OSTM/Jason-2 , или спутник «Миссия по топографии поверхности океана/Jason-2» , [1] представлял собой совместную миссию НАСА и CNES по измерению высоты морской поверхности с помощью международного спутника наблюдения за Землей . 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 альтиметрию океана 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 , а также о тепле, хранящемся в океане.
Джейсон-2 был построен компанией Thales Alenia Space с использованием платформы Proteus по контракту с CNES, а также основного прибора Джейсона-2 — высотомера «Посейдон-3» (преемника бортовых высотомеров «Посейдон» и «Посейдон-2» TOPEX/Poseidon). и Джейсон-1 ). Ученые считают, что запись климатических данных за более чем 15 лет, которую продлила эта миссия, имеет решающее значение для понимания того, как циркуляция океана связана с глобальным изменением климата .
OSTM/Jason-2 был запущен 20 июня 2008 года в 07:46 UTC с космодрома 2W на базе ВВС Ванденберг в Калифорнии ракетой Delta II 7320. [4] Через 55 минут космический корабль отделился от ракеты. [5]
Он был размещен на круговой несолнечно-синхронной орбите длиной 1336 км (830 миль) с наклоном 66,0 ° к экватору Земли , что позволяло ему контролировать 95% свободного ото льда океана Земли каждые 10 дней. Джейсон-1 был перенесен на противоположную сторону Земли от Джейсона-2 и теперь летает над той же областью океана, над которой Джейсон-2 пролетел пятью днями ранее. [6] Наземные пути Джейсона-1 находятся посередине между путями Джейсона-2, которые находятся на расстоянии около 315 км (196 миль) друг от друга на экваторе. Эта чередующаяся тандемная миссия позволила получить в два раза больше измерений поверхности океана, позволяя увидеть более мелкие детали, такие как океанские водовороты. Тандемная миссия также помогла проложить путь для будущей миссии океанского альтиметра, которая будет собирать гораздо более подробные данные с помощью одного прибора, чем два спутника Джейсон вместе.
С помощью OSTM/Jason-2 альтиметрия океана перешла из исследовательского режима в оперативный. Ответственность за сбор этих измерений перешла от космических агентств к мировым агентствам по прогнозированию 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 инструменты посылают микроволновый импульс на поверхность океана и определяют, сколько времени потребуется, чтобы вернуться обратно. Микроволновой радиометр корректирует любой задержку, которая может быть вызвана водяным паром в атмосфере.Необходимы также другие поправки для учета влияния электронов в ионосфере и сухой воздушной массы атмосферы.Сочетание этих данных с точным местоположением космического корабля позволяет определяют высоту морской поверхности с точностью до нескольких сантиметров (около одного дюйма). Сила и форма отраженного сигнала также предоставляют 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, показывает глобальные изменения климата ». [8]
Еще одна полезная нагрузка на борту «Джейсона-2» — это прибор T2L2 (Time Transfer by Laser Link). T2L2 используется для синхронизации атомных часов на наземных станциях, а также для калибровки бортовых часов прибора Джейсон-2 DORIS. 6 ноября 2008 г. CNES сообщил, что прибор T2L2 работает хорошо. [9]
OSTM/Jason-2 был результатом совместных усилий четырех организаций. [10] Участниками миссии были:
CNES предоставила космический корабль, НАСА и CNES совместно предоставили инструменты для полезной нагрузки, а программа НАСА по обслуживанию запуска в Космическом центре Кеннеди отвечала за управление запуском и операции обратного отсчета. После завершения ввода космического корабля на орбиту в октябре 2008 года CNES передала эксплуатацию и управление космическим кораблем NOAA. [11]
КНЕС обработал, распространил и архивировал данные исследовательского качества, которые стали доступны в 2009 году. ЕВМЕТСАТ обработал и распространил оперативные данные, полученные его наземной станцией, среди пользователей в Европе, и заархивировал эти данные. NOAA обрабатывало и распространяло оперативные данные, полученные его наземными станциями, среди неевропейских пользователей и архивировало эти данные вместе с информационными продуктами CNES. НОАА и ЕВМЕТСАТ создавали данные в режиме, близком к реальному времени, и распространяли их среди пользователей.
НАСА оценило характеристики следующих инструментов: усовершенствованного микроволнового радиометра (AMR), полезной нагрузки системы глобального позиционирования и узла лазерного ретрорефлектора (LRA). НАСА и КНЕС также вместе проверяли научные данные. Лаборатория реактивного движения НАСА в Пасадене, Калифорния , руководила миссией Управления научных миссий НАСА в Вашингтоне, округ Колумбия.
