Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

MetOp ( Met eorological Op erational спутник) представляет собой серию из трех полярно-орбитальных метеорологических спутников , разработанных Европейским космическим агентством (ЕКА) и эксплуатируемых Европейской организацией по эксплуатации метеорологических спутников (ЕВМЕТСАТ). Спутники образуют компонент космического сегмента общей полярной системы (САС) ЕВМЕТСАТ , которая, в свою очередь, является европейской половиной Первоначальной совместной полярной системы ЕВМЕТСАТ / NOAA (IJPS). Спутники несут полезную нагрузку, состоящую из 11 научных инструментов и двух, поддерживающих Коспас-Сарсат.Поисково-спасательные службы. Для обеспечения непрерывности данных между MetOp и полярными оперативными экологическими спутниками NOAA (POES) на обоих флотах спутников установлено несколько инструментов.

MetOp-A, запущенный 19 октября 2006 г., является первым в Европе спутником на полярной орбите, который используется в оперативной метеорологии. Что касается его основной задачи по предоставлению данных для численного прогноза погоды , исследования показали, что данные MetOp-A измеряются как имеющие наибольшее влияние, чем любая отдельная спутниковая платформа, на сокращение суточных ошибок прогнозирования, и на их долю приходится около 25% общее влияние на снижение глобальных ошибок прогнозов по всем источникам данных. [1]

Изначально планировалось, что каждый из трех спутников будет работать последовательно, однако хорошие характеристики спутников MetOp-A и MetOp-B означают, что теперь ожидается период работы трех спутников.

Преемником спутников MetOp станет MetOp-SG , в настоящее время первый спутник MetOp SG-A должен быть запущен в 2023 году [2].

MetOp
Модель MetOp
Организация:ЕВМЕТСАТ
Тип миссии:Метеорология / Климатология
Спутник:земной шар
Запуск MetOp-A:19 октября 2006 г.,
16:28:00 UTC
Союз СТ Фрегат
Космодром Байконур
Запуск MetOp-B:17 сентября 2012 г.,
16:28:00 UTC
Союз СТ Фрегат
Космодром Байконур
Запуск MetOp-C:7 ноября 2018 г.,
00:47:27 UTC
Союз СТ Фрегат
Космический центр Гвианы
Размеры :6,2 х 3,4 х 3,4 метра (под обтекателем пусковой установки)
17,6 х 6,5 х 5,2 метра (развернуты на орбите)
Масса :4093 кг
Масса полезной нагрузки:812 кг
Страница в Интернете:[1]
Орбитальные элементы
Орбита :Солнечно-синхронная орбита
Наклон :98,7 ° к экватору
Орбитальный период :101,0 мин.
Цикл повторения наземного трека: 29 дней / 412 витков
Средняя высота: 817 км
Местное время восходящего узла: 21:30
Международный обозначение MetOp-A: 2006-044A
Международный обозначение MetOp-B: 2012-049A
Международный обозначение MetOp-C: 2018-087A

Инструменты [ править ]

Модуль полезной нагрузки MetOp-C опускается в большой космический симулятор ESTEC , 2017

На борту спутников MetOp установлены следующие инструменты [3] :

Общие инструменты [ править ]

Следующие инструменты используются на спутниках NPOES, которые вносят вклад США в IJPS:

  • AMSU-A1 / AMSU-A2 - Усовершенствованные устройства микроволнового зондирования
  • HIRS / 4 - Инфракрасный эхолот высокого разрешения (NB Не входит в MetOp-C)
  • AVHRR / 3 - усовершенствованный радиометр очень высокого разрешения
  • Argos A-DCS - Расширенная система сбора данных
  • SEM-2 - Монитор космической среды
  • SARP-3 - поисково-спасательный процессор (примечание: не входит в MetOp-C)
  • SARR - поисково-спасательный ретранслятор (NB Не входит в MetOp-C)
  • MHS - СВЧ-датчик влажности

Специальные инструменты MetOp [ править ]

