0°00′с.ш. 75°12′з.д. / 0°с.ш. 75,2°з.д. / 0; -75,2
GOES-16 , ранее известный как GOES-R до достижения геостационарной орбиты , является первым из серии GOES-R геостационарных эксплуатационных экологических спутников (GOES), эксплуатируемых NASA и Национальным управлением океанических и атмосферных исследований (NOAA). GOES-16 служит в качестве эксплуатационного геостационарного метеорологического спутника в позиции GOES East на 75,2° з. д. , обеспечивая вид, сосредоточенный на Америке . GOES-16 обеспечивает высокое пространственное и временное разрешение изображений Земли через 16 спектральных диапазонов в видимом и инфракрасном диапазонах длин волн с помощью своего усовершенствованного базового имиджера (ABI). Геостационарный картограф молний (GLM) GOES-16 является первым эксплуатационным картографом молний , запущенным на геостационарной орбите. Космический аппарат также включает четыре других научных прибора для мониторинга космической погоды и Солнца .
Проектирование и оснащение GOES-16 началось в 1999 году и было призвано удовлетворить ключевые требования NOAA к спутникам, опубликованные в том же году. После почти десятилетия планирования приборов, изготовление космического аппарата было поручено компании Lockheed Martin Space Systems в 2008 году; строительство GOES-16 началось в 2012 году и продолжалось до 2014 года, когда спутник вошел в фазу испытаний. После нескольких задержек запуска GOES-16 был запущен с мыса Канаверал 19 ноября 2016 года на борту United Launch Alliance (ULA) Atlas V. Космический аппарат достиг начальной геостационарной орбиты несколькими днями позже, начав годичную фазу неэксплуатационной проверки и валидации. В ноябре 2017 года GOES-16 начал дрейф в свою рабочую позицию GOES East и был объявлен полностью работоспособным 18 декабря 2017 года. Ожидается, что срок службы спутника составит десять лет, а еще пять лет будут резервными для последующих космических аппаратов GOES.
Программа Geostationary Operational Environmental Satellite (GOES) началась как совместная работа Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) и Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA) в 1975 году с целью разработки геостационарных метеорологических спутников после успеха программ Applications Technology Satellite (ATS) и Synchronous Meteorological Satellite , начавшихся в 1966 году. [2] В документе 1999 года Operational Requirements Document (ORD) for the Evolution of Future NOAA Operational Geostationary Satellites , NOAA перечислило требования к приборам для следующего поколения формирователей изображений и зондов GOES . Главными приоритетами были возможности непрерывного наблюдения, способность наблюдать погодные явления во всех пространственных масштабах и улучшенное пространственное и временное разрешение как формирователя изображений, так и зонда. Эти спецификации заложили концептуальные основы для приборов, которые в конечном итоге будут включены в GOES-16. [3]
Более конкретная разработка GOES-16 началась с первоначальных проектов усовершенствованного базового сканера изображений (ABI), который был запущен в июне 1999 года под руководством Тима Шмитта из Национальной службы спутниковой информации об окружающей среде (NESDIS). [4] [5] В начале для включения в новый ABI рассматривалось десять спектральных диапазонов , полученных из шести инструментов на других спутниках. В сентябре 1999 года Совет по исследованиям и разработкам NOAA одобрил продолжение разработки инструмента с предложенными полосами пропускания и частотами. [6] По мере дальнейшей реализации инструмента количество потенциальных спектральных диапазонов увеличилось с первоначальных десяти до двенадцати к октябрю 1999 года. [4] Наряду с ABI также началась разработка усовершенствованного базового зонда (ABS), который должен был стать частью набора гиперспектральных инструментов для изучения окружающей среды (HES) на спутниках GOES следующего поколения. [3] Как и ABI, HES также отметил значительные улучшения в разрешении и пространственном охвате. [7] Первоначальные прогнозы предполагали включение ABI в состав GOES, начиная с запланированного запуска GOES-Q в 2008 году. [8]
