stringtranslate.com

Климатическая обсерватория глубокого космоса

Deep Space Climate Observatory ( DSCOVR ; ранее известная как Triana , неофициально известная как GoreSat [3] ) — спутник космического наблюдения за погодой , 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 дальнего космоса NOAA, ставший его основной системой оповещения Земли в случае солнечных магнитных бурь . [5]

Первоначально DSCOVR был предложен как космический аппарат для наблюдения за Землей, размещенный в точке Лагранжа L 1 Солнце-Земля , предоставляющий живое видео солнечной стороны планеты через Интернет, а также научные инструменты для изучения изменения климата. Политические изменения в Соединенных Штатах привели к отмене миссии, и в 2001 году космический аппарат был помещен на хранение.

Сторонники миссии продолжали настаивать на ее восстановлении, и 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 по-прежнему 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 в точках Лагранжа .

NOAA управляет DSCOVR из своего центра по работе со спутниками и продуктами в Сьютленде, штат Мэриленд . Полученные космические данные, которые позволяют 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 NASA . [1]

История

Климатическая обсерватория глубокого космоса (DSCOVR)

DSCOVR начинался как предложение в 1998 году тогдашнего вице-президента Эла Гора с целью наблюдения за всей Землей в точке Лагранжа L 1 Солнце-Земля , находящейся на расстоянии 1,5 × 10 6  км (0,93 × 10 6  миль) от Земли. [3] [6] Первоначально известный как Triana, названный в честь Родриго де Трианы , первого из команды Колумба , увидевшего землю в Америке , первоначальная цель космического корабля состояла в том, чтобы обеспечить почти непрерывный вид всей Земли и сделать это живое изображение доступным через Интернет. Гор надеялся не только продвинуть науку с помощью этих изображений, но и повысить осведомленность о самой Земле, обновив влиятельную фотографию Blue Marble , сделанную Аполлоном 17. [7] В дополнение к камере для получения изображений радиометр должен был провести первые прямые измерения того, сколько солнечного света отражается и излучается всей Землей ( альбедо ). Эти данные могут стать барометром процесса глобального потепления . Научные цели были расширены для измерения количества солнечной энергии, достигающей Земли, облачных структур, погодных систем, мониторинга состояния растительности Земли и отслеживания количества ультрафиолетового света, достигающего поверхности через озоновый слой .^^

В 1999 году генеральный инспектор НАСА сообщил, что «базовая концепция миссии Триана не была проверена коллегами», и «дополнительная наука Трианы может не представлять собой наилучшего расхода ограниченного научного финансирования НАСА». [8] Члены Конгресса США спросили Национальную академию наук, стоил ли проект того. В итоговом отчете, опубликованном в марте 2000 года, говорилось, что миссия была «сильной и научно важной». [9]

Администрация Буша приостановила проект вскоре после инаугурации Джорджа Буша-младшего в январе 2001 года. [6] Triana была исключена из первоначальной возможности запуска на STS-107 ( злополучная миссия Columbia в 2003 году). [3] Космический корабль стоимостью 150 миллионов долларов США [3] был помещен в хранилище с азотной подушкой в ​​Центре космических полетов имени Годдарда в ноябре 2001 года и оставался там в течение всего срока полномочий администрации Буша. [10] В 2003 году НАСА переименовало космический корабль в Deep Space Climate Observatory (DSCOVR) в попытке вернуть поддержку проекта, [3] но миссия была официально прекращена НАСА в 2005 году. [11]

В ноябре 2008 года, финансируемый Национальным управлением океанических и атмосферных исследований (NOAA) и ВВС США , космический аппарат был выведен из хранилища и прошел испытания для определения его пригодности к запуску. [12] [13] После того, как администрация Обамы заняла пост президента в 2009 году, бюджет того года включал 9 миллионов долларов США, выделенных на восстановление и готовность космического корабля, [14] в результате чего НАСА отремонтировало прибор EPIC и перекалибровало прибор NISTAR. [15] Эл Гор использовал часть своей книги «Наш выбор » (2009) как попытку возродить 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 получить финансирование для перепрофилирования космического корабля DSCOVR в солнечную обсерваторию для замены устаревшего космического корабля Advanced Composition Explorer (ACE) и запросила 47,3 млн долларов США в бюджете 2012 года на эти цели. [11] Часть этого финансирования должна была позволить Военно-морской исследовательской лаборатории (NRL) построить устройство формирования изображений коронального выброса массы для космического корабля, но необходимое время задержало бы запуск DSCOVR, и в конечном итоге он не был включен. [1] [11] NOAA выделило 2 млн долларов США в своем бюджете 2011 года на инициирование работ по реконструкции и увеличило финансирование до 29,8 млн долларов США в 2012 году. [3]

В 2012 году ВВС выделили 134,5 млн долларов США на закупку ракеты-носителя и финансирование операций по запуску, и оба эти гранта были предоставлены компании SpaceX для ее ракеты Falcon 9. [3] [17] В сентябре 2013 года НАСА одобрило DSCOVR для перехода к фазе реализации, нацеленной 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 системную инженерию для миссии.

