Это хорошая статья. Для получения дополнительной информации нажмите здесь.
Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

CryoSat-2 - это спутник исследования окружающей среды Европейского космического агентства, который был запущен в апреле 2010 года. Он предоставляет ученым данные о полярных ледяных шапках и отслеживает изменения толщины льда с разрешением около 1,3 сантиметра ( 12 дюйма  ). .

CryoSat-2 был построен как замена CryoSat-1 , чья ракета-носитель Rokot не смогла выйти на орбиту, что привело к потере спутника. По сравнению со своим предшественником CryoSat-2 отличается обновленным программным обеспечением, увеличенной емкостью аккумулятора и обновленным приборным комплексом. Его основным прибором является интерферометрический радар-дальномер с двумя антеннами, который измеряет разницу высот между верхней поверхностью плавающего льда и окружающей водой. Это часто называют «фриборд».

CryoSat-2 работает в рамках CryoSat программы по изучению Земли «s полярных льдов , которая сама по себе часть живой планеты программы. Космический корабль CryoSat-2 был построен EADS Astrium и был запущен ISC Kosmotras с использованием ракеты- носителя « Днепр » 8 апреля 2010 года. 22 октября 2010 года CryoSat-2 был объявлен работоспособным после шести месяцев испытаний на орбите. [3]

Фон [ править ]

Антарктида ; CryoSat-2 предназначен для изучения полярных ледяных шапок Земли

Первоначальное предложение по программе CryoSat было представлено в июле 1998 года в рамках конкурса заявок на миссии Earth Explorer в рамках программы Европейского космического агентства «Живая планета». [4] [5] Он был выбран для дальнейших исследований в 1999 году, и после завершения технико-экономического обоснования миссия была санкционирована. Этап строительства начался в 2001 году, а в 2002 году EADS Astrium получила контракт на постройку космического корабля. Также был подписан контракт с Eurockot на запуск спутника с помощью ракеты - носителя " Рокот / Бриз-КМ " . [4]

Строительство оригинального космического корабля было завершено в августе 2004 года. После испытаний космический корабль был отправлен на космодром Плесецк в России в августе 2005 года и прибыл 1 сентября. [6] Запуск произошел с Зоны 133/3 8 октября; однако из-за отсутствия команды в системе управления полетом ракеты двигатель второй ступени не отключился по окончании запланированного горения, а вместо этого ступень сгорела до полного истощения. [7] Это помешало разделению второй ступени и Бриз-КМ, и в результате ракета не вышла на орбиту. Космический корабль был потерян, когда вернулся в Северный Ледовитый океан , к северу от Гренландии . [8] [9]

Ввиду важности миссии CryoSat для понимания глобального потепления и уменьшения полярных ледяных шапок, был предложен спутник на замену. [10] [11] Разработка CryoSat-2 была санкционирована в феврале 2006 года, менее чем через пять месяцев после аварии. [12]

Развитие [ править ]

Как и его предшественник, CryoSat-2 был сконструирован EADS Astrium, а его основной прибор был построен Thales Alenia Space . [13] Строительство и испытания основного прибора космического корабля были завершены к февралю 2008 г., когда он был отправлен для интеграции с остальной частью космического корабля. [14] В августе 2009 года наземная инфраструктура космического корабля, которая была модернизирована после первоначальной миссии, была объявлена ​​готовой к использованию. [15] Строительство и испытания космического корабля были завершены к середине сентября. [16] Менеджером проекта миссии CryoSat-2 был Ричард Фрэнсис, который был менеджером системы в первоначальной миссии CryoSat. [17]

CryoSat-2 является почти идентичной копией оригинального космического корабля [18], однако были внесены изменения, включая добавление резервного радиолокационного высотомера. [16] Всего после перестройки космического корабля было внесено 85 улучшений. [19]

Вспомогательные измерения: CRYOVEX [ править ]

С самого начала программы CryoSat было ясно, что потребуется обширная серия измерений, как для понимания взаимодействия радиолокационных волн с поверхностью ледяных шапок, так и для соотнесения измеренного надводного борта плавающего морского льда с его толщиной. Последнее, в частности, должно учитывать снеговую нагрузку. Для морского льда, который движется под действием ветра, также необходимо было разработать методы, которые могли бы давать согласованные результаты при измерениях с платформ, движущихся с разной скоростью (ученые на поверхности, эхолоты, буксируемые вертолетами, бортовые радары и т. Д.). Сам CryoSat). Ряд кампаний был проведен в рамках программы CRYOVEX [19]которые были направлены на устранение каждой из выявленных областей неопределенности. Эти кампании продолжались путем разработки оригинального CryoSat и планировалось продолжить после его запуска.