В 2001 году NOAA запланировало запуск поколения спутников GOES GOES-R с ожидаемым запуском GOES-R в 2012 году с ABI и ABS в качестве ожидаемых приборов. GOES-R и его родственные спутники должны были привести к существенному улучшению точности и детализации прогнозов, предоставляя новые операционные продукты для пользователей. [9] Четыре года спустя количество предлагаемых спектральных диапазонов на инструменте ABI увеличилось до 16, охватывая полосу видимых и инфракрасных длин волн. [10] В сентябре 2006 года NOAA отказалось от планов по включению HES на борт GOES-R, сославшись на отсутствие достаточных испытаний и значительный перерасход средств при разработке Национальной полярно-орбитальной эксплуатационной экологической спутниковой системы (NPOESS). [11] Хотя ожидалось, что общая стоимость серии GOES-R составит 6,2 млрд. долларов США , возросшая сложность инструментов, пересмотренные предположения об инфляции и резервы программы привели к тому, что Счетная палата правительства оценила стоимость программы в 2006 году в гораздо более высокую сумму — 11,4 млрд. долларов США. [12]
В декабре 2008 года NASA и NOAA выбрали Lockheed Martin Space Systems в качестве подрядчика для изготовления первых двух спутников поколения GOES-R, включая GOES-R, по оценочной стоимости контракта в 1,09 млрд долларов США. [13] Предварительный обзор проекта был завершен чуть более чем через два года, [14] а критический обзор проекта был завершен в мае 2012 года. [15] Строительство платформы спутника было передано по контракту Alliant Techsystems (ATK), и вскоре после этого начались работы, а основная структура стала готова к испытаниям в январе 2013 года. [16] Датчики экстремального ультрафиолетового и рентгеновского излучения (EXIS) стали первыми готовыми к установке приборами для GOES-R в мае 2013 года, [17] в то время как ABI стал готов к интеграции в феврале 2014 года; [18] Модули двигательной установки и системы космического корабля были доставлены три месяца спустя, завершив начальный этап строительства и обеспечив полную интеграцию и тестирование космического корабля на объектах Lockheed Martin в Колорадо . [19] Затем 22 августа 2016 года спутник был перевезен в Космический центр Кеннеди для проведения дополнительных испытаний и подготовки космического корабля к запуску. [20]
GOES-16 и другие спутники поколения GOES-R основаны на производной от Lockheed Martin A2100 космической станции, способной поддерживать до 2800 кг (6200 фунтов) сухой массы с энергетическими возможностями, превышающими 4 кВт до конца срока службы космического корабля . [21] С топливом GOES-16 имел общую массу 5192 кг (11446 фунтов), с сухой массой 2857 кг (6299 фунтов). Космический корабль имеет размеры 6,1 м × 5,6 м × 3,9 м (20 футов × 18 футов × 13 футов). [22] GOES-16 питается от солнечной батареи , содержащей пять солнечных панелей, которые складывались при запуске и раскрывались после развертывания. [23] GOES-16 был разработан с расчетом на срок службы 15 лет, включая 10 лет в качестве рабочего спутника и 5 дополнительных лет в качестве резервного для последующих спутников GOES. Подсистема управления и обработки данных GOES-16 основана на шине SpaceWire ; модифицированная версия протокола SpaceWire была разработана специально для GOES-16 в качестве меры по снижению затрат и рисков, а соответствующая специализированная интегральная схема разрабатывается British Aerospace . Протокол надежной доставки данных GOES (GRDDP) дополняет уже существующие возможности SpaceWire и включает обнаружение и восстановление потери пакетов . [21] Инструменты спутника собирают и передают данные о полезной нагрузке на космический аппарат со скоростью 10–100 Мбит/с. Устойчивость и точность космического аппарата поддерживаются несколькими маховиками , гирометрами и звездным трекером . GOES-16 также является первым гражданским геостационарным космическим аппаратом, использующим GPS для оценки своей орбиты . Такое калибровочное оборудование предназначено для установления положения спутника в радиусе 100 м (330 футов) с достоверностью 3σ . [24]
