OSTM/Jason-2 , или Ocean Surface Topography Mission/Jason-2 satellite, [1] был международным спутником наблюдения Земли , совместным для измерения высоты морской поверхности между NASA и CNES . Это был третий спутник в серии, начатой в 1992 году миссией NASA/CNES TOPEX/Poseidon [2] и продолженной миссией NASA/CNES Jason-1, запущенной в 2001 году. [3]
Как и два его предшественника, OSTM/Jason-2 использовал высокоточную океаническую альтиметрию для измерения расстояния между спутником и поверхностью океана с точностью до нескольких сантиметров. Эти очень точные наблюдения за изменениями высоты морской поверхности — также известные как топография океана — предоставляют информацию о глобальном уровне моря , скорости и направлении океанских течений и тепле, хранящемся в океане.
Jason-2 был построен Thales Alenia Space с использованием платформы Proteus по контракту с CNES, а также основного инструмента Jason-2, высотомера Poseidon-3 (преемника высотомера Poseidon и Poseidon 2 на борту TOPEX/Poseidon и Jason-1 ). Ученые считают, что 15-летняя запись климатических данных, которую продлила эта миссия, имеет решающее значение для понимания того, как циркуляция океана связана с глобальным изменением климата .
.jpg/1280px-Launch_of_Delta_II_rocket_carrying_Jason-2_(080620-F-0000D-472).jpg)
OSTM/Jason-2 был запущен 20 июня 2008 года в 07:46 UTC с космодрома 2W на авиабазе Ванденберг в Калифорнии с помощью ракеты Delta II 7320. [4] Космический корабль отделился от ракеты через 55 минут. [5]
Он был помещен на круговую, не солнечно-синхронную орбиту высотой 1336 км (830 миль) с наклоном 66,0° к экватору Земли , что позволило ему контролировать 95% свободного ото льда океана Земли каждые 10 дней. Jason-1 был перемещен на противоположную сторону Земли от Jason-2 и теперь летит над тем же регионом океана, над которым Jason-2 пролетел пятью днями ранее. [6] Наземные траектории Jason-1 попадают на полпути между траекториями Jason-2, которые находятся примерно в 315 км (196 миль) друг от друга на экваторе. Эта чередующаяся тандемная миссия обеспечила вдвое больше измерений поверхности океана, выведя на экран более мелкие особенности, такие как океанские водовороты. Тандемная миссия также помогла проложить путь для будущей миссии по океанскому альтиметру, которая соберет гораздо более подробные данные с помощью своего одного прибора, чем два спутника Jason вместе.
С OSTM/Jason-2 океаническая альтиметрия перешла из исследовательского в оперативный режим. Ответственность за сбор этих измерений перешла от космических агентств к мировым агентствам прогнозирования погоды и климата, которые используют их для краткосрочного, сезонного и долгосрочного прогнозирования погоды и климата. [7]
«Космические радиолокационные высотомеры оказались превосходными инструментами для картирования топографии поверхности океана, холмов и долин морской поверхности. Эти приборы посылают микроволновый импульс на поверхность океана и засекают время, необходимое для его возвращения. Микроволновый радиометр корректирует любую задержку, которая может быть вызвана водяным паром в атмосфере . Также требуются другие поправки для учета влияния электронов в ионосфере и сухой воздушной массы атмосферы. Объединение этих данных с точным местоположением космического корабля позволяет определить высоту поверхности моря с точностью до нескольких сантиметров (около одного дюйма). Сила и форма возвращающегося сигнала также предоставляет информацию о скорости ветра и высоте океанских волн. Эти данные используются в моделях океана для расчета скорости и направления океанских течений, а также количества и местоположения тепла, хранящегося в океане, что, в свою очередь, выявляет глобальные климатические изменения ». [8]
Другой полезной нагрузкой на борту Jason-2 является инструмент T2L2 (Time Transfer by Laser Link). T2L2 используется для синхронизации атомных часов на наземных станциях и для калибровки бортовых часов инструмента DORIS на Jason-2. 6 ноября 2008 года CNES сообщил, что инструмент T2L2 работает хорошо. [9]
OSTM/Jason-2 был совместным проектом четырех организаций. [10] Участниками миссии были:
CNES предоставил космический корабль, NASA и CNES совместно предоставили приборы для полезной нагрузки, а программа NASA Launch Services в Космическом центре Кеннеди отвечала за управление запуском и обратный отсчет. После завершения ввода космического корабля в эксплуатацию на орбите CNES передала управление и контроль над космическим кораблем NOAA в октябре 2008 года. [11]
CNES обрабатывала, распространяла и архивировала продукты данных исследовательского качества, которые стали доступны в 2009 году. EUMETSAT обрабатывала и распространяла оперативные данные, полученные ее наземной станцией, среди пользователей в Европе и архивировала эти данные. NOAA обрабатывала и распространяла оперативные данные, полученные ее наземными станциями, среди неевропейских пользователей и архивировала эти данные вместе с продуктами данных CNES. NOAA и EUMETSAT генерировали продукты данных в режиме, близком к реальному времени, и распространяли их среди пользователей.
NASA оценило работу следующих инструментов: усовершенствованный микроволновый радиометр (AMR), полезная нагрузка глобальной системы позиционирования и сборка лазерного ретрорефлектора (LRA). NASA и CNES также совместно проверили научные данные. Лаборатория реактивного движения NASA в Пасадене, Калифорния , руководила миссией для Управления научных миссий NASA в Вашингтоне, округ Колумбия.