После объявления о строительстве CryoSat-2 программа CRYOVEX была расширена. В Антарктиде проводились эксперименты, чтобы определить, как снег может повлиять на его показания, и предоставить данные для калибровки спутника. [20] В январе 2007 года Европейское космическое агентство выпустило запрос предложений для дальнейших калибровочных и проверочных экспериментов. [21] Дальнейшие эксперименты CryoVEx были проведены на Шпицбергене в 2007 году [22], за которыми последовала последняя экспедиция в Гренландию и ледниковую шапку Девона в 2008 году. [23] Дополнительные измерения снега были предоставлены Экспедицией Arctic Arc иПрибор для бортовой синтетической апертуры и интерферометрической радиолокационной системы высотомера (ASIRAS) Института Альфреда Вегенера , установленный на борту самолета Dornier 228 . [22]

Заключительные приготовления [ править ]

CryoSat-2 проходит испытания в Германии

Когда он был одобрен в феврале 2006 года, запуск CryoSat-2 был запланирован на март 2009 года. [12] Первоначально планировалось, что, как и его предшественник, он будет запускаться с помощью Rokot, [24] однако из-за отсутствия доступных запусков. Днепр ракета была выбрана вместо. На выполнение запуска был заключен контракт с ISC Kosmotras . [25] Из-за задержек с выполнением более ранних миссий и проблем с доступностью дальности запуск был отложен до февраля 2010 года. [26]

Ракета «Днепр», предназначенная для запуска CryoSat-2, прибыла на космодром Байконур поездом 29 декабря 2009 года. [27] 12 января 2010 года первые две ступени ракеты были загружены в пусковой контейнер, и контейнер был подготовлен к транспортировке. на стартовую площадку. [28] 14 января он был доставлен в Зону 109/95 , где был установлен в бункер . На следующий день третью ступень перевезли в шахту и установили на вершине ракеты. [29]

После завершения строительства CryoSat-2 был помещен на хранение в ожидании запуска. [16] В январе 2010 года космический корабль был снят с хранения и отправлен на Байконур для запуска. Он вылетел из аэропорта Мюнхена им. Франца-Иосифа Штрауса на борту самолета Ан-124 12 января [30] и прибыл на Байконур на следующий день. [31] [32] По прибытии на стартовую площадку были проведены окончательная сборка и испытания. [33]

Во время окончательных испытаний инженеры обнаружили, что антенна связи космического корабля в диапазоне X ( диапазоны H / I / J НАТО ) передавала лишь крошечную долю мощности, которой она должна. Тепловидение показало, что волновод к антенне в глубине космического корабля был очень горячим. Очевидно, именно здесь рассеивалась недостающая мощность. Волновод обычно не мог быть осмотрен или отремонтирован без серьезной разборки спутника, что потребовало бы возврата на объекты в Европе и привело бы к значительной задержке запуска. Чтобы этого не произошло, был приглашен местный хирург для осмотра компонента с помощьюэндоскоп . [34] Хирург Татьяна Зыкова [35] обнаружила, что в трубке застряли два куска феррита , и смогла удалить их оба. Инженеры смогли помочь удалить второй с помощью магнита . [34] Было установлено, что феррит возник из-за поглощающей нагрузки, установленной глубоко внутри антенны, которая должна была улучшить ее характеристики. Некоторое количество феррита (оставшаяся часть этой нагрузки) было удалено изнутри основания антенны, чтобы предотвратить дальнейшее попадание мусора в волновод. [34]