Advanced Baseline Imager (ABI) и Geostationary Lightning Mapper (GLM) составляют инструменты GOES-16, обращенные к Земле или указывающие на надир . Они расположены на стабильной платформе с точным указанием, изолированной от остальной части космического корабля. [25]
Advanced Baseline Imager (ABI) является основным инструментом визуализации на GOES-16, предоставляя более 65 процентов всех продуктов данных GOES-16. Многоканальный пассивный радиометр визуализации , ABI делает снимки Земли с 16 спектральными диапазонами, включая два видимых канала, четыре канала ближнего инфракрасного диапазона и десять инфракрасных каналов. Отдельные диапазоны оптимизированы для различных атмосферных явлений, включая образование облаков, атмосферное движение, конвекцию , температуру поверхности земли, динамику океана, поток воды, огонь, дым, шлейфы вулканического пепла , аэрозоли и качество воздуха , а также здоровье растений. «Красный» видимый диапазон 2 ABI ( λ = 0,64 мкм) имеет самое высокое разрешение среди 16 диапазонов в 0,5 км (0,31 мили) на пиксель. Другие видимые световые и ближние инфракрасные диапазоны имеют разрешение 1 км (0,62 мили), тогда как инфракрасные диапазоны имеют разрешение 2 км (1,2 мили) на пиксель. [26]
Датчики на ABI изготавливаются из различных материалов в зависимости от спектрального диапазона, при этом кремний используется для датчиков, работающих в видимом свете, а теллурид кадмия ртути используется для датчиков, работающих в ближнем инфракрасном и инфракрасном диапазонах. [27] Электронный блок ABI и электроника управления криоохладителем дополняют сенсорный блок для питания формирователя изображения и поддержания прибора при криогенных температурах; [27] [28] вся электроника и матрица датчиков являются избыточными для обеспечения долговечности работы. [27] Разработка ABI была поручена Harris Corporation из Форт-Уэйна, штат Индиана . [26] Несколько других компаний были вовлечены в разработку и изготовление ABI, включая BAE Systems , BEI Technologies, Babcock Corporation , DRS Technologies , L3 Technologies SSG-Tinsley и Northrop Grumman Space Technology . [29]
ABI делает снимки с тремя различными географическими границами, [26] причем каждое изображение создается как комбинация сшитых узких сканов изображений с запада на восток, сделанных инструментом. [30] В стандартном «гибком» режиме работы (режим сканирования 3) ABI создает изображения всего диска Земли каждые 15 минут с пространственным разрешением 0,5–2 км (0,31–1,24 мили). [27] [26] Однако ABI может также работать в режиме непрерывного диска (режим сканирования 4), при котором изображения всего диска записываются каждые 5 минут. [27] [26] Изображения всего диска состоят из 26 полос изображений, что делает его более эффективным, чем предыдущий сканер изображений GOES, который был создан с 1300 полосами изображений. [31] Инструмент также получает изображения области размером 5000 км × 3000 км (3100 миль × 1900 миль) с центром в континентальной части США каждые пять минут с разрешением 0,5–2 км (0,31–1,24 мили). Где это возможно, ABI может также получать изображения мезомасштабных явлений в двух выбранных областях размером 1000 км × 1000 км (620 миль × 620 миль) каждые 60 секунд с разрешением 0,5–2 км (0,31–1,24 мили). [26] Изменяемые режимы сканирования делают GOES-16 первым спутником GOES, который можно настраивать во время нахождения на орбите. [31] Кроме того, новый для GOES-16 солнечный рассеиватель позволяет калибровать данные изображений ABI. [27] 2 апреля 2019 года ABI GOES-16 был перенастроен для использования режима сканирования 6 по умолчанию, что позволяет проводить полное сканирование диска каждые 10 минут. [32] [33]