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

Космический корабль

Диаграмма DSCOVR

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

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

Со своей точки обзора DSCOVR отслеживает переменные условия солнечного ветра , обеспечивает раннее предупреждение о приближающихся выбросах корональной массы и наблюдает за явлениями на Земле, включая изменения озона, аэрозолей, пыли и вулканического пепла, высоты облаков, растительного покрова и климата. В своем местоположении Солнце-Земля L 1 он имеет непрерывный вид на Солнце и освещенную солнцем сторону Земли. После того, как космический аппарат прибыл на место и вошел в свою рабочую фазу, НАСА начало публиковать изображения Земли в режиме, близком к реальному времени, через веб-сайт инструмента EPIC. [22] DSCOVR делает полные снимки Земли примерно каждые два часа и способен обрабатывать их быстрее, чем другие спутники наблюдения за Землей . [23]

Космический корабль находится на петлевой гало-орбите вокруг точки Лагранжа L1 системы Солнце-Земля в течение шестимесячного периода, при этом угол между космическим кораблем, Землей и Солнцем варьируется от 4° до 15°. [24] [25]

Инструменты

ПлазМаг

Plasma - Magnetometer (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 коронального выброса массы (CME). Он делает это, измеряя «магнитное поле и функции распределения скоростей электронов, протонов и альфа-частиц ( ядер гелия ) солнечного ветра». [26] Он имеет три инструмента: [26]

ЭПИЧЕСКИЙ

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

Полихроматическая камера Земли (EPIC) делает снимки освещенной солнцем стороны Земли для различных целей мониторинга науки о Земле в десяти различных каналах от ультрафиолетового до ближнего инфракрасного . Уровни озона и аэрозоля отслеживаются вместе с динамикой облаков, свойствами земли и растительности . [29]

EPIC имеет диаметр апертуры 30,5 см (12,0 дюймов), фокусное отношение 9,38, поле зрения 0,61° и угловое разрешение выборки 1,07 угловых секунд . 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 производит изображения 2048 × 2048 пикселей, но для увеличения количества загружаемых изображений до десяти в час разрешение на борту усреднено до 1024 × 1024. Конечное разрешение составляет 25 км/пиксель (16 миль/пиксель). [29]

НИСТАР

Усовершенствованный радиометр Национального института стандартов и технологий (NISTAR) был разработан и построен в период с 1999 по 2001 год NIST в Гейтерсбурге, штат Мэриленд, и Ball Aerospace & Technologies в Боулдере, штат Колорадо . NISTAR измеряет облученность 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 должны использоваться для изучения изменений в радиационном балансе Земли, вызванных естественной и человеческой деятельностью. [30]

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

Запуск

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

История попыток запуска

Операция

Анимация траектории обсерватории глубокого космоса
  Климатическая обсерватория глубокого космоса  ·   Земля  ·   Луна

6 июля 2015 года DSCOVR передал свой первый публично опубликованный вид всей освещенной солнцем стороны Земли с расстояния 1 475 207 км (916 651 миль), полученный с помощью инструмента EPIC. EPIC предоставляет ежедневную серию изображений Земли , что позволяет впервые изучить суточные изменения по всему земному шару. Изображения, доступные в течение 12–36 часов после их создания, публикуются на специальной веб-странице с сентября 2015 года. [27]

DSCOVR был запущен в эксплуатацию в точке Лагранжа L1 для мониторинга Солнца , поскольку постоянный поток частиц от Солнца ( солнечный ветер ) достигает L1 примерно за 60 минут до достижения Земли. DSCOVR обычно может предоставить 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 предпринять превентивные действия. Электронные технологии, такие как спутники на геосинхронной орбите, подвержены риску незапланированных сбоев без предупреждений от DSCOVR и других спутников мониторинга в точке L1. [35]

