stringtranslate.com

Система наблюдения за Землей

Система наблюдения за Землей ( EOS ) — это программа NASA, включающая ряд миссий искусственных спутников и научных приборов на околоземной орбите, предназначенных для долгосрочных глобальных наблюдений за поверхностью земли, биосферой , атмосферой и океанами . С начала 1970-х годов NASA разрабатывает свою Систему наблюдения за Землей, запустив серию спутников Landsat в течение десятилетия. Некоторые из первых включали пассивную микроволновую съемку в 1972 году с помощью спутника Nimbus 5. [1] После запуска различных спутниковых миссий концепция программы началась в конце 1980-х годов и быстро расширялась в течение 1990-х годов. [2] С момента создания программы она продолжала развиваться, включая: сушу, море, радиацию и атмосферу. [1] Собранные в системе, известной как EOSDIS , NASA использует эти данные для изучения прогресса и изменений в биосфере Земли. Основное внимание в этом сборе данных уделяется климатической науке. Программа является центральным элементом программы NASA Earth Science Enterprise .

История и развитие

Спутник TIROS-1 представлен в Национальном музее авиации и космонавтики в Вашингтоне

До разработки нынешней Системы наблюдения за Землей (EOS) основы этой программы были заложены в начале 1960-х и 1970-х годов. TIROS-1 , самый первый полномасштабный метеорологический спутник на низкой околоземной орбите . [3] Основной целью TIROS-1 было исследование телевизионного инфракрасного наблюдения как метода мониторинга и изучения поверхности Земли. Имея решающее значение для разработки спутников, используемых в настоящее время, TIROS-1 была программой, которая позволила НАСА использовать экспериментальные приборы и методы сбора данных для изучения метеорологии во всем мире. Важно то, что эта новая информация, собранная TIROS-1, позволила бы метеорологам и ученым наблюдать крупномасштабные погодные явления. При этом они смогли бы ответить на такие вопросы, как «должны ли мы эвакуироваться с побережья из-за урагана?». [3] После TIROS была разработана экспериментальная программа Applications Technology Satellite (ATS). Основной целью этих спутников были прогнозы погоды и изучение окружающей среды космоса. Важно отметить, что эта программа была сосредоточена на запуске спутников на геосинхронную орбиту и оценке эффективности этой орбитальной модели для наблюдения за Землей. [1] ATS-3 , самая продолжительная миссия, просуществовала более 20 лет. Это был первый спутник, который сделал цветные снимки из космоса и в значительной степени выступал в качестве средства связи. [1]

После успеха TIROS-1 и ATS-3, NASA совместно с Геологической службой США (USGS) продвинулись вперед в наблюдении за Землей с помощью серии спутников Landsat , запущенных в 1970-х и 1980-х годах. Спутник Nimbus 5, запущенный в 1972 году, использовал пассивную микроволновую съемку; весьма успешный метод наблюдения за изменениями в морском ледяном покрове. [1]   Наблюдение было продолжено последующими миссиями, такими как Nimbus 7 , оснащенным сканером цвета прибрежной зоны (CZCS) для детализации изменений цвета в океанах Земли и спектрометром для картирования общего озонового слоя (TOMS) для измерения солнечной радиации и отраженной радиации от атмосферы Земли. [1] Первые спутники этих программ проложили путь для большей части сегодняшней программы EOS. Спутники TIROS были чрезвычайно важны для тестирования и разработки не только инструментов наблюдения Земли, таких как спектрометры , но также многому научились из различных датчиков, используемых для поддержания этих спутников на орбите в течение устойчивых периодов времени. Датчики, такие как датчики горизонта, были испытаны на этих ранних спутниках и были адаптированы для создания более продвинутых методов наблюдения и рабочих конфигураций. [1]

Эксплуатация и технологии - Логистика

Сбор и использование данных

С момента создания программы ее общая цель осталась прежней: «контролировать и понимать ключевые компоненты климатической системы и их взаимодействия посредством долгосрочных глобальных наблюдений». [4] Благодаря использованию различных программ, таких как программы LandSat и A-Train, ученые получают более глубокое понимание Земли и ее изменений. В настоящее время данные, собранные спутниками в EOS, оцифровываются и обобщаются Системой данных и информации о системе наблюдения за Землей. Затем ученые используют эти данные для прогнозирования погодных явлений, а в последнее время — для прогнозирования последствий изменения климата для таких договоров, как Парижские климатические соглашения, при этом данные в основном собираются EOS и затем анализируются.

Межправительственные агентства и партнерства

В более широком смысле наблюдения за Землей и всех миссий, которые влияют на EOS, существовало множество межправительственных партнерств и международных партнерств, которые помогли финансировать, исследовать и разрабатывать сложный массив спутников и космических аппаратов, которые делают Систему наблюдения за Землей успешной в своей роли. В общей сложности, межправительственные партнерства составляют почти 37% всех миссий, в то время как 27% миссий также включают международные партнерства с другими странами и международными компаниями.