ABI на борту GOES-16 представляет собой значительное улучшение по сравнению с формирователем изображений на борту предыдущих спутников GOES. Шестнадцать спектральных полос на ABI, в отличие от пяти на предыдущем поколении GOES, представляют собой двукратное увеличение спектральной информации. Кроме того, ABI имеет в четыре раза большее пространственное разрешение и в пять раз большее временное разрешение по сравнению с предыдущим формирователем изображений GOES. [34] ABI почти идентичен усовершенствованному формирователю изображений Himawari (AHI), впервые использованному на Himawari 8 Японского метеорологического агентства , который был запущен 7 октября 2014 года. [35] Оба инструмента совместно используют 15 одинаковых спектральных полос и имеют одну спектральную полосу, уникальную для каждого инструмента, при этом ABI имеет ближний инфракрасный диапазон 1,37 мкм для обнаружения перистых облаков , в то время как AHI использует диапазон 0,51 мкм, оптимизированный для отражения вокруг зеленой части видимого спектра . [27] Ввиду отсутствия явной полосы для зеленого света, истинное цветное изображение для ABI создается с использованием комбинации красного и синего видимых полос ABI вместе с синтезированной зеленой полосой; смоделированная зеленая полоса создается путем применения алгоритмов на основе MODIS и AHI к существующим спектральным полосам ABI. [36]
Геостационарный картограф молний GOES-16 (GLM) — это одноканальный детектор ближнего инфракрасного диапазона , который отслеживает кратковременный свет, излучаемый молнией . [53] При картографировании молний данные GLM могут использоваться для оповещения синоптиков о надвигающейся суровой погоде, поскольку развивающиеся штормы или предшественники торнадо часто демонстрируют увеличение активности молний из-за усиления восходящих потоков воздуха ; [54] [55] [56] в более широком смысле такая информация может также снизить уровень ложных тревог при предупреждениях о сильных грозах и торнадо . [54] GOES-16 был первым космическим аппаратом, который нес картограф молний на геостационарной орбите. [57] GLM может обнаруживать как молнии типа «облако-облако», так и молнии типа «облако-земля» в дневное и ночное время, дополняя наземное обнаружение молний . [53] [55] Чувствительность GLM приводит к уровню обнаружения 70–90% всех ударов молний в его зоне обзора. [58] Камера представляет собой ПЗС-матрицу с разрешением 1372 × 1300 пикселей , чувствительную к свету 777,4 нм, с пространственным разрешением 8 км (5,0 миль) в надире и 14 км (8,7 миль) вблизи края поля зрения прибора, [54] что приводит к пространственному разрешению в среднем около 10 км (6,2 мили). [53] Диапазон 777,4 нм был выбран, поскольку удары молнии имеют три заметные спектральные линии, происходящие от атомарного кислорода с центром на 777,4 нм. [56] [59] Широтное покрытие прибора ограничено между 52° с. ш. и 52° ю. ш. [60] Чтобы ограничить помехи нежелательного света, на передней части апертуры прибора прикреплены солнечный блокирующий фильтр и солнечный режекторный фильтр. [56] GLM может делать снимки каждые 2 мс или 500 кадров в секунду со скоростью передачи данных 7,7 Мбит/с. [54] Информация от GLM используется для определения частоты, местоположения и масштаба ударов молний. [53] Данные от GLM могут быть отображены в режиме реального времени с помощью программного обеспечения с открытым исходным кодом , которое также было адаптировано Национальной метеорологической службой США [61] [62] Разработка GLM была заказана Центром передовых технологий Lockheed Martin в Пало-Альто, Калифорния . [54]