Следующие инструменты используются исключительно на спутниках MetOp:

  • IASI - Инфракрасный интерферометр зондирования атмосферы
  • GRAS - приемник глобальной навигационной спутниковой системы для зондирования атмосферы
  • ASCAT - Расширенный СКАТтерометр
  • GOME-2 - Глобальный эксперимент по мониторингу озона-2

Фон [ править ]

MetOp был разработан как совместное предприятие Европейского космического агентства (ESA) и Европейской организации по эксплуатации метеорологических спутников (EUMETSAT). Признавая растущую важность численного прогнозирования погоды (ЧПП) в прогнозировании погоды, MetOp был разработан с набором инструментов, чтобы предоставить моделям ЧПП с высоким разрешением структуру глобальной температуры и влажности атмосферы. Данные MetOp дополнительно используются для химии атмосферы и предоставления наборов долгосрочных данных для климатических записей.

Наследие MetOp [ править ]

Спутники MetOp имеют модульную конструкцию, состоящую из служебного модуля, модуля полезной нагрузки и набора инструментов.

Сервисный модуль SPOT обеспечивает питание (через солнечную батарею и пять батарей для затмения), управление ориентацией и орбитой , тепловое регулирование и отслеживание, телеметрию и управление (TT&C). Модуль полезной нагрузки Envisat предоставляет общие шины управления и питания для инструментов, а также сбор и передачу научных данных.

Набор инструментов в основном получен из предшественников промчались по Европейскому космическому агентству европейского дистанционного зондирование Земли ERS / Энвисату спутникам или полностью возвратные блоки первоначально разработанные для НОАА Телевидения Инфракрасной спутники наблюдения серии (Тайрос) из полярно-орбитальных спутников .

Сбор данных [ править ]

Вспышка спутника от МетОП-А, май 2019 г.

За исключением службы поиска и спасения ( SARSAT ), которая является исключительно локальной миссией с собственным выделенным передатчиком, все данные от MetOp Instruments форматируются и мультиплексируются модулем полезной нагрузки и либо сохраняются на твердотельном самописце для последующей передачи через X-Band антенна, или непосредственно передаются местным пользователям через High Rate Picture Transmission (HRPT) L-диапазона антенны.

Главный центр управления и сбора данных (CDA) находится на спутниковой станции Свальбард в Норвегии . Высокая широта этой станции позволяет записывать глобальные данные, хранящиеся в твердотельном самописце каждого спутника, через X-Band один раз на орбиту. Каждый спутник MetOp производит около 2 ГБ необработанных данных на орбиту. Кроме того, чтобы улучшить своевременность выпуска продукции, один из действующих спутников сбрасывает данные с нисходящей части орбиты над станцией Мак-Мердо в Антарктиде . Затем данные поступают с наземных станций в штаб-квартиру ЕВМЕТСАТ в Дармштадте , Германия., где они обрабатываются, хранятся и распространяются среди различных агентств и организаций с задержкой примерно 2 часа без наземной станции Мак-Мердо и 1 час со Свальбардом.

HRPT используется для обеспечения прямого считывания данных в реальном времени через сеть наземных приемников, предоставляемых сотрудничающими организациями. Данные с этих станций также передаются в ЕВМЕТСАТ и перераспределяются для предоставления региональных услуг с задержкой примерно в 30 минут. Из-за радиационной чувствительности оборудования HRPT MetOp-A HRPT не работает над полярными регионами или южноатлантической аномалией .

Командование и контроль [ править ]

Управление и контроль MetOp осуществляется из диспетчерской EPS в штаб-квартире EUMETSAT в Дармштадте, Германия. Центр управления подключен к CDA на Свальбарде, который используется для измерения дальности в S-диапазоне и доплеровских измерений (для определения орбиты), сбора служебной телеметрии в реальном времени и восходящей линии связи для телекоманд. CDA на Свальбарде, расположенный примерно на 78 ° северной широты, обеспечивает покрытие TT&C на каждой орбите. Команды для обычных операций обычно передаются по восходящей линии связи при каждом контакте CDA, примерно за 36 часов до выполнения на борту. Определение орбиты также может быть выполнено с использованием данных от прибора GNSS-приемник для зондирования атмосферы (GRAS). Независимый резервный центр управления также расположен в Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial , недалеко отМадрид , Испания .