По состоянию на 2022 год на орбите Земли находилось девять спутников LandSat: LandSat 7, 8 и 9. С момента своего создания программа LandSat включала множество организаций, в частности Геологическую службу США (USGS). Другие межправительственные агентства, которые были частью программы наблюдения за Землей, включают Управление по охране окружающей среды (ESSA), Министерство обороны США (USDOD), Министерство энергетики США (USDOE) и Национальное управление океанических и атмосферных исследований США (NOAA). Сотрудничество этих межправительственных агентств позволяет увеличить финансирование программы наряду с сотрудничеством государственных ресурсов из различных агентств. Часто эти партнерства начинаются с того, что другое правительственное агентство хочет получить определенный инструмент в качестве части полезной нагрузки, включенной в миссию. [14]

Аналогичным образом, международное партнерство со странами возникло либо в результате использования определенной полезной нагрузки (инструмента), сопровождающей существующую миссию, разработанную НАСА, либо в результате сотрудничества НАСА и необходимости использования объектов другого космического агентства, например Европейского космического агентства. Подобное партнерство наблюдалось в 2000 году, когда спутник ERS-1 был запущен из Гвианского космического центра; космодрома во Французской Гвиане, Южная Америка. Международные агентства, которые помогали или сотрудничали с НАСА, включают CONAE (Аргентинское космическое агентство), CNES (Французское космическое агентство), DLR (Немецкий аэрокосмический центр), государственную космическую федерацию Роскосмос Российской Федерации и JAXA (Японское космическое агентство; ранее NASDA). [2]

За время существования программы также существовали различные корпоративные и организационные партнерства с компаниями, как базирующимися в Америке, так и за рубежом. В 2002 году миссии SeaWIFS стали результатом сотрудничества с GEOeye, американской компанией по спутниковой съемке. Аналогичным образом, такие организации, как Международный совет по науке (ICSU), Международная организация по стандартам (IOS), Всемирная система данных (WDS) и Комитет по спутникам наблюдения за Землей (CEOS) участвовали в планировании, сборе данных и анализе данных миссий. Как уже упоминалось, финансирование, инструментальные дополнения и помощь в координации и анализе данных являются преимуществами этих партнерств. [15]

Список миссий с датами запуска

Будущие миссии

Иллюстрация Sentinel 6B

Сентинел 6Б

Поскольку система наблюдения за Землей становится все более важной в изучении климата и изменений на Земле, программа будет продолжать развиваться. NASA вместе с другими правительственными агентствами, такими как Европейское космическое агентство и NASDA (Япония), запланировали много будущих миссий. Sentinel 6B является одной из таких миссий, целью которой является постоянное наблюдение за водой и океаном. Ключевой целью миссий Sentinel является мониторинг повышения уровня моря, основного индикатора изменения климата и глобального потепления. Поскольку политика Парижского соглашения и все больше стран стремятся к миру с нейтральным уровнем выбросов углерода, данные, собранные миссиями Sentinel, помогут в дальнейшем понимании изменяющегося климата Земли. Также ожидается, что один из спутников Sentinel испытает новый эксперимент в отношении прогнозирования погоды. В качестве части своей полезной нагрузки он будет использовать Глобальную навигационную спутниковую систему радиозатмения (GNSS-RO), метод детализации изменений и информации о различных слоях в атмосфере. [18]

JPSS-3 и 4

Ожидается, что системы JPSS или Joint Polar Satellite будут запущены в 2027 году. Этот проект станет межправительственным сотрудничеством между NASA и Национальным управлением океанических и атмосферных исследований (NOAA) и будет наблюдать за новым поколением полярных орбитальных экологических спутников. Важно то, что эти полярные орбитальные спутники не являются геосинхронными, то есть эти два спутника будут иметь угол наклона около 90 градусов к экватору. Важно то, что этот проект продолжается и является третьим и четвертым спутником в серии JPSS. Полезная нагрузка для этого типа спутника будет включать в себя радиометр видимого инфракрасного изображения, усовершенствованный микроволновый зонд и набор для картирования и профилирования озона. Данные, собранные этими разнообразными инструментами, будут включать численное прогнозирование погоды, которое будет использоваться для моделирования и прогнозирования. [19]

ЭВМ-3 ИНКУС

Cumuionimbus INCUS облака над Польшей. Целью EVM-3 INCUS является исследование образования этих облаков и гроз, часто связанных с ними.