4 февраля космический корабль CryoSat-2 был заправлен топливом для запуска. Тогда на 10 февраля он был прикреплен к адаптеру полезной нагрузки, и инкапсулированный в обтекателе , [36] , чтобы сформировать блок , известный как головной модуль Space . [33] Он был доставлен на стартовую площадку с помощью транспортного средства, известного как « крокодил» , и установлен на ракете-носителе. [37] Развертывание произошло 15 февраля, а на следующий день спутник был активирован для проверки его систем после интеграции в ракету. [36]

Запустить [ редактировать ]

Запуск КриоСат-2 на ракете Днепр

Когда космический корабль был установлен на Днепре, запуск должен был состояться 25 февраля в 13:57 UTC. [38] До этого на 19 февраля был запланирован обратный отсчет тренировок. [37] За несколько часов до запланированного начала практики ISC Kosmotras объявил, что запуск был отложен, и в результате практика не состоялась. [36] Задержка была вызвана опасением, что маневровые двигатели второй ступени не имеют достаточного количества резервного топлива. [39]

После задержки модуль Space Head был снят с ракеты и 22 февраля возвращен в свое интеграционное здание. [36] Пока он находился в здании интеграции, ежедневно проводились проверки, чтобы убедиться, что космический корабль по-прежнему функционирует нормально. Как только проблема с топливом была решена, запуск был перенесен на 8 апреля, и операции по запуску возобновились. [40] 1 апреля модуль Space Head был возвращен в бункер и установлен наверху Днепра. После комплексных тестов 6 апреля успешно проведен тренировочный отсчет. [41]

CryoSat-2 был запущен в 13:57:04 UTC 8 апреля 2010 года. [1] После успешного запуска [42] CryoSat-2 отделился от верхней ступени Днепра на низкую околоземную орбиту . Первые сигналы со спутника были обнаружены наземной станцией в Космическом центре Брольо в Малинди, Кения , через семнадцать минут после запуска. [43]

Миссия [ править ]

Миссия CryoSat-2 заключается в изучении полярных ледяных шапок Земли [44], измерении и поиске изменений толщины льда. Его миссия идентична первоначальному CryoSat. [43]

Основными приборами на борту CryoSat-2 являются SIRAL-2 , [14] SAR / интерферометрические радиолокационные высотомеры; [19], который использует радар для определения и контроля высоты космического корабля с целью измерения высоты льда. В отличие от оригинального CryoSat, на борту CryoSat-2 установлены два прибора SIRAL, один из которых служит резервным на случай отказа другого. [16]

Второй инструмент, Doppler Orbit and Radio Positioning Integration by Satellite , или DORIS, используется для точного расчета орбиты космического корабля. [45] На борту космического корабля также есть набор ретрорефлекторов, которые позволяют проводить измерения с земли для проверки орбитальных данных, предоставленных DORIS. [45] [46]

После запуска CryoSat-2 был выведен на низкую околоземную орбиту с перигеем 720 км (450 миль), апогеем 732 км (455 миль), наклоном 92 градуса и периодом обращения 99,2 минуты. [47] Он имел массу при запуске 750 кг (1650 фунтов), [24] и, как ожидается, проработает не менее трех лет. [46]

Операции по запуску и ранней орбите были завершены утром 11 апреля 2010 года, а SIRAL-2 был активирован позже в тот же день. [48] В 14:40 по Гринвичу космический аппарат вернул первые научные данные. [49] Первоначальные данные о толщине льда были представлены ведущим исследователем миссии Дунканом Уингхэмом на симпозиуме 2010 г. « Живая планета» 1 июля. [50] Позже в том же месяце данные впервые стали доступны ученым. [51] Космический корабль прошел шесть месяцев на орбите испытаний и ввода в эксплуатацию, которые завершились проверкой 22 октября 2010 года, которая показала, что космический корабль работает, как ожидалось, и что он готов к работе. [52]

Этап эксплуатации начался 26 октября 2010 г. под руководством Томмазо Парринелло, который в настоящее время является менеджером миссии.

Результаты [ править ]

Основная задача Cryosat-2 - измерить толщину льда и, следовательно, его объем. Предыдущие спутники могли измерять только площадь льда и протяженность льда (определяемую долей морской поверхности, покрытой льдом).

