Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Активный пассивный эффект влажности почвы
Иллюстрация Soil Moisture Active Passive (15–180, обрезано) .jpg
Художник, изображающий космический корабль Soil Moisture Active Passive.
Тип миссииНаблюдение Земли
ОператорНАСА
COSPAR ID2015-003A
SATCAT нет.40376
Интернет сайтsmap .jpl .nasa .gov
Продолжительность миссии3 года (номинально) [1]
Прошло: 6 лет, 1 месяц, 9 дней
Свойства космического корабля
ПроизводительЛаборатория реактивного движения
Стартовая масса944 кг
Масса полезной нагрузки79 кг
Размеры1,5 х 0,9 х 0,9 м
Мощность1450 Вт
Начало миссии
Дата запуска31 января 2015, 14:22  UTC [2] ( 2015-01-31UTC14: 22 )
РакетаDelta II 7320-10C [3]
Запустить сайтВанденберг , SLC-2W
ПодрядчикUnited Launch Alliance
Поступил в сервисАвгуст 2015 г.
Параметры орбиты
Справочная системаГеоцентрический
РежимСолнечно-синхронный
Высота перигея680.9 км
Высота апогея683,5 км
Наклон98,12 °
Период98,5 мин.
Эпоха15 октября 2019, 23:39:39 UTC [4]
 
Анимация SMAP «S траектории вокруг Земли от 31 января 2015 года по 19 августа 2015 года:
  SMAP  ·   земной шар

Активно-пассивный датчик влажности почвы ( SMAP ) - это спутник НАСА для мониторинга окружающей среды, запущенный 31 января 2015 года. [2] Это был один из первых спутников наблюдения Земли, разработанный НАСА в ответ на результаты десятилетнего обзора Национального исследовательского совета . [5] [6]

Инвестиции НАСА составляют 916 миллионов долларов США (проектирование, разработка, запуск и эксплуатация). [7]

Обзор миссии [ править ]

SMAP обеспечивает измерения влажности почвы на поверхности земли и состояния замерзания-таяния с почти глобальным повторным посещением через 2-3 дня. Измерения поверхности SMAP в сочетании с гидрологическими моделями позволяют сделать вывод о влажности почвы в корневой зоне. Эти измерения позволяют пользователям научных приложений:

  1. Поймите процессы, связывающие земные водные, энергетические и углеродные циклы .
  2. Оценить глобальные потоки воды и энергии на поверхности суши.
  3. Количественно оценить чистый поток углерода в бореальных ландшафтах.
  4. Повысьте навыки прогнозирования погоды и климата.
  5. Разработать улучшенные возможности прогнозирования наводнений и мониторинга засухи.

Наблюдения SMAP производятся в течение как минимум трех лет после запуска, и 81 кг топлива, которое он несет, позволит миссии работать намного дольше расчетного срока службы. Внедрены всесторонняя проверка, наука и прикладная программа, и все данные общедоступны в архивных центрах НАСА.

Концепция измерения [ править ]

Обсерватория SMAP включает специальный космический аппарат и набор инструментов на околополярной солнечно-синхронной орбите. Измерительная система SMAP состоит из радиометра (пассивного) и радиолокатора с синтезированной апертурой (активного), работающего с несколькими поляризациями в L- диапазоне. Комбинированный подход к активным и пассивным измерениям использует преимущества пространственного разрешения радара и точности измерения радиометра. [8]

Активные и пассивные датчики обеспечивают совпадающие измерения поверхностного излучения и обратного рассеяния. Инструменты измеряют условия в верхних 5 см почвы через умеренный растительный покров, чтобы получить глобально нанесенные на карту оценки влажности почвы и ее замерзания-оттаивания.

Космический корабль совершает оборот вокруг Земли каждые 98,5 минут и повторяет один и тот же путь по земле каждые восемь дней. [7]

Научная полезная нагрузка [ править ]

Спутник оснащен двумя научными инструментами: радаром и радиометром, которые имеют общий источник и развертываемую 6-метровую рефлекторную антенную систему, построенную Northrop Grumman [9], которая вращается вокруг оси надира, делая конические сканирующие поверхности. Широкий валок обеспечивает почти глобальный пересмотр каждые 2-3 дня.

Характеристики системы SMAP [ править ]

ХарактеристикаРадарРадиометр
Частота1,2 ГГц1,41 ГГц
ПоляризацииVV , HH , HVV , H , U
Разрешение1-3 км [а]40 км
Диаметр антенны6 мес.
Скорость вращения14,6 об / мин
Угол падения40 °
Ширина захвата1000 км
ОрбитаПриполярный, солнечно-синхронный
Местное время des. узел06:00 
Местное время по возрастанию. узел06:00 
Высота685 км

Вспомогательные полезные нагрузки [ править ]

Образовательный запуск наноспутника X (ELaNa X), состоящего из трех орбитальных развертывателей Poly Picos satellite, содержащих четыре CubeSat (три миссии CubeSat), установленных на второй ступени ракеты-носителя Delta II: [7]