16–17 июля 2015 года DSCOVR сделал серию снимков, показывающих Луну во время транзита Земли. Снимки были сделаны между 19:50 и 00:45 UTC . Анимация была составлена ​​из монохромных изображений, сделанных с различными цветными фильтрами с 30-секундными интервалами для каждого кадра, что привело к небольшой цветовой окантовке Луны в каждом готовом кадре. Благодаря своему положению в точке L1 между Солнцем и Землей, DSCOVR всегда будет видеть Луну освещенной и всегда будет видеть ее обратную сторону, когда она проходит перед Землей. [36]

19 октября 2015 года НАСА открыло новый веб-сайт для размещения почти живых изображений « Blue Marble », полученных EPIC Земли. [22] Двенадцать изображений публикуются каждый день, каждые два часа, демонстрируя вращение Земли вокруг своей оси. [37] Разрешение изображений составляет от 10 до 15 км на пиксель (от 6 до 9 миль/пиксель), а короткое время экспозиции делает точки звездного света невидимыми. [37]

27 июня 2019 года DSCOVR был переведен в безопасный режим из-за аномалии в лазерном гироскопе миниатюрного инерциального измерительного блока (MIMU), входящего в систему управления ориентацией космического корабля. [38] Операторы запрограммировали программный патч, 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

