведен провайдером запуска SpaceX с использованием ракеты Falcon 9 v1.1 . Запуск DSCOVR состоялся 11 февраля 2015 года после двух очищенных запусков. DSCOVR потребовалось 110 дней с того момента, как он покинул базу ВВС на мысе Канаверал (CCAFS), Флорида , чтобы достичь пункта назначения на расстоянии 1,5 × 10 6  км (0,93 × 10 6  миль) от Земли в точке Лагранжа Солнце-Земля L1 . [32] [33]^^

История попыток запуска

Операция

Анимация траектории дальней космической климатической обсерватории.
  Глубокая космическая климатическая обсерватория  ·   Земля  ·   Луна

6 июля 2015 года DSCOVR представил свой первый публично опубликованный снимок всей освещенной солнцем стороны Земли с расстояния 1 475 207 км (916 651 миль), сделанный инструментом EPIC. EPIC предоставляет ежедневную серию изображений Земли , что позволяет впервые изучить ежедневные изменения по всему земному шару. Изображения, доступные через 12–36 часов после создания, публикуются на специальной веб-странице с сентября 2015 года. [27]

DSCOVR был введен в эксплуатацию в точке Лагранжа L1 для наблюдения за Солнцем , поскольку постоянный поток частиц от Солнца ( солнечный ветер ) достигает L1 примерно за 60 минут до того, как достигнет Земли. DSCOVR обычно способен обеспечить предупреждение за 15–60 минут до того, как всплеск частиц и магнитного поля от коронального выброса массы (CME) достигнет Земли и создаст геомагнитную бурю . Данные DSCOVR также будут использоваться для улучшения прогнозов мест воздействия геомагнитной бури, чтобы иметь возможность принять превентивные меры. Электронные технологии, такие как спутники на геосинхронной орбите, подвергаются риску незапланированных сбоев без предупреждений со стороны DSCOVR и других спутников мониторинга на L1. [35]

16–17 июля 2015 г. DSCOVR сделал серию изображений, показывающих Луну во время прохождения Земли. Изображения были сделаны между 19:50 и 00:45 UTC . Анимация состояла из монохромных изображений, снятых с разными цветными фильтрами с 30-секундными интервалами для каждого кадра, в результате чего в каждом готовом кадре Луны появлялась небольшая цветовая окантовка. Благодаря своему расположению на линии Солнце-Земля L1, DSCOVR всегда будет видеть освещенную Луну и всегда будет видеть ее обратную сторону , когда она проходит перед Землей. [36]

19 октября 2015 года НАСА открыло новый веб-сайт, на котором размещены почти живые изображения « Голубого мрамора », сделанные EPIC Земли. [22] Каждый день, каждые два часа, публикуется двенадцать изображений, демонстрирующих вращение Земли вокруг своей оси. [37] Разрешение изображений колеблется от 10 до 15 км на пиксель (от 6 до 9 миль на пиксель), а короткое время выдержки делает точки звездного света невидимыми. [37]

27 июня 2019 года DSCOVR был переведен в безопасный режим из-за аномалии в работе лазерного гироскопа миниатюрного инерциального измерительного блока (MIMU), входящего в систему управления ориентацией космического корабля . [38] Операторы запрограммировали патч для программного обеспечения, который позволяет DSCOVR работать без лазерного гироскопа, используя только звездный трекер для получения информации об угловой скорости. [39] DSCOVR вышел из безопасного режима 2 марта 2020 года и возобновил нормальную работу. [40]