  • ExoCube , спутник космической погоды, разработанный Политехническим университетом Калифорнии и спонсируемый Национальным научным фондом. Кэл Поли разработал шину ядра и спутника, а научную полезную нагрузку поставляет Центр космических полетов имени Годдарда НАСА. Университет Висконсина в Мэдисоне и Scientific Solutions, Inc. (SSI) разрабатывают научные цели и предоставляют рекомендации по разработке приборов. ExoCube измеряет плотность водорода, кислорода, гелия и азота в верхних слоях атмосферы Земли (экзосфере и термосфере) с помощью прямых измерений масс-спектроскопии. Размер ExoCube составляет три блока CubeSat или 30 x 10 x 10 см. [7]
  • GRIFEXЭксперимент по летным характеристикам Geo-cape Roic, разработанный Мичиганской исследовательской лабораторией Мичиганского университета в партнерстве с Отделом технологий наук о Земле НАСА и Лабораторией реактивного движения НАСА. Это миссия по проверке технологии, которая выполняет техническую оценку разработанной JPL полностью цифровой высокопроизводительной матрицы фокальной плоскости, состоящей из инновационной попиксельной аналого-цифровой интегральной схемы считывания. Его высокая пропускная способность позволяет предлагаемой концепции спутниковой миссии по геостационарным прибрежным явлениям и загрязнению воздуха (GEO-CAPE) проводить ежечасные измерения с высоким пространственным и спектральным разрешением быстро изменяющегося химического состава атмосферы и загрязнения с помощью разрабатываемого прибора панхроматического спектрометра с преобразованием Фурье (PanFTS).GRIFEX продвигает технологии, необходимые для будущих космических измерений состава атмосферы с геостационарной орбиты, которые имеют отношение к изменению климата, а также для будущих миссий, требующих усовершенствованных детекторов в поддержку Десятилетнего обзора наук о Земле. Размер GRIFEX составляет три блока CubeSat или 30 x 10 x 10 см.[7]
  • FIREBIRD-II (A и B) , разработанный Университетом Нью-Гэмпшира, Государственным университетом Монтаны, Национальной лабораторией Лос-Аламоса и Aerospace Corporation. FIREBIRD-II - это космический метеорологический проект с двумя спутниками CubeSat, целью которого является определение пространственного масштаба, размера и энергетической зависимости электронных микровсплесков в радиационных поясах Ван Аллена. Микровсплески релятивистских электронов выглядят как короткие периоды интенсивного высыпания электронов, измеряемые детекторами частиц на маловысотных космических аппаратах, когда их орбиты пересекают силовые линии магнитного поля, пронизывающие внешний радиационный пояс. FIREBIRD-II обеспечивает измерения двухточечных радиационных поясов, которые дают представление о процессах ускорения и потерь электронов во внешнем радиационном поясе Ван Аллена. Каждый из спутников FIREBIRD CubeSat имеет размер 1,5 блока CubeSat или 15 x 10 x 10 см. [7]

Проекты CubeSat запускаются минимум через 2896 секунд после отделения обсерватории Soil Moisture Active Passive на орбиту 440 x 670 км и наклонением 99,12 °. [7]

Описание программы [ править ]

SMAP - это управляемая миссия Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства. Проект SMAP управляется для НАСА Лабораторией реактивного движения при участии Центра космических полетов Годдарда . SMAP основывается на наследии и мероприятиях по снижению риска отмененной НАСА миссии ESSP Hydros. [10]

Наука и приложения [ править ]

Наблюдения SMAP используются для характеристики гидрологических и экосистемных процессов, включая обмен воды, энергии и углерода между сушей и атмосферой. Среди пользователей данных SMAP - гидрологи, синоптики, климатологи и менеджеры по сельскому хозяйству и водным ресурсам. [11] Дополнительные пользователи включают менеджеров по пожарной безопасности и наводнениям, менеджеров по контролю и профилактике заболеваний, специалистов по планированию чрезвычайных ситуаций и лиц, определяющих политику. [11] Информация о влажности почвы и замерзании-оттаивании, полученная с помощью SMAP, приносит прямую пользу в нескольких сферах общественного применения, в том числе:

Прогноз погоды и климата [ править ]

Инициализация численных моделей прогнозирования погоды и сезонных моделей климата с точной информацией о влажности почвы увеличивает время выполнения прогнозов и повышает навыки прогнозирования.

Засуха [ править ]

Информация о влажности почвы SMAP улучшает мониторинг и прогнозирование условий засухи , открывая новые возможности для смягчения последствий засухи.

Наводнения и оползни [ править ]

Системы гидрологического прогноза, откалиброванные и инициализированные с помощью полей влажности почвы с высоким разрешением, позволяют улучшить прогнозы наводнений и предоставить важную информацию о возможности оползней .