Две предыдущие миссии по альтиметрии, TOPEX/Poseidon и Jason-1 , привели к крупным достижениям в науке физической океанографии и в исследованиях климата. [12] Их 15-летняя запись данных о топографии поверхности океана предоставила первую возможность наблюдать и понимать глобальное изменение циркуляции океана и уровня моря. Их результаты улучшили научное понимание роли океана в изменении климата и улучшили прогнозы погоды и климата. Данные этих миссий использовались для улучшения моделей океана, прогнозирования интенсивности ураганов и выявления и отслеживания крупных явлений океана/атмосферы, таких как Эль-Ниньо и Ла-Нинья . Данные также использовались в повседневных приложениях, таких как маршрутизация судов, повышение безопасности и эффективности операций в оффшорной промышленности, управление рыболовством и отслеживание морских млекопитающих.
Вот некоторые из областей, в которые TOPEX/Poseidon и Jason-1 внесли значительный вклад [13] и в которые OSTM/Jason-2 продолжает вносить свой вклад:
Миссии выявили удивительную изменчивость океана, насколько он меняется от сезона к сезону, из года в год, из десятилетия в десятилетие и даже в более длительных временных масштабах. Они положили конец традиционному представлению о квазиустойчивой крупномасштабной модели глобальной циркуляции океана, доказав, что океан быстро меняется во всех масштабах, от таких огромных явлений, как Эль-Ниньо и Ла-Нинья, которые могут охватывать всю экваториальную часть Тихого океана, до крошечных водоворотов, закручивающихся от большого течения Гольфстрим в Атлантическом океане .
Измерения TOPEX/Poseidon и Jason-1 показывают, что средний уровень моря повышается примерно на 3 мм (0,12 дюйма) в год с 1993 года. Это примерно в два раза превышает оценки мареографов за предыдущее столетие, что указывает на возможное недавнее ускорение темпов повышения уровня моря. Данные, полученные в ходе этих миссий по альтиметрии, дали ученым важные сведения о том, как глобальный уровень моря зависит от естественной изменчивости климата, а также от деятельности человека.
TOPEX/Poseidon и Jason-1 ясно продемонстрировали важность волн планетарного масштаба , таких как волны Россби и Кельвина . Эти волны шириной в тысячи километров приводятся в движение ветром под влиянием вращения Земли и являются важными механизмами передачи климатических сигналов через большие океанические бассейны. В высоких широтах они перемещаются в два раза быстрее, чем ученые считали ранее, показывая, что океан реагирует на изменения климата гораздо быстрее, чем было известно до этих миссий.
Точные измерения TOPEX/Poseidon и Jason-1 вывели знания об океанских приливах на беспрецедентный уровень. Изменение уровня воды из-за приливного движения в глубоком океане известно по всему земному шару с точностью до 2,5 сантиметров (одного дюйма). Эти новые знания пересмотрели представления о том, как рассеиваются приливы. Вместо того, чтобы терять всю свою энергию на мелководье у берегов, как считалось ранее, около трети приливной энергии фактически теряется в глубоком океане . Там энергия потребляется путем смешивания воды с различными свойствами , что является фундаментальным механизмом в физике, регулирующим общую циркуляцию океана.
Наблюдения TOPEX/Poseidon и Jason-1 предоставили первые глобальные данные для улучшения эффективности численных моделей океана, которые являются ключевым компонентом моделей прогнозирования климата.
Проверенные продукты данных в поддержку улучшенных прогнозов погоды, климата и океана были распространены среди общественности в течение нескольких часов наблюдения. Начиная с 2009 года, другие продукты данных для исследования климата стали доступны через несколько дней или недель после наблюдений, проведенных спутником. Данные альтиметрии имеют широкий спектр применения от фундаментальных научных исследований климата до маршрутизации судов. Приложения включают:
Миссия OSTM/Jason-2 завершилась 1 октября 2019 года после того, как NASA и его партнеры по миссии приняли решение о выводе космического корабля из эксплуатации после обнаружения значительного недавнего ухудшения состояния его энергетических систем. [14] Вывод спутника из эксплуатации занял несколько дней; окончательные работы по выводу спутника из эксплуатации завершились 9 октября 2019 года, когда спутник был полностью выведен из эксплуатации. [15] Поскольку Jason-2 находится на орбите на высоте более 1300 км (810 миль), NASA оценивает, что он останется на орбите по крайней мере в течение 500–1000 лет после вывода из эксплуатации. [15]
Четвертый космический аппарат, который будет частью миссии по исследованию топографии поверхности океана, — Jason-3 . Как и у его предшественников, основным прибором на борту Jason-3 является радиолокационный высотомер . Дополнительные приборы включают: [16]
Jason-3 был запущен с авиабазы Ванденберг на борту ракеты -носителя SpaceX Falcon 9 v1.1 в 2016 году. [17] Спутник был доставлен на авиабазу Ванденберг 18 июня 2015 года, [18] и после задержек из-за неудачного запуска Falcon 9 в июне 2015 года, миссия была запущена 17 января 2016 года в 18:42:18 UTC. [19] [20]
Технологии и наборы данных, впервые разработанные Jason-1, OSTM/Jason-2 и Jason-3, будут продолжены с помощью спутников Sentinel-6 /Jason-CS, запуск которых запланирован на 2020 и 2025 годы. [14]
В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .В этой статье использован текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .В этой статье использован текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
Медиа, связанные с Ocean Surface Topography Mission на Wikimedia Commons