Британский центр полярных наблюдений и моделирования (CPOM) [53] теперь предоставляет продукты данных и карты толщины и объема морского льда в режиме, близком к реальному времени. Графики и карты защищены авторским правом и доступны по адресу:

  • Карты объема морского льда в Арктике [54]
  • графики месячной общей площади морского льда в Арктике [55]

Эти измерения не могут быть выполнены точно летом в Арктике из-за наличия бассейнов с талой водой, которые покрывают значительные площади льда и которые спутник не может отличить от открытой воды. По этой причине проект не предоставляет данные за период с мая по сентябрь каждого года.

Данные CryoSat-2 показали 25 000 подводных гор , и их число будет увеличиваться по мере интерпретации данных. [56] [57] [58] [59]

См. Также [ править ]

  • Программа ЕКА " Живая планета"
    • SMOS
    • GOCE
    • КриоСат
    • Рой
    • ADM-Aeolus
    • EarthCARE
    • БИОМАССА
    • FLEX
  • ICESat (НАСА)

Ссылки [ править ]

  1. ^ а б Макдауэлл, Джонатан. «Журнал запуска» . Космическая страница Джонатана . Проверено 22 июля 2010 года .
  2. ^ a b c d e "Информация о спутнике CRYOSAT 2 2010-013A NORAD 36508" . N2YO. 24 января 2015 . Проверено 25 января 2015 года .
  3. ^ «CryoSat-2 Earth Explorer Opportunity Mission-2» . ЕКА eoPortal . Проверено 20 октября 2013 года .
  4. ^ a b Уэйд, Марк. «Криосат» . Энциклопедия Astronautica . Проверено 22 июля 2010 года .
  5. ^ Coppinger, Rob (22 апреля 2010). «Криосат: десятилетний путь для промышленности» . Flight Global. Архивировано из оригинала 22 июля 2010 года . Проверено 22 июля 2010 года .
  6. ^ "L-37" . CryoSat Daily . Еврокот. 1 сентября 2005 года Архивировано из оригинала 11 марта 2006 года . Проверено 22 июля 2010 года .
  7. Зак, Анатолий. «Рокот» . RussianSpaceWeb . Проверено 22 июля 2010 года .
  8. ^ «Миссия CryoSat потеряна из-за неудачного запуска» . Европейское космическое агентство. 8 октября 2005 . Проверено 22 июля 2010 года .
  9. ^ "Миссия CryoSat потеряна" . Еврокот. 8 октября 2005 года Архивировано из оригинала 27 сентября 2007 года . Проверено 22 июля 2010 года .
  10. ^ «Команда Cryosat отчаянно пытается восстановить» . Новости BBC. 10 октября 2005 . Проверено 22 июля 2010 года .
  11. ^ Кларк, Стивен (8 апреля 2010 г.). «Европейский спутник для наблюдения за льдом будет запущен в четверг» . Космический полет сейчас . Проверено 22 июля 2010 года .
  12. ^ a b «ESA подтверждает миссию по восстановлению CryoSat» . CryoSat . Европейское космическое агентство. 24 февраля 2006 . Проверено 22 июля 2010 года .
  13. ^ «CryoSat готов к запуску: День СМИ в IABG / Мюнхен» . CryoSat . Европейское космическое агентство. 4 сентября 2009 . Проверено 22 июля 2010 года .
  14. ^ a b «Важная веха в развитии CryoSat-2» . Программа "Живая планета" - CryoSat-2 . Европейское космическое агентство. 6 февраля 2008 . Проверено 22 июля 2010 года .
  15. ^ «Наземный сегмент объявлен готовым к миссии CryoSat» . CryoSat . Европейское космическое агентство. 7 августа 2009 . Проверено 22 июля 2010 года .
  16. ^ a b c d de Selding, Питер Б. (14 сентября 2009 г.). «ESA Cryosat 2 сталкивается с задержкой из-за проблем с дальностью запуска» . SpaceNews.com . Проверено 22 июля 2010 года .
  17. ^ «Менеджер проекта CryoSat-2: интервью с Ричардом Фрэнсисом» . CryoSat . Европейское космическое агентство. 8 февраля 2010 . Проверено 22 июля 2010 года .