Профиль миссии [ править ]

Спутники MetOp и NOAA несут общий набор основных инструментов. Кроме того, MetOp имеет набор новых европейских инструментов, которые измеряют температуру и влажность атмосферы с беспрецедентной точностью наряду с профилями атмосферного озона и других газовых примесей . Ветер будет также быть измерена скорость и направление над океанами. Ожидается, что эти новые инструменты внесут значительный вклад в постоянно растущую потребность в быстрых и точных глобальных данных для улучшения численного прогноза погоды. Это, в свою очередь, приведет к более надежным прогнозам погоды и, в более долгосрочной перспективе, поможет более точно отслеживать изменение климата.

Помимо метеорологического использования, он будет обеспечивать изображения поверхности суши и океана, а также использовать поисково-спасательное оборудование для помощи кораблям и самолетам, терпящим бедствие. На борту также есть система ретрансляции данных, которая подключается к буям и другим устройствам сбора данных.

Запуск и развертывание [ править ]

Наземный путь МетОП-Б, сентябрь 2012 г.

Метоп-А, первый действующий европейский полярно-орбитальный метеорологический спутник, был успешно запущен 19 октября 2006 года с космодрома Байконур , Казахстан , после шести попыток с использованием космического корабля "Союз-СТ Фрегат" . При весе чуть более 4000 кг и габаритах 17,6 × 6,5 × 5,2 метра на орбите MetOp является вторым по величине спутником наблюдения Земли в Европе после Envisat, запущенного в 2002 году [4].

Первый сигнал со спутника был получен в 18:35 по BST 20 октября 2006 г., и было подтверждено, что спутник находился на номинально правильной орбите с развернутой солнечной панелью. Управление спутником осуществлялось Европейским центром космических операций (ESOC - часть ЕКА), который отвечал за окончательное позиционирование спутника, развертывание всех антенн и окончательное изменение конфигурации спутника после необходимых маневров по управлению орбитой. Спутник был передан ЕВМЕТСАТ 22 октября 2006 г. Первое изображение было получено 25 октября 2006 г. в 08:00 UTC [5] - изображение Скандинавии и Восточной Европы в видимом свете.- но был шестимесячный период проверки и калибровки спутника и его полезной нагрузки, прежде чем он был объявлен работоспособным. До этого Метеорологическое бюро получило данные и начало их тестирование, а затем использовать их в качестве входных данных для рабочих прогонов численного прогноза погоды .

Metop-A был объявлен полностью готовым к эксплуатации в середине мая 2007 г., и полные данные по его 11 научным приборам доступны пользователям на оперативной основе [6]

Metop-B был объявлен полностью работоспособным и заменен MetOp-A в качестве «основного оперативного метеорологического спутника SSO ЕВМЕТСАТ» в апреле 2013 г. [7]

Запуск Metop-C был запланирован на конец 2016 года [8], который был отложен до 2017 года [9] и был успешно запущен 7 ноября 2018 года.

Из-за более длительной, чем ожидалось, работы на орбите Metop-A и Metop-B, все три космических корабля MetOp работают одновременно и будут работать до тех пор, пока не будут выведены с орбиты Metop-A, Metop-B и, наконец, Metop-C. Их операционная роль будет заменена спутниками второго поколения Metop.