Анимации

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ abcd «Спутниковая и информационная служба NOAA: Обсерватория глубокого космического климата (DSCOVR)» (PDF) . НОАА. Архивировано из оригинала (PDF) 17 октября 2020 года . Проверено 24 сентября 2019 г. Всеобщее достояниеВ данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
  2. ^ «DSCOVR: Обсерватория глубокого космического климата» (PDF) . НОАА. Январь 2015 г. Архивировано из оригинала (PDF) 2 апреля 2015 г. . Проверено 14 марта 2015 г. Всеобщее достояниеВ данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
  3. ^ abcdefg Меллоу, Крейг (август 2014 г.). «Спутник Эла Гора». Воздух и космос/Смитсоновский институт . Проверено 12 декабря 2014 г.
  4. ↑ Бойл, Алан (10 февраля 2015 г.). «SpaceX отменяет запуск DSCOVR Falcon 9 (снова) из-за ветра» . Новости Эн-Би-Си . Проверено 15 февраля 2015 г.
  5. ^ «DSCOVR завершает свой первый год в глубоком космосе!». НОАА. 7 марта 2016 г. Проверено 12 марта 2019 г. Всеобщее достояниеВ данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
  6. ^ Аб Донахью, Билл (7 апреля 2011 г.). «Кто убил космическую климатическую обсерваторию?». Популярная наука . Проверено 12 декабря 2014 г.
  7. ↑ Лири, Уоррен (1 июня 1999 г.). «Политика удерживает спутник на Земле». Нью-Йорк Таймс . Проверено 24 июля 2009 г.
  8. ^ «Оценка миссии Трианы, G-99-013, Итоговый отчет = Управление генерального инспектора» (PDF) . НАСА. 10 сентября 1999 г. Архивировано из оригинала (PDF) 20 марта 2009 г. . Проверено 7 февраля 2009 г. Всеобщее достояниеВ данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
  9. ^ «Завершена научная оценка миссии НАСА Триана» . Земная обсерватория . НАСА. 8 марта 2000 г. Архивировано из оригинала 11 октября 2008 г. Проверено 3 февраля 2008 г. Всеобщее достояниеВ данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
  10. ↑ Кларк, Стивен (2 марта 2009 г.). «Законсервированный спутник лежит на складе и ждет новой жизни». Космический полет сейчас .
  11. ^ abc Кларк, Стивен (21 февраля 2011 г.). «НОАА использует спутник DSCOVR для миссии по космической погоде» . Космический полет сейчас . Архивировано из оригинала 24 февраля 2011 года.
  12. ^ Аб Сиддики, Асиф А. (2018). За пределами Земли: Хроника исследования глубокого космоса, 1958–2016 (PDF) . НАСА. п. 303. ИСБН 978-1-62683-043-1. LCCN  2017058675. Всеобщее достояниеВ данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
  13. ^ «Космический корабль Triana/DSCOVR успешно восстановлен из нафталина» . НАСА. 15 февраля 2009 г. Архивировано из оригинала 12 июня 2009 г. Проверено 7 сентября 2009 г. Всеобщее достояниеВ данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
  14. ↑ Донахью, Билл (6 апреля 2011 г.). «Кто убил космическую климатическую обсерваторию?». Популярная наука . Проверено 24 сентября 2019 г.
  15. ^ Смит, Р.К.; и другие. (декабрь 2011 г.). Ремонт, испытание и повторная калибровка приборов для наук о Земле для Климатической обсерватории дальнего космоса (DSCOVR) . Осеннее собрание Американского геофизического союза 2011 г. Тезисы осеннего собрания AGU . Том. 2011. стр. A43G–03. Бибкод : 2011AGUFM.A43G..03S.
  16. ^ Гор, Эл (2009). «Глава 17». Наш выбор . Родейл. ISBN 978-1-59486-734-7.
  17. ^ «Spacex заказала две миссии класса EELV от ВВС США» (пресс-релиз). SpaceX. 5 декабря 2012 года . Проверено 12 декабря 2014 г.
  18. ↑ Лесли, Джон (10 сентября 2013 г.). «Миссия DSCOVR приближается к запуску в 2015 году» . НАСА/НОАА. Всеобщее достояниеВ данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
  19. ↑ Адамс, Сэм (20 января 2017 г.). «Обзор фильма: стоит ли «Неудобное продолжение» Эла Гора?». Би-би-си . Проверено 30 мая 2018 г.