Ссылки

  1. ^ abcd "NOAA Satellite and Information Service: Deep Space Climate Observatory (DSCOVR)" (PDF) . NOAA. Архивировано из оригинала (PDF) 17 октября 2020 г. . Получено 24 сентября 2019 г. . Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  2. ^ "DSCOVR: Deep Space Climate Observatory" (PDF) . NOAA. Январь 2015 г. Архивировано из оригинала (PDF) 2 апреля 2015 г. Получено 14 марта 2015 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  3. ^ abcdefg Mellow, Craig (август 2014). "Al Gore's Satellite". Air & Space/Smithsonian . Получено 12 декабря 2014 .
  4. ^ Бойл, Алан (10 февраля 2015 г.). «SpaceX откладывает запуск DSCOVR ракеты Falcon 9 (снова) из-за ветра». NBC News . Получено 15 февраля 2015 г.
  5. ^ "DSCOVR завершает свой первый год в глубоком космосе!". NOAA. 7 марта 2016 г. Получено 12 марта 2019 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  6. ^ ab Donahue, Bill (7 апреля 2011 г.). «Кто убил Deep Space Climate Observatory?». Popular Science . Получено 12 декабря 2014 г.
  7. ↑ Лири, Уоррен (1 июня 1999 г.). «Политика удерживает спутник на Земле». The New York Times . Получено 24 июля 2009 г.
  8. ^ "Оценка миссии Триана, G-99-013, Заключительный отчет=Управление генерального инспектора" (PDF) . NASA. 10 сентября 1999 г. Архивировано из оригинала (PDF) 20 марта 2009 г. Получено 7 февраля 2009 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  9. ^ "NASA's Triana Mission Scientific Evaluation Completed". Earth Observatory . NASA. 8 марта 2000 г. Архивировано из оригинала 11 октября 2008 г. Получено 3 февраля 2008 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  10. ↑ Кларк, Стивен (2 марта 2009 г.). «Законсервированный спутник стоит на складе, ожидая новой жизни». Spaceflight Now .
  11. ^ abc Кларк, Стивен (21 февраля 2011 г.). "NOAA taps DSCOVR satellite for space weather mission". Spaceflight Now . Архивировано из оригинала 24 февраля 2011 г.
  12. ^ ab Siddiqi, Asif A. (2018). Beyond Earth: A Chronicle od Deep Space Exploration, 1958-2016 (PDF) . NASA. стр. 303. ISBN 978-1-62683-043-1. LCCN  2017058675. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  13. ^ "Космический корабль Triana/DSCOVR успешно восстановлен из нафталина". NASA. 15 февраля 2009 г. Архивировано из оригинала 12 июня 2009 г. Получено 7 сентября 2009 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  14. ^ Донахью, Билл (6 апреля 2011 г.). «Кто убил обсерваторию глубокого космоса?». Popular Science . Получено 24 сентября 2019 г. .
  15. ^ Смит, Р. К. и др. (декабрь 2011 г.). Восстановление, тестирование и повторная калибровка приборов для изучения Земли в обсерватории изучения климата в глубоком космосе (DSCOVR) . Осеннее заседание Американского геофизического союза 2011 г. Тезисы осеннего заседания AGU . Том 2011 г. стр. A43G–03. Bibcode : 2011AGUFM.A43G..03S.
  16. ^ Гор, Эл (2009). "Глава 17". Наш выбор . Родейл. ISBN 978-1-59486-734-7.
  17. ^ "Компания Spacex получила от ВВС США право на две миссии класса EELV" (пресс-релиз). SpaceX. 5 декабря 2012 г. Получено 12 декабря 2014 г.
  18. ^ Лесли, Джон (10 сентября 2013 г.). «Миссия DSCOVR движется вперед к запуску в 2015 году». NASA/NOAA. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  19. ↑ Адамс, Сэм (20 января 2017 г.). «Обзор фильма: стоит ли неудобного сиквела Эла Гора?». BBC . Получено 30 мая 2018 г.
  20. ^ "Космические аппараты и приборы". NOAA. Архивировано из оригинала 9 февраля 2015 года . Получено 10 февраля 2015 года . Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  21. ^ Маленький спутник, который может появиться в 2021 году. См. схему.
  22. ^ ab "DSCOVR: EPIC – Earth Polychromatic Imaging Camera". NASA . Получено 30 августа 2019 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  23. ^ Филлипс, Ари (4 февраля 2015 г.). «Краткий обзор нового спутника НАСА, который разрабатывался 16 лет». ThinkProgress.
  24. ^ "Миссия DSCOVR размещает два прибора NASA Earth-Observing Instruments". NOAA. 21 октября 2014 г. Получено 9 февраля 2015 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  25. ↑ Кларк, Стивен (7 июня 2015 г.). «Космический погодный сторожевой аппарат DSCOVR достиг финишной черты». Spaceflight Now.
  26. ^ ab "NOAA Satellite and Information Service: Deep Space Climate Observatory (DSCOVR): Plasma-Magnetometer (PlasMag)" (PDF) . NOAA. Архивировано из оригинала (PDF) 10 февраля 2015 г. . Получено 10 февраля 2015 г. . Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  27. ^ ab Northon, Karen (20 июля 2015 г.). «NASA сделало «ЭПИЧЕСКОЕ» изображение Земли». NASA. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  28. ^ "DSCOVR: EPIC". NASA. 6 июля 2015 г. Получено 26 февраля 2018 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  29. ^ ab "Спутниковая и информационная служба NOAA: Обсерватория глубокого космоса (DSCOVR): Улучшенная полихроматическая камера для получения изображений (EPIC)" (PDF) . NOAA. 14 января 2015 г. Архивировано из оригинала (PDF) 10 февраля 2015 г. . Получено 10 февраля 2015 г. . Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  30. ^ "Спутниковая и информационная служба NOAA: Обсерватория глубокого космоса (DSCOVR): Усовершенствованный радиометр Национального института стандартов и технологий (NISTAR)" (PDF) . NOAA. Архивировано из оригинала (PDF) 22 апреля 2015 г. . Получено 10 февраля 2015 г. . Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  31. ^ Дженнер, Линн (20 января 2015 г.). «Прибор NOAA DSCOVR NISTAR отслеживает «бюджет» Земли». NASA . Получено 12 марта 2019 г. . Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  32. ^ "DSCOVR - Спутниковые миссии". directory.eoportal.org . ESA . ​​Получено 12 марта 2019 г. .
  33. ^ "Первый действующий спутник NOAA в глубоком космосе достиг финальной орбиты". NASA. 8 июня 2015 г. Получено 1 мая 2019 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  34. ^ Крессвелл, Мириам (8 февраля 2015 г.). «Запуск SpaceX DISCOVR отменен». Space Alabama. WAAYTV. Архивировано из оригинала 11 февраля 2015 г.
  35. ^ "DSCOVR: Deep Space Climate Observatory". NOAA . Получено 22 июля 2015 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  36. ↑ Кларк, Стивен (5 августа 2015 г.). «Наблюдайте за прохождением Луны мимо Земли». Spaceflight Now.
  37. ^ ab Clark, Stephen (19 октября 2015 г.). «NASA будет публиковать новые фотографии «голубого мрамора» каждый день». Spaceflight Now.
  38. ^ Foust, Jeff (5 июля 2019 г.). «Космический корабль DSCOVR в безопасном режиме». SpaceNews.
  39. ^ "Software fix planning to restore DSCOVR". SpaceNews. 1 октября 2019 г. Получено 3 марта 2020 г.
  40. ^ "DSCOVR снова в строю". SpaceNews. 3 марта 2020 г.

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме DSCOVR .

Дальнейшее чтение