ГОМЕ-2 [ править ]

Первые атмосферные вклады MetOp-A были сделаны Глобальным экспериментом по мониторингу озона-2 (GOME-2), сканирующим спектрометром на борту спутника. GOME-2, разработанный DLR (Немецким аэрокосмическим центром) и разработанный SELEX Galileo в качестве преемника GOME (1995) ERS-2 , обеспечил покрытие большинства областей планеты Земля, измеряя атмосферный озон , распределение поверхностного ультрафиолета. радиация и количество диоксида азота (NO 2 ). [10] Кроме того, индуцированная солнцем флуоресценция хлорофилла - показатель валовой первичной продукции., можно наблюдать с помощью прибора ГОМЕ-2. [11] [12] Инструмент GOME-2 является вторым источником наблюдений за озоном, который дополняет данные озонового инструмента SBUV / 2 на спутниках NOAA-18 и NOAA-19 , которые являются частью IJPS. [13]

Инфракрасный интерферометр атмосферного зондирования (ИАСИ) [ править ]

Одним из наиболее важных инструментов, имеющихся на борту MetOp, является инфракрасный интерферометр атмосферного зондирования (IASI), самый точный интерферометр инфракрасного зондирования, который в настоящее время находится на орбите. IASI наблюдает атмосферу в инфракрасном диапазоне (3,7–15,5 мкм) по 8461 каналу, что позволяет измерять температуру атмосферы с точностью до 1 ° C и относительную влажность с точностью до 10% для каждого среза высотой 1 км. Поверхность Земли посещают дважды в день. Сам по себе IASI производит половину всех данных MetOp.

Созвездие MetOp [ править ]

MetOp-A и MetOp-B были запущены соответственно 19 октября 2006 г. и 17 сентября 2012 г. [14] с космодрома Байконур , а MetOp-C был запущен 7 ноября 2018 г. из Центра Пространственной Гайаны на космодроме Куру , Космический центр Гвианы . [15]

Первоначально планировалось, что последующие спутники MetOp будут запускаться примерно с пятилетними интервалами, каждый из которых будет иметь запланированный срок эксплуатации в 5 лет, поэтому одновременно будет работать только один спутник. Однако, основываясь на хороших характеристиках спутников MetOp-A и MetOp-B, совет EUMETSAT согласился продлить программу EPS как минимум до 2027 года. [16] Кроме того, в настоящее время предполагается, что MetOp-A будет эксплуатироваться до конца 2021 г., с аналогичными расширениями для MetOp-B и MetOp-C. По состоянию на 2016 год почти все оставшееся топливо на борту MetOp-A предусмотрено в бюджете для операций по утилизации отработавших газов, необходимых для вывода MetOp-A на орбиту, которая распадется и вызовет возвращение в атмосферу в течение 25 лет в соответствии с ISO 24113 Space Debris. Рекомендации по смягчению последствий. [17]Подавляющая часть расхода топлива на этапе эксплуатации необходима для компенсации дрейфа наклона и поддержания солнечно-синхронной орбиты (SSO) со средним «средним местным солнечным временем восходящего узла», равным 09:30, и, по оценкам, платформа может просуществовать не менее 5 лет с дрейфующим «Местным временем восходящего узла» (LTAN). [18] Эти операции по утилизации отходов были первоначально незапланированными, но считаются необходимыми после того, как столкновение Иридиум-Космос и противоспутниковые испытания Fengyun-1C значительно ухудшили ситуацию с космическим мусором на низкой околоземной орбите (НОО).

Перед запуском MetOp-C, MetOp-A и MetOp-B работали на компланарной орбите примерно на половину орбиты. С запуском MetOp-C три спутника MetOp изначально находятся на одной орбите, разделенной примерно третью орбиты, хотя MetOp-A дрейфует в LTAN. Высокоскоростная передача изображений MetOp-B и MetOp-C (HRPT), передающая данные в реальном времени, активная во всех географических зонах благодаря обновленному оборудованию, в то время как MetOp-A HRPT продолжает отключаться в зонах с высоким уровнем излучения.