Производительность сельского хозяйства [ править ]

Наблюдения за влажностью почвы с помощью SMAP приводят к улучшению прогнозов урожайности и расширяют возможности систем поддержки принятия решений о водном стрессе сельскохозяйственных культур для повышения продуктивности сельского хозяйства . [11]

Здоровье человека [ править ]

Улучшение сезонных прогнозов влажности почвы напрямую способствует системам раннего предупреждения о голоде . Выгоды также реализуются за счет улучшенных прогнозов теплового стресса и скорости распространения вирусов , а также улучшенной подготовки к стихийным бедствиям и реагирования на них.

Статус [ править ]

В августе 2015 года ученые завершили первоначальную калибровку двух приборов на борту, однако радар SMAP прекратил передачу 7 июля из-за аномалии, которая была исследована командой JPL. [12] Команда определила аномалию в источнике питания мощного усилителя радара. [13] [14] 2 сентября 2015 года НАСА объявило, что отказ усилителя означает, что радар больше не может возвращать данные. Научная миссия продолжается, и данные возвращаются только прибором радиометра. [15] Основная миссия SMAP завершилась в июне 2018 года. Старший эксперт по наукам о Земле 2017 года одобрил миссию SMAP для продолжения работы до 2020 года и, предварительно, до 2023 года. [16]

См. Также [ править ]

  • Спутник по влажности почвы и солености океана

Заметки [ править ]

  1. ^ Более 70% валка

Ссылки [ править ]

  1. ^ https://www.jpl.nasa.gov/images/earth/smap/brochure/SMAP_Mission_Brochure_final.pdf
  2. ^ a b "НАСА SMAP" Я иду !!!! " " . НАСА / Лаборатория реактивного движения. 31 января 2015 . Проверено 31 января 2015 года .
  3. ↑ Рэй, Джастин (16 июля 2012 г.). «НАСА дает ракете Delta 2 новую жизнь» . Космический полет сейчас . Проверено 17 июля 2012 года .
  4. ^ "SMAP - Орбита" . Небеса-выше . 15 октября 2019 . Дата обращения 16 октября 2019 .
  5. ^ О'Нил, Пегги; и другие. (2010). Миссия НАСА по активному пассивному контролю влажности почвы (SMAP): Обзор . 30-й Международный симпозиум IEEE по геонаукам и дистанционному зондированию. 25-30 июля 2010 г. Гонолулу, Гавайи. НАСА. hdl : 2060/20110015242 .
  6. ^ «Десятилетний обзор» . НАСА. Архивировано из оригинального 25 августа 2009 года.
  7. ^ a b c d e f g "Активный пассивный запуск влажности почвы" (PDF) . Январь 2015 . Проверено 20 февраля 2020 года . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
  8. ^ "Инструмент" . Активная пассивная влажность почвы. НАСА / Лаборатория реактивного движения . Проверено 19 апреля 2015 года .
  9. ^ https://www.jpl.nasa.gov/images/earth/smap/brochure/SMAP_Mission_Brochure_final.pdf
  10. ^ Белэр, Стефан; и другие. Научный план и возможные вклады Канады в миссию по активному и пассивному увлажнению почвы (SMAP) (PDF) . Международный семинар по микроволновому дистанционному зондированию для гидрологии суши: исследования и приложения. 20–22 октября 2008 г., Окснард, Калифорния. Канадское космическое агентство. Архивировано из оригинального (PDF) 13 апреля 2009 года. Когда в 2007 году SMAP возник из пепла HYDROS, CSA обменялся с НАСА возможностью возобновления своего партнерства. CSA в сотрудничестве с другими правительственными ведомствами Канады в настоящее время разрабатывает планы относительно возможного научного и технического вклада в новую миссию. Научная деятельность будет включать как государственных, так и академических партнеров.
  11. ^ a b c Буис, Алан (15 октября 2014 г.). «Картограф почвенной влаги НАСА прибывает на стартовую площадку» . НАСА / Лаборатория реактивного движения . Проверено 24 октября 2014 года .
  12. ^ Buis, Алан (5 августа 2015). «НАСА SMAP выпускает первые калиброванные данные» . НАСА / Лаборатория реактивного движения . Проверено 10 августа 2015 .
  13. ^ Buis, Алан (5 августа 2015). «Группа SMAP исследует аномалию радиолокационных приборов» . НАСА / Лаборатория реактивного движения . Дата обращения 11 августа 2015 .
  14. Рианна Кларк, Стивен (10 августа 2015 г.). «НАСА устраняет неисправность радара на новом спутнике SMAP» . Космический полет сейчас . Дата обращения 11 августа 2015 .
  15. Перейти ↑ Cole, Steve & Buis, Alan (2 сентября 2015 г.). «Завершение работы радара влажности почвы НАСА, научная работа над полетом продолжается» . НАСА . Проверено 2 сентября 2015 года .
  16. ^ https://www.nasa.gov/sites/default/files/atoms/files/fy2021_congressional_justification.pdf

Внешние ссылки [ править ]

  • Веб-сайт SMAP в NASA / JPL
  • Данные SMAP в Национальном центре данных по снегу и льду
  • «Технологические инновации выводят SMAP НАСА в космос» , статья на NASA.gov.
  • «Новые исследования морей, неба и почв Земли, проведенные НАСА» , статья на NASA.gov.