Непредвиденное при проектировании прибора, GLM способен обнаруживать болиды в атмосфере и тем самым облегчает изучение метеоров . [63]
Компоненты GOES-16, обращенные к Солнцу или ориентированные на Солнце, включают EXIS и SUVI, которые расположены на платформе наведения на Солнце (SPP) на ярме солнечной батареи космического корабля ; SPP отслеживает сезонное и суточное движение Солнца относительно GOES-16, а также поддерживает уникальные службы полезной нагрузки GOES-16. [25]
Датчики экстремального ультрафиолетового и рентгеновского излучения (EXIS) представляют собой пару датчиков, которые отслеживают солнечное излучение в верхней атмосфере Земли. При мониторинге излучения EXIS может обнаруживать солнечные вспышки , которые могут нарушить работу электросетей , систем связи и навигации на Земле и спутниках. Изменчивость излучения влияет на условия в ионосфере и термосфере . Датчик экстремального ультрафиолетового излучения (EUVS) отслеживает изменения солнечного экстремального ультрафиолетового излучения, которые формируют изменчивость верхней атмосферы, [64] с диапазоном длин волн ультрафиолета 5–127 нм. [65] Данные от EUVS могут предсказать радиоотключения для высокочастотной (HF) связи в низких широтах и расширение термосферы, что может вызвать повышенное сопротивление и ухудшить работу приборов на спутниках на низкой околоземной орбите . Компонент рентгеновского датчика (XRS) EXIS отслеживает солнечные вспышки с помощью рентгеновского излучения , что позволяет прогнозировать событие солнечной частицы . [64] XRS обнаруживает рентгеновские лучи с длиной волны от 0,05 до 0,8 нм. [65] Вместе прибор EXIS весит 30 кг (66 фунтов) и потребляет 40 Вт энергии. [64]
Solar Ultraviolet Imager (SUVI) — это ультрафиолетовый телескоп на борту GOES-16, который создает изображения всего диска Солнца в экстремальном ультрафиолетовом диапазоне, придя на смену бывшему инструменту GOES Solar X-ray Imager на борту предыдущих поколений спутников GOES. Цели SUVI — обнаружение корональных дыр , обнаружение и обнаружение солнечных вспышек, мониторинг изменений, указывающих на выбросы корональной массы , обнаружение активных областей за пределами восточного края Солнца и анализ сложности активных областей на Солнце. Телескоп состоит из шести различных диапазонов длин волн, сосредоточенных между 94–304 Å , специализированных для различных солнечных характеристик. [66] Ультрафиолетовый визуализатор GOES-16 аналогичен телескопу Extreme Ultraviolet Imaging Telescope на солнечной и гелиосферной обсерватории . [67]
GOES-16 оснащен двумя приборами: магнитометром (MAG) и комплексом космических исследований (SEISS), которые обеспечивают локальные наблюдения за высокоэнергетическими частицами и магнитными полями на геостационарной орбите. [25]
Магнитометр GOES-16 (MAG) представляет собой трехосный феррозондовый магнитометр , который измеряет магнитное поле Земли на внешних границах магнитосферы с геостационарной орбиты. [68] MAG предоставляет общие данные о геомагнитной активности , которые могут быть использованы для обнаружения солнечных бурь и проверки крупномасштабного моделирования космической среды; [69] заряженные частицы, связанные с взаимодействием солнечного ветра и магнитосферы, представляют опасную радиационную опасность для космических аппаратов и пилотируемых космических полетов. [70] Магнитометр измеряет магнитное поле с разрешением 0,016 нТл на частоте 2,5 Гц. [69] На GOES-16 MAG состоит из двух датчиков, расположенных на 8-метровой (26-футовой) развертываемой стреле, отделяющей приборы от основного корпуса космического аппарата для уменьшения влияния собственной магнитной сигнатуры спутника. Трехосная конструкция позволяет измерять ортогональные векторные компоненты магнитного поля Земли. [24] Разработка инструмента была заказана Центром передовых технологий Lockheed Martin, расположенным в Пало-Альто, Калифорния . [69] Электронные и сенсорные компоненты MAG были изготовлены Macintyre Electronic Design Associates, Inc. (MEDA) в Стерлинге, Вирджиния , в то время как развертываемая стрела была изготовлена ATK в Голете, Калифорния . [71]
