Earth Radiation Budget Satellite ( ERBS ) был научно-исследовательским спутником NASA . Спутник был одним из трех спутников в исследовательской программе NASA под названием Earth Radiation Budget Experiment (ERBE), для исследования радиационного баланса Земли . Спутник также нес прибор, который изучал стратосферный аэрозоль и газы.
ERBS был запущен 5 октября 1984 года космическим челноком Challenger во время миссии STS-41-G и деактивирован 14 октября 2005 года. [4] Он вновь вошел в атмосферу Земли 8 января 2023 года над Беринговым морем недалеко от Алеутских островов . [5] [6] Приборы NASA CERES продолжили запись данных ERB после 1997 года.
Космический аппарат ERBS был запущен с космического челнока Challenger 5 октября 1984 года (первый день полета) с помощью канадской системы RMS (система дистанционного манипулятора), механической руки длиной около 16 м. При запуске одна из солнечных панелей ERBS изначально не смогла выдвинуться должным образом. Поэтому специалисту по миссии Салли Райд пришлось встряхнуть спутник с помощью дистанционно управляемой роботизированной руки, а затем, наконец, поместить застрявшую панель на солнечный свет, чтобы панель выдвинулась. [7]
Спутник ERBS был первым космическим аппаратом, запущенным и выведенным на орбиту в ходе миссии «Спейс шаттл». [7]
Он вращался по несинхронной солнечной орбите на высоте 610 км (которая снизилась до 585 км к 1999 году). Наклонение составляло 57 градусов, что не обеспечивало полного покрытия Земли. [7]
Его проектный срок службы составлял два года, а цель — три, но он продержался 21 год, претерпев несколько незначительных аппаратных сбоев по пути. Командная память подвергалась случайным переворотам битов с момента запуска. Сканер ERBE вышел из строя в 1990 году. Частичный сбой памяти произошел в октябре 1993 года. Один из двух цифровых телеметрических блоков вышел из строя в апреле 1998 года. В сентябре 1999 года сбой в карданном подвесе несканирующего прибора приостановил солнечные измерения для солнечного монитора. Измерения возобновились 22 декабря 1999 года, когда была определена новая последовательность команд. [8] Только один из пяти гироскопов все еще функционировал в конце миссии, а работа двигателя была нестабильной. Во время вывода из эксплуатации было обнаружено, что вышел из строя топливный бак. [9]
Отказы батарей привели к окончательному решению о выводе космического корабля из эксплуатации. Несмотря на оценки, что спутник мог продолжать работать до 2010 года, существовали опасения, что если спутник потеряет питание до того, как батареи будут отключены от солнечных батарей, батареи могут взорваться, создав облако космического мусора, которое подвергнет опасности другие спутники. В сентябре 1989 года производительность двух батарей начала расходиться. В августе 1992 года на батарее 1 произошли короткие замыкания ячеек, и снова в сентябре, в результате чего батарея 1 была отключена в октябре. Затем батарея 2 поддерживала все нагрузки и получила короткое замыкание ячейки в июне 1993 года, а затем в июле 1993 года. Была предпринята попытка снова включить батарею 1 в работу в августе 1993 года, но она не удалась из-за плохого распределения нагрузки. Еще один отказ ячейки начался в июне 1998 года, что привело к полному отказу ячейки 15 января 1999 года. Этот отказ ячейки привел к тому, что напряжение батареи упало настолько низко, что система управления ориентацией стала ненадежной, и спутник начал очень медленно падать. Все эти отказы ячеек и короткие замыкания привели к потере научных данных на несколько дней или месяцев. Спутник был восстановлен, и батарея 1 была снова включена. После этого батарея 2 была отключена. [10] К концу миссии батарея 2 испытала 5 отказов ячеек и была отключена от главной шины; а батарея 1 испытала 3 отказа ячеек. [9]
В 2002 году перигей спутника был понижен более чем на 50 км, чтобы гарантировать, что аппарат естественным образом разрушится в течение 25 лет после окончания миссии. Это оказалось мудрым решением, поскольку, когда космический аппарат был окончательно выведен из эксплуатации в 2005 году, системы движения и ориентации были настолько деградированы, что риски, связанные с устранением оставшегося топлива путем выполнения посленаучных маневров delta-V, были сочтены слишком значительными, и поэтому эти маневры не были выполнены.