  20. ^ «Космический корабль и инструменты». НОАА. Архивировано из оригинала 9 февраля 2015 года . Проверено 10 февраля 2015 г. Всеобщее достояниеВ данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
  21. ^ Маленький спутник, который может 2021 г. См. схему.
  22. ^ ab «DSCOVR: EPIC – камера полихроматического изображения Земли». НАСА . Проверено 30 августа 2019 г. Всеобщее достояниеВ данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
  23. ↑ Филлипс, Ари (4 февраля 2015 г.). «Краткий обзор нового спутника НАСА, на создание которого ушло 16 лет». ДумайтеПрогресс.
  24. ^ «Миссия DSCOVR размещает два инструмента НАСА для наблюдения за Землей» . НОАА. 21 октября 2014 года . Проверено 9 февраля 2015 г. Всеобщее достояниеВ данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
  25. ↑ Кларк, Стивен (7 июня 2015 г.). «Страж космической погоды DSCOVR достиг финиша» . Космический полет сейчас.
  26. ^ ab «Спутниковая и информационная служба NOAA: Обсерватория глубокого космического климата (DSCOVR): плазменный магнитометр (PlasMag)» (PDF) . НОАА. Архивировано из оригинала (PDF) 10 февраля 2015 года . Проверено 10 февраля 2015 г. Всеобщее достояниеВ данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
  27. ^ Аб Нортон, Карен (20 июля 2015 г.). «НАСА сделало «ЭПИЧНОЕ» изображение Земли» . НАСА. Всеобщее достояниеВ данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
  28. ^ "DSCOVR: ЭПИЧНАЯ" . НАСА. 6 июля 2015 года . Проверено 26 февраля 2018 г. Всеобщее достояниеВ данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
  29. ^ ab «Спутниковая и информационная служба NOAA: Обсерватория глубокого космического климата (DSCOVR): камера с улучшенной полихроматической визуализацией (EPIC)» (PDF) . НОАА. 14 января 2015 г. Архивировано из оригинала (PDF) 10 февраля 2015 г. . Проверено 10 февраля 2015 г. Всеобщее достояниеВ данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
  30. ^ «Спутниковая и информационная служба NOAA: Обсерватория глубокого космического климата (DSCOVR): Передовой радиометр Национального института стандартов и технологий (NISTAR)» (PDF) . НОАА. Архивировано из оригинала (PDF) 22 апреля 2015 года . Проверено 10 февраля 2015 г. Всеобщее достояниеВ данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
  31. ↑ Дженнер, Линн (20 января 2015 г.). «Прибор DSCOVR NISTAR NOAA следит за «бюджетом» Земли» . НАСА . Проверено 12 марта 2019 г. Всеобщее достояниеВ данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
  32. ^ "DSCOVR - Спутниковые миссии" . каталог.eoportal.org . ЕКА . Проверено 12 марта 2019 г.
  33. ^ «Первый действующий спутник NOAA в глубоком космосе достиг конечной орбиты» . НАСА. 8 июня 2015 года . Проверено 1 мая 2019 г. Всеобщее достояниеВ данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
  34. ↑ Крессвелл, Мириам (8 февраля 2015 г.). «Запуск SpaceX DISCOVR удален» . Космическая Алабама. ВАЙТВ. Архивировано из оригинала 11 февраля 2015 года.
  35. ^ "DSCOVR: Обсерватория глубокого космического климата" . НОАА . Проверено 22 июля 2015 г. Всеобщее достояниеВ данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
  36. ↑ Кларк, Стивен (5 августа 2015 г.). «Наблюдайте, как Луна проходит мимо Земли». Космический полет сейчас.
  37. ^ Аб Кларк, Стивен (19 октября 2015 г.). «НАСА будет публиковать новые фотографии «голубого мрамора» каждый день». Космический полет сейчас.
  38. ↑ Фауст, Джефф (5 июля 2019 г.). «Космический корабль DSCOVR в безопасном режиме». Космические новости.
  39. ^ «Планируется исправление программного обеспечения для восстановления DSCOVR» . Космические новости. 1 октября 2019 года . Проверено 3 марта 2020 г.
  40. ^ «DSCOVR снова в работе» . Космические новости. 3 марта 2020 г.

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы, связанные с DSCOVR .

дальнейшее чтение