См. Также [ править ]

  • Спутниковая вспышка

Ссылки [ править ]

  1. ^ Joo, Sangwon; Эйр, Джон; Marriott, Ричард (октябрь 2013 г.). «Влияние MetOp и других спутниковых данных на глобальную систему ЧПП Метеорологического бюро с использованием метода сопряженной чувствительности» . Ежемесячный обзор погоды . 141 (10): 3331–3342. DOI : 10,1175 / MWR-d-12-00232.1 . ISSN  0027-0644 .
  2. ^ "Полярная система ЕВМЕТСАТ - второе поколение" . ЕВМЕТСАТ . Проверено 11 января 2020 года .
  3. ^ "СПРАВОЧНИК CEOS EO - ИНСТРУМЕНТНЫЙ ИНДЕКС" . CEOS, Комитет по спутникам наблюдения Земли.
  4. ^ Страница фактов ЕКА
  5. ↑ Первый спутниковый снимок, полученный спутниковой приемной станцией Университета Данди
  6. ^ Spaceflight , публикация в британской межпланетного общества , том 49, выпуск 7, июль 2007, стр 245, ISSN 0038-6340.
  7. ^ ЕВМЕТСАТ пресс - релиз 24 апреля 2013
  8. ^ http://www.satellitetoday.com/publications/st/2010/09/13/eumetsat-awards-metop-c-launch-to-arianespace/
  9. ^ Новости ЕВМЕТСАТ, 24 апреля 2013 г.
  10. ^ Spaceflight , публикация в британском межпланетном обществе , том 49, выпуск 5, май 2007, стр 166.
  11. ^ Столяр, J .; Guanter, L .; Lindstrot, R .; Voigt, M .; Васильков А.П .; Миддлтон, EM; Huemmrich, KF; Yoshida, Y .; Франкенберг, К. (25 октября 2013 г.). «Глобальный мониторинг земной флуоресценции хлорофилла по спутниковым измерениям в ближней инфракрасной области с умеренным спектральным разрешением: методология, моделирование и применение в GOME-2» . Методы атмосферных измерений . 6 (10): 2803–2823. DOI : 10,5194 / АМТ-6-2803-2013 .
  12. ^ Корен, Гербранд; ван Шайк, Эрик; Araújo, Alessandro C .; Боерсма, К. Фолкерт; Гертнер, Антье; Килларс, Ларс; Kooreman, Maurits L .; Круйт, Барт; van der Laan-Luijkx, Ingrid T .; фон Рандоу, Селсо; Smith, Naomi E .; Питерс, Воутер (19 ноября 2018 г.). «Повсеместное снижение индуцированной солнцем флуоресценции Амазонки во время Эль-Ниньо 2015/2016 годов» . Философские труды Королевского общества B: биологические науки . 373 (1760): 20170408. DOI : 10.1098 / rstb.2017.0408 .
  13. ^ "NOAA-N Prime" (PDF) . НП-2008-10-056-GSFC . Центр космических полетов имени Годдарда НАСА. 16 декабря 2008. Архивировано из оригинального (PDF) 16 февраля 2013 года . Проверено 8 октября 2010 года .
  14. ^ Событие запуска EUMETSAT MetOp-B
  15. ^ "Запуск корабля" Союз-СТ "с европейским спутником с космодрома Куру отложен до 6 ноября" . Интерфакс. 2 июля 2018 . Проверено 4 июля 2018 года .
  16. ^ «Годовой отчет ЕВМЕТСАТ за 2017 год» .
  17. ^ «ISO 24113: 2011» . ISO . Проверено 7 ноября 2018 .
  18. ^ Дайер, Ричард; Ригетти, Пьер Луиджи; Вера, Карлос; Вей, Сильвен (25 мая 2018 г.). «Расширение миссии MetOp-A: выживание в дрейфующей LTAN» . 15-я Международная конференция по космическим операциям . Рестон, Вирджиния: Американский институт аэронавтики и астронавтики. DOI : 10.2514 / 6.2018-2439 . ISBN 9781624105623.

Внешние ссылки [ править ]

  • ЕВМЕТСАТ
  • Европейское космическое агентство
  • ЕВМЕТСАТ
  • Пресс-релиз Метеорологического бюро (архив)