В рамках миссии Earth Venture Missions, миссии Investigation of Convective Updrafts, планируется запустить три небольших спутника. Три спутника будут вращаться по орбите в тесной координации и будут иметь целью изучение формирования конвективных штормов и сильных осадков. Целью является не только узнать, как, но и точно знать, где и когда они образуются. Хотя все еще находится на стадии планирования и разработки, первый из трех спутников в EVM-3 в 2027 году. После обсуждения 12 предложений EVM в 2021 году миссия INCUS была выбрана после обзора членами комиссии. Директор по наукам о Земле NASA Карен Сен-Жермен заявила: «В условиях меняющегося климата более точная информация о том, как развиваются и усиливаются штормы, может помочь улучшить погодные модели и нашу способность прогнозировать риск экстремальных погодных условий». Поскольку последствия изменения климата все больше усиливаются с повышением температуры на уровне моря во всем мире, прогнозируется, что штормы будут иметь большую интенсивность и происходить чаще. Это результат увеличения количества водяного пара, движущегося вверх, что создает конвекционные потоки. INCUS поможет ученым понять эти потоки и поможет предсказать вероятность и местоположение крупных штормов, когда он будет полностью готов к работе. [20]

Ключевой персонал

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abcdefg Платник, Стивен (22 марта 2022 г.). «Исторические миссии». Система наблюдения за Землей НАСА .
  2. ^ ab Platnick, Steven (5 апреля 2022 г.). «Система наблюдения за Землей». Система наблюдения за Землей НАСА .
  3. ^ ab "TIROS | Science Mission Directorate". science.nasa.gov . Получено 11 мая 2022 г. .
  4. ^ ab Platnick, S (2022). «Текущие миссии | Система наблюдения за Землей NASA». NASA EOS .
  5. ^ Masek, G (2022). "Operational Land Imager | Landsat Science | Совместная программа NASA/USGS по наблюдению за Землей". NASA Landsat Science . Получено 2 ноября 2022 г.
  6. ^ "Исследуйте Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM+) - Earth Online". earth.esa.int . Получено 11 мая 2022 г.
  7. ^ Смит, AMS; Дрейк, NA; Вустер, MJ; Худак, AT; Холден, ZA; Гиббонс, CJ (июнь 2007 г.). «Производство эталонных изображений Landsat ETM+ выжженных территорий в южноафриканских саваннах: сравнение методов и применение в MODIS». Международный журнал дистанционного зондирования . 28 (12): 2753–2775. Bibcode : 2007IJRS...28.2753S. doi : 10.1080/01431160600954704. ISSN  0143-1161. S2CID  1507458.
  8. ^ "CloudSat - eoPortal Directory - Satellite Missions". directory.eoportal.org . Получено 11 мая 2022 г. .
  9. ^ "NASA - Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observations". www-calipso.larc.nasa.gov . Получено 11 мая 2022 г. .
  10. ^ Froidevaux, Lucien; Kinnison, Douglas E.; Santee, Michelle L.; Millán, Luis F.; Livesey, Nathaniel J.; Read, William G.; Bardeen, Charles G.; Orlando, John J.; Fuller, Ryan A. (12 апреля 2022 г.). «Тенденции ClO и HOCl в верхней стратосфере (2005–2020 гг.): результаты измерений с помощью микроволнового зонда Aura Limb и модельных датчиков». Atmospheric Chemistry and Physics . 22 (7): 4779–4799. Bibcode : 2022ACP....22.4779F. doi : 10.5194/acp-22-4779-2022 . ISSN  1680-7324.
  11. ^ "Тропосферный эмиссионный спектрометр - Earth Instruments - NASA Jet Propulsion Laboratory". NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) . Получено 11 мая 2022 г.
  12. ^ "Advanced Microwave Scanning Radiometer (AMSR) SIPS | Earthdata". earthdata.nasa.gov . 3 февраля 2022 г. . Получено 11 мая 2022 г. .
  13. ^ "MODIS Web". modis.gsfc.nasa.gov . Получено 11 мая 2022 г. .
  14. ^ "Relevant Organizations". Resources for the Future . Архивировано из оригинала 24 сентября 2022 года . Получено 19 мая 2022 года .
  15. ^ Рамаприян, Хампапурам К.; Мерфи, Кевин Дж. (13 ноября 2017 г.). «Сотрудничество и партнерство в системах данных NASA по наукам о Земле». Журнал науки о данных . 16 : 51. doi : 10.5334/dsj-2017-051 . ISSN  1683-1470. S2CID  65241888.
  16. ^ "ATS | Science Mission Directorate". science.nasa.gov . Получено 27 октября 2016 г. .
  17. ^ Команда, Лиза Тейлор, Aquarius EPO. «Миссия NASA Aquarius – Отчет о статусе и событиях миссии». aquarius.umaine.edu .{{cite web}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  18. ^ Платник, С. (2022). «Sentinel-6B | Система наблюдения за Землей НАСА». NASA EOS .
  19. ^ Платник, Стивен. «Будущие миссии. Система наблюдения за Землей». Система наблюдения за Землей НАСА .
  20. ^ Поттер, Шон (5 ноября 2021 г.). «NASA выбирает новую миссию для изучения штормов, их влияния на климатические модели». NASA . Получено 19 мая 2022 г. .

Внешние ссылки