Две предыдущие альтиметрические миссии, TOPEX/Poseidon и Jason-1 , привели к крупным достижениям в науке о физической океанографии и исследованиях климата. [12] Их 15-летний сбор данных о топографии поверхности океана предоставил первую возможность наблюдать и понимать глобальные изменения 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, а также выявления и отслеживания крупных явлений в океане и атмосфере, таких как Эль-Ниньо и Ла-Нинья . Данные также использовались в таких повседневных приложениях, как маршрутизация судов, повышение безопасности и эффективности операций в морской отрасли, управление рыболовством и отслеживание морских млекопитающих.
Вот некоторые из областей, в которых TOPEX/Poseidon и Jason-1 внесли большой вклад [13] и в которых OSTM/Jason-2 продолжали расширяться:
Миссии выявили удивительную изменчивость океана, насколько он меняется от сезона к сезону, из года в год, от десятилетия к десятилетию и даже в более длительных временных масштабах. Они положили конец традиционному представлению о квазистационарной, крупномасштабной модели глобальной циркуляции океана, доказав, что океан быстро меняется во всех масштабах: от огромных объектов, таких как Эль-Ниньо и Ла-Нинья, которые могут охватывать всю экваториальную часть Тихого океана, до до крошечных водоворотов , закручивающихся от большого Гольфстрима в Атлантическом океане .
Измерения TOPEX/Poseidon и Jason-1 показывают, что средний уровень моря повышается примерно на 3 мм (0,12 дюйма) в год, начиная с 1993 года. Это примерно вдвое превышает оценки мареографов за предыдущее столетие, что указывает на возможное недавнее ускорение роста уровня моря. скорость повышения уровня моря. Сбор данных этих альтиметрических миссий дал ученым важную информацию о том, как на глобальный уровень моря влияет естественная изменчивость климата, а также деятельность человека.
TOPEX/Poseidon и Jason-1 прояснили важность волн планетарного масштаба , таких как волны Россби и Кельвина . Эти волны шириной в тысячи километров движутся ветром под воздействием вращения Земли и являются важным механизмом передачи климатических сигналов через большие океанские бассейны. В высоких широтах они перемещаются вдвое быстрее, чем предполагали ученые ранее, показывая, что океан гораздо быстрее реагирует на изменения климата, 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 приливных движений в глубоком океане известно повсюду на земном шаре 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 в мелководных морях у побережья, как считалось ранее, около трети энергии приливов фактически теряется в глубоком океане . Там энергия расходуется на смешивание воды с разными свойствами — фундаментальный физический механизм, определяющий общую циркуляцию океана.
Наблюдения TOPEX/Poseidon и Jason-1 предоставили первые глобальные данные для повышения эффективности численных моделей океана, которые являются ключевым компонентом моделей прогнозирования климата.
Проверенные данные в поддержку улучшенных прогнозов погоды, климата и океана были распространены среди общественности в течение нескольких часов после наблюдения. Начиная с 2009 года, другие данные для исследований климата стали доступны через несколько дней или недель после проведения наблюдений со спутника. Данные альтиметрии имеют самые разнообразные применения: от фундаментальных научных исследований климата до маршрутизации судов. Приложения включают в себя:
Миссия OSTM/Jason-2 завершилась 1 октября 2019 года после того, как НАСА и ее партнеры по миссии приняли решение вывести космический корабль из эксплуатации после обнаружения в последнее время значительного износа энергосистем космического корабля. [14] Вывод спутника из эксплуатации занял несколько дней; окончательные работы по выводу спутника из эксплуатации завершились 9 октября 2019 года, и спутник был полностью неактивен. [15] Поскольку «Джейсон-2» вращается на высоте более 1300 км (810 миль), по оценкам НАСА, он останется на орбите в течение как минимум 500–1000 лет после вывода из эксплуатации. [15]
Четвертый космический корабль, участвующий в миссии по топографии поверхности океана, — «Джейсон-3» . Как и его предшественники, основным прибором на борту «Джейсона-3» является радиовысотомер . Дополнительные инструменты включают: [16]
Джейсон-3 был запущен с базы ВВС Ванденберг на борту ракеты-носителя SpaceX Falcon 9 v1.1 в 2016 году. [17] Спутник был доставлен на базу ВВС Ванденберг 18 июня 2015 года, [18] и после задержек из-за июньского Неудачный запуск Falcon 9 в 2015 году, миссия была запущена 17 января 2016 года в 18:42:18 UTC. [19] [20]
Технологии и наборы данных, впервые использованные Jason-1, OSTM/Jason-2 и Jason-3, будут продолжены на спутниках Sentinel -6 /Jason-CS, запуск которых запланирован на 2020 и 2025 годы. [14]
В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .Эта статья включает текст из этого источника, который находится в свободном доступе .Эта статья включает текст из этого источника, который находится в открытом доступе .В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
СМИ, связанные с миссией по топографии поверхности океана, на Викискладе?