Комплект Space Environment In-Situ Suite (SEISS) состоит из четырех датчиков с широким диапазоном полей зрения , которые отслеживают потоки протонов , электронов и тяжелых ионов в магнитосфере. [72] [25] [примечание 1] Комплект отслеживает 27 каналов дифференциальной энергии электронов и 32 канала дифференциальной энергии протонов, что больше, чем шесть каналов энергии электронов и 12 каналов энергии протонов, отслеживаемых предыдущим поколением спутников GOES-N. [24] Датчик энергетических тяжелых ионов (EHIS) специально измеряет потоки тяжелых ионов, включая те, которые захвачены магнитосферой Земли, и частицы, исходящие от Солнца или из космических лучей . Существует два датчика магнитосферных частиц, низкий и высокий (MPS-LO и MPS-HI соответственно), которые измеряют потоки электронов и протонов. MPS-LO измеряет поток низкой энергии в диапазоне 30 эВ – 30 кэВ; Электроны с такими энергиями могут вызвать непреднамеренную зарядку космического корабля, вызывая электростатический разряд или искрение на компонентах GOES-16, что приводит к значительному и постоянному повреждению оборудования. [72] MPS-HI измеряет электроны средней и высокой энергии с энергией до 4 МэВ и протоны с энергией до 12 МэВ. [74] Электроны с такими энергиями легко проникают в космический корабль и могут вызвать внутренний пробой диэлектрика или повреждение разрядом. [72] Прибор Solar and Galactic Proton Sensor (SGPS), включенный в SEISS, измеряет энергичные протоны из солнечных или галактических источников, обнаруженных в магнитосфере. [72] Такие протоны в больших количествах могут вызывать биологические эффекты у людей на больших высотах, а также отключение ВЧ-связи в полярных регионах. [75] Разработка SEISS была заказана Assurance Technology Corporation в Карлайле, Массачусетс , и передана в субподряд Университету Нью-Гемпшира . [72] [76]
NASA выбрало Atlas V 541, эксплуатируемый United Launch Services , в качестве ракеты-носителя для GOES-R 5 апреля 2012 года, с датой запуска, запланированной на октябрь 2015 года с космодрома 41 на станции ВВС на мысе Канаверал . В сочетании с последующим GOES-S, операции по запуску, как ожидалось, обойдутся в 446 миллионов долларов США. [77] Дата запуска была выбрана относительно рано, чтобы поддержать работу спутниковой группировки GOES , несмотря на то, что была только 48% уверенность в соблюдении даты запуска в октябре 2015 года; аудит, проведенный Управлением генерального инспектора Министерства торговли в апреле 2013 года, выявил эти опасения и спрогнозировал запуск на февраль 2016 года, что снизило бы нагрузку на разработку за счет увеличения риска пробелов в спутниковом покрытии в случае отказа резервных спутников. [78] Проблемы с программным обеспечением и коммуникационным оборудованием GOES-R привели к тому, что ожидаемый запуск был отложен до начала 2016 года, а 15 октября 2015 года запуск был перенесен на 13 октября 2016 года. [79] В начале октября 2016 года GOES-R был закреплен в ходе подготовки к близкому прохождению урагана Мэтью и не получил никаких повреждений. [80] [81] Однако опрокидывание наземного рельсового вагона, в котором находился космический аппарат, и обнаружение неисправности ускорителя на ракете Atlas V — та же проблема, которая помешала запуску WorldView-4 ранее в 2016 году — привели к еще одной задержке окна запуска до 19 ноября 2016 года. [82] [83]