Приказ о выводе спутника из эксплуатации был отдан 12 июля 2005 года, и тогда же начались работы. Приборы были выключены в августе, а активные шаги начались в сентябре. Во время вывода из эксплуатации было израсходовано последнее топливо, батареи были разряжены, магнитофон был воспроизведен в последний раз, бортовая память была очищена, а солнечные батареи были отключены от батареи. На последнем контакте ERBS, во время его 114 941-й орбиты, система управления ориентацией и импульсом была отключена, а система питания была переведена в режим разрядки. Последние команды открыли двигатели, чтобы позволить оставшемуся топливу вытечь, и транспондеры были выключены в последний раз. [11]
Предполагается, что спутник вновь вошел в атмосферу Земли 8 января 2023 года в 18:04 по восточному поясному времени над Беринговым морем недалеко от Алеутских островов . Считается, что большая часть спутника сгорела в атмосфере, но некоторые крупные части могли уцелеть и упасть в море. До повторного входа в атмосферу НАСА оценивало вероятность того, что падающие обломки нанесут какой-либо вред, примерно в 1 к 9400. [6]
SAGE II измерил снижение озона над Антарктидой с момента первого описания озоновой дыры в 1985 году. Эти данные были ключевыми в процессе принятия решений международным сообществом во время Монреальского протокола 1987 года , что привело к почти полному отказу от ХФУ в промышленно развитых странах. Он также создал запись данных об аэрозолях в полярных стратосферных облаках (PSC), которая имела решающее значение для понимания процесса озоновой дыры. Данные SAGE II использовались для понимания воздействия вулканических аэрозолей на климат. [8]
На борту ERBS было установлено три прибора: сканер Earth Radiation Budget Experiment (ERBE), несканирующий ERBE и Stratospheric Aerosol and Gas Experiment (SAGE II). ERBE был продолжением исследований Radiation Budget, проводившихся спутниками Nimbus-6 и 7. SAGE-II был продолжением спутника SAGE , который просуществовал с 1979 по 1981 год.
ERBS был одним из трех спутников в ERBE, и он нес два инструмента в рамках этих усилий. Сканер ERBE представлял собой набор из трех детекторов, которые изучали длинноволновую радиацию , коротковолновую радиацию и полную энергию, излучаемую Землей вдоль линии траектории спутника. Несканер ERBE представлял собой набор из пяти детекторов, которые измеряли полную энергию от Солнца , а также коротковолновую и полную энергию от всего диска Земли и области под спутником. Две другие миссии ERBE были включены в спутник NOAA-9 , когда он был запущен в январе 1985 года, и спутник NOAA-10 , когда он был запущен в октябре 1986 года. Сканер ERBE на ERBS перестал функционировать 2 февраля 1990 года, и после многочисленных попыток восстановить его, он был отключен навсегда в марте 1991 года. [7] [9] Несканер потерял способность выполнять двухнедельную внутреннюю и солнечную калибровку, но в результате этого не было обнаружено ухудшения качества данных. Несканер был отключен 22 августа 2005 года в рамках подготовки к выводу из эксплуатации. [9] Миссии Clouds and the Earth's Radiant Energy System (CERES) используют усовершенствованный устаревший инструмент, который продолжает запись данных ERBE. Первый из семи приборов CERES был запущен в 1997 году в рамках миссии NASA по измерению количества осадков в тропиках , а последний — в рамках совместной полярной спутниковой системы 1 (JPSS-1) в 2017 году.
Другим инструментом на ERBS был эксперимент по стратосферному аэрозолю и газу (SAGE II). SAGE II был вторым из четырех миссий SAGE, последняя из которых, SAGE III-ISS, была установлена на Международной космической станции в 2017 году. Инструмент SAGE II вышел из строя в июле 2000 года. SAGE II не смог зафиксироваться ни на восходе, ни на закате. Считалось, что это произошло из-за чрезмерно шумных показаний азимутального потенциометра в выбранных азимутальных областях. Был разработан оперативный обходной путь, который позволил SAGE II собрать примерно 50 процентов номинальных научных данных. SAGE-II был выключен в августе 2005 года в рамках подготовки к выводу из эксплуатации. [9]