  18. Амос, Джонатан (9 апреля 2010 г.). «Криосат-2 - мера амбиций Европы» . BBC News . Проверено 22 июля 2010 года .
  19. ^ a b c «КриоСат-2 на пути к выздоровлению» . Программа "Живая планета" - CryoSat-2 . Европейское космическое агентство. 12 марта 2007 . Проверено 22 июля 2010 года .
  20. ^ "Семинар по антарктическому морскому льду подчеркивает необходимость миссии CryoSat-2" . Программа "Живая планета" - CryoSat-2 . Европейское космическое агентство. 9 августа 2006 . Проверено 22 июля 2010 года .
  21. ^ "Объявление о возможностях CryoSat-2" . Программа "Живая планета" - CryoSat-2 . Европейское космическое агентство. 11 января 2007 . Проверено 22 июля 2010 года .
  22. ^ a b «Ученые и полярники бросают вызов стихии в поддержку CryoSat-2» . Программа "Живая планета" - CryoSat-2 . Европейское космическое агентство. 19 апреля 2007 . Проверено 22 июля 2010 года .
  23. ^ "Ученые терпят Арктику для последней кампании перед запуском CryoSat-2" . CryoSat . Европейское космическое агентство. 9 мая 2008 . Проверено 22 июля 2010 года .
  24. ^ а б Кребс, Гюнтер. «Криосат 1,2» . Космическая страница Гюнтера . Проверено 22 июля 2010 года .
  25. Бергин, Крис (8 апреля 2010 г.). "Российская ракета Днепр запускает с помощью CryoSat-2" . NASAspaceflight.com . Проверено 22 июля 2010 года .
  26. ^ "Февральский запуск ледовой миссии ЕКА CryoSat" . CryoSat . Европейское космическое агентство. 14 сентября 2009 . Проверено 22 июля 2010 года .
  27. ^ "На Байконур доставлена ​​ракета РС-20" . Федеральное космическое агентство России. 30 декабря 2009 . Проверено 22 июля 2010 года .
  28. ^ "На космодроме Байконуре начались работы по подготовке к пуску ракеты РС-20 с КА" КриоСат-2 " " . Федеральное космическое агентство России. 12 января 2010 . Проверено 22 июля 2010 года .
  29. ^ "На Байконуре готовятся к пуску" КриоСат-2 " " . Федеральное космическое агентство России. 15 января 2010 . Проверено 22 июля 2010 года .
  30. ^ «CryoSat-2 - ледяная миссия накаляется» . EADS Astrium. 13 января 2010. Архивировано из оригинала 15 июля 2010 года . Проверено 22 июля 2010 года .
  31. ^ «Ледовая миссия ЕКА благополучно прибывает на стартовую площадку» . CryoSat . Европейское космическое агентство. 14 января 2010 . Проверено 22 июля 2010 года .
  32. ^ "На космодром Байконур доставлен космический аппарат КриоСат-2" . Федеральное космическое агентство России. 13 января 2010 . Проверено 22 июля 2010 года .
  33. ^ a b «Запись 3: Важная веха пройдена» . Дневник запуска CryoSat . Европейское космическое агентство. 12 февраля 2010 . Проверено 22 июля 2010 года .
  34. ^ a b c «Запись 2: CryoSat-2 подвергается операции» . Дневник запуска CryoSat . Европейское космическое агентство. 29 января 2010 . Проверено 22 июля 2010 года .
  35. ^ «Запись 2: CryoSat-2 подвергается операции - изображения» . Дневник запуска CryoSat . Европейское космическое агентство. 29 января 2010 . Проверено 22 июля 2010 года .
  36. ^ a b c d Егер, Клаус; Пол, Эдмунд. «Работа Cryosat-2 в феврале» . EADS Astrium. Архивировано из оригинального 10 июня 2011 года . Проверено 22 июля 2010 года .
  37. ^ a b «Запись 4: Крокодил в бункер» . Дневник запуска CryoSat . Европейское космическое агентство. 16 февраля 2010 . Проверено 22 июля 2010 года .