18 ноября 2016 года спаренный космический корабль GOES-R и ракета-носитель Atlas V были перемещены на стартовую площадку на космодроме 41. [84] [85] GOES-R был запущен 19 ноября 2016 года в 23:42 UTC (18:42 EST ) с космодрома ВВС США на мысе Канаверал на борту ракеты Atlas V. [86] [87] Нераскрытая проблема на Восточном полигоне и проверка потенциальной проблемы на другой ракете задержали запуск на час к концу окна запуска 19 ноября. [88] Atlas V имел конфигурацию 541 с бортовым номером AV-069 и находился под управлением United Launch Alliance ; [87] [примечание 2] запуск был 100-м в рамках программы Evolved Expendable Launch Vehicle и 138-м в рамках программы Atlas . [89] [88] Подъем Atlas V был направлен немного южнее востока над Атлантическим океаном . После первой ступени ракеты дополнительные включения на последующих ступенях направили космический корабль к высоте, необходимой для геосинхронной орбиты . Отделение космического корабля от ракеты-носителя произошло над Индонезией примерно через 3,5 часа после запуска, [90] поместив GOES-R на эллиптическую низконаклонную геостационарную переходную орбиту с перигеем 5038 миль (8108 км) и апогеем 21926 миль (35286 км). [87]
Затем космический аппарат инициировал несколько включений, используя собственные независимые двигательные системы, чтобы уточнить свою орбиту и поместить ее в предполагаемое геостационарное положение, при этом восемь дней было посвящено увеличению радиуса орбиты и четыре дня — точной настройке орбиты. [91] [92] Во время первого корректирующего включения ферма, удерживающая сопло основного двигателя, нагрелась до аномально высоких температур. Хотя превышенные пределы предполетной температуры были пересмотрены, последующие четыре включения были ограничены продолжительностью менее 41 минуты каждое из соображений предосторожности, что вывело его на предварительную геостационарную орбиту через десять дней после запуска. [93] Достигнув геостационарной орбиты, GOES-R был переименован в GOES-16 , начав годовую расширенную фазу проверки и валидации. [94] Первоначально космический аппарат был установлен в нерабочем испытательном положении в точке 89,5° з.д., [95] при этом GOES-13 и GOES-15 служили в качестве рабочих метеорологических спутников в традиционных положениях GOES East и GOES West соответственно. [94] Первоначально приборы были оставлены бездействующими в течение 30-дневного периода, чтобы обеспечить дегазацию и очистку космического аппарата от любых загрязнений. [93] Первые научные данные с GOES-16 были получены с прибора MAG 22 декабря 2016 года, [96] в то время как первые изображения с ABI были получены 15 января 2017 года и опубликованы 23 января 2017 года. [97] 25 мая 2017 года NOAA объявило, что GOES-16 займет позицию GOES East после ввода в эксплуатацию, сменив GOES-13. [98] Движение GOES-16 к своей рабочей позиции началось около 13:30 UTC 30 ноября 2017 года, дрейфуя примерно на 1,41° в день до конечной долготы 75,2°W; в это время приборы космического корабля находились в диагностическом режиме без сбора или передачи данных. [99] GOES-16 достиг позиции GOES East к 11 декабря и после периода калибровки возобновил сбор и передачу данных приборов через три дня. [99] [100] 18 декабря 2017 года GOES-16 был объявлен полностью работоспособным. [101]
В дополнение к своей основной научной полезной нагрузке, GOES-16 также оснащен комплексом уникальных услуг полезной нагрузки (UPS), который обеспечивает услуги ретрансляции связи, вспомогательные для основных операций миссии: [102]
Интегрированная наземная система сбора, обработки и распространения данных была специально разработана для GOES-16 и других спутников поколения GOES-R космических аппаратов GOES. Спутниковый операционный центр NOAA в Сьютленде, штат Мэриленд , служит точкой управления операциями миссии GOES, в то время как станция управления и сбора данных Wallops в летном комплексе Wallops на острове Уоллопс, штат Вирджиния , обрабатывает данные телеметрии, отслеживания, управления и приборов GOES-16. Вторая станция в Фэрмонте, Западная Вирджиния , служит назначенным консолидированным резервным копированием для объекта Wallops. [105] [106] Антенны в Wallops спроектированы так, чтобы выдерживать устойчивые ветры скоростью 110 миль в час (180 км/ч) и порывы до 150 миль в час (240 км/ч), условия, ожидаемые при урагане категории 2 . [106] В общей сложности наземная система включает в себя 2100 серверов и 3 ПБ хранилища данных; обработка данных осуществляется 3632 ядрами процессора , способными выполнять 40 триллионов операций с плавающей точкой в секунду . [105] В 2009 году NOAA заключила контракт с Government Communications Systems Division of Harris Corporation на разработку наземной системы GOES-R, с предполагаемой стоимостью контракта в 736 миллионов долларов США; [107] Harris также получила контракт на 130 миллионов долларов США на разработку наземной антенной системы, включая шесть новых приемопередающих антенн с большой апертурой и модернизацию четырех существующих антенн в NOAA Satellite Operations Facility. [108] Для оказания помощи в системном проектировании и инструментах распределения данных для наземного сегмента, Boeing получила субподряд на 55 миллионов долларов США. [109]
В дополнение к GRB, к которому может получить доступ любой калиброванный приемник, данные GOES также распространяются по другим каналам. Национальная метеорологическая служба получает данные непосредственно с GOES-16 через интерфейс Advanced Weather Interactive Processing System (AWIPS), который интегрирует метеорологические и гидрологические данные с системами прогнозирования и предупреждения агентства . Данные GOES-16 в режиме реального времени доступны через систему Product Distribution and Access (PDA), в то время как архивные данные хранятся в Comprehensive Large Array-data Stewardship System (CLASS). [106]
Испытательный полигон GOES-R был создан в 2008 году в результате сотрудничества между программным офисом серии GOES-R и рядом центров NOAA и NASA для подготовки прогнозистов и других заинтересованных сторон к новым продуктам, которые будут доступны с поколением метеорологических спутников GOES-R. [110] [111] [112] Технологический испытательный полигон отвечал рекомендациям Национального исследовательского совета от 2000 года для NOAA по созданию команд, демонстрирующих возможности новых датчиков, таких как датчики на GOES-16, в сочетании с разработкой инструментов. [113] Программа, ориентированная на AWIPS, была разработана для оценки и разработки моделируемых продуктов GOES-R и обеспечения обучения прогнозистов. [110] Экспериментальные продукты были основаны как на современных, так и на синтетических данных. [112] Первые шесть лет с 2008 по 2014 год были в основном посвящены разработке алгоритмов, проектированию симуляций, разработке средств принятия решений и сквозному тестированию , в то время как последующие годы вплоть до запуска космического корабля в основном были посвящены адаптации продуктов к отзывам пользователей. [114]
Участники программы испытательного полигона были классифицированы как разработчики — те, кто разрабатывает спутниковые алгоритмы и учебные материалы для продуктов GOES-R — или пользователи — получатели этих продуктов. Тремя основными разработчиками в программе были Кооперативный институт метеорологических спутниковых исследований (CIMSS) и Отделение передовых спутниковых продуктов (ASPB) в Университете Висконсина в Мэдисоне, штат Висконсин ; Кооперативный институт исследований атмосферы (CIRA) и Отделение региональной и мезомасштабной метеорологии (RAMMB) в Университете штата Колорадо в Форт-Коллинзе, штат Колорадо ; и Центр исследований и переходов краткосрочного прогнозирования NASA (NASA SPoRT) в Хантсвилле, штат Алабама . [113] Испытательный стенд GOES-R и демонстрации технологий были сосредоточены на различных приложениях, включая оценку интенсивности тропических циклонов , [115] развитие сильных штормов , [116] авиацию и качество воздуха . [117]