  38. ^ "Последний взгляд на CryoSat-2" . Наблюдая за Землей . Европейское космическое агентство. 11 февраля 2010 . Проверено 22 июля 2010 года .
  39. ^ «Запись 5: Запуск отложен» . Дневник запуска CryoSat . Европейское космическое агентство. 19 февраля 2010 . Проверено 22 июля 2010 года .
  40. ^ «Запись 7: Запуск кампании возобновляется» . Дневник запуска CryoSat . Европейское космическое агентство. 25 марта 2010 . Проверено 22 июля 2010 года .
  41. Jager, Клаус; Пол, Эдмунд. «Блог Cryosat-2, прямой эфир из Казахстана» . EADS Astrium. Архивировано из оригинала 15 июля 2010 года . Проверено 22 июля 2010 года .
  42. ^ Джонс, Тамера (8 апреля 2010 г.). «Успешный запуск ледовой миссии ЕКА CryoSat-2» . Совет по исследованию окружающей среды. Архивировано из оригинального 3 -го июля 2012 года . Проверено 22 июля 2010 года .
  43. ^ a b «Успешный запуск ледяного спутника ЕКА CryoSat-2» . Постоянное представительство в России . Европейское космическое агентство. 8 апреля 2010 . Проверено 22 июля 2010 года .[ постоянная мертвая ссылка ]
  44. ^ «CryoSat: ледяная миссия» . Европейское космическое агентство . Проверено 22 июля 2010 года .
  45. ^ a b «Поддержка миссии ILRS» . CryoSat . Международная служба лазерной локации НАСА. Архивировано из оригинала на 6 марта 2012 года . Проверено 22 июля 2010 года .
  46. ^ а б «Криосат» . Международная служба лазерной локации НАСА. Архивировано из оригинала 8 июля 2012 года . Проверено 22 июля 2010 года .
  47. ^ "CRYOSAT 2 Спутниковые детали" . Спутниковое слежение в реальном времени . N2YO.com . Проверено 22 июля 2010 года .
  48. Амос, Джонатан (12 апреля 2010 г.). «Миссия Cryosat от Esa включает радарный прибор» . BBC News . Проверено 22 июля 2010 года .
  49. ^ «Ледовая миссия ESA предоставляет первые данные» . CryoSat . Европейское космическое агентство. 13 апреля 2010 . Проверено 22 июля 2010 года .
  50. ^ «CryoSat-2 превосходит ожидания» . CryoSat . Европейское космическое агентство. 1 июля 2010 . Проверено 22 июля 2010 года .
  51. ^ «Ученые получают первые данные CryoSat-2» . CryoSat . Европейское космическое агентство. 20 июля 2010 . Проверено 22 июля 2010 года .
  52. Кларк, Стивен (27 октября 2010 г.). «CryoSat 2 блестяще проходит испытания на орбите» . Космический полет сейчас . Проверено 16 ноября 2010 года .
  53. ^ "Архивная копия" . Архивировано из оригинального 28 августа 2016 года . Проверено 27 августа +2016 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
  54. ^ http://www.cpom.ucl.ac.uk/csopr/seaice.html?%20show_cell_thk_ts_large=0&ts_area_or_point=all&basin_selected=0&show_basin_thickness=0&thk_period=0&year=2014&vselectol=Autk_selectol=Autk_select
  55. ^ http://www.cpom.ucl.ac.uk/csopr/seaice.html?show_cell_thk_ts_large=1&ts_area_or_point=all&basin_selected=0&show_basin_thickness=0&thk_period=0&select_thk_vol&select=2014
  56. Амос, Джонатан. « Спутники обнаруживают тысячи новых гор на дне океана » BBC News , 2 октября 2014 г.
  57. ^ " Новая карта показывает ранее невидимые детали морского дна "
  58. ^ Дэвид Т. Сэндвелл, Р. Дитмар Мюллер, Вальтер Х. Ф. Смит, Эммануэль Гарсия, Ричард Фрэнсис. « Новая глобальная морская гравитационная модель от CryoSat-2 и Jason-1 показывает скрытую тектоническую структуру » Science 3 October 2014: Vol. 346 нет. 6205 с. 65-67. DOI: 10.1126 / science.1258213
  59. ^ " Cryosat 4 Plus " DTU Space