КриоСат-2 - CryoSat-2
 Впечатление художника от CryoSat на орбите
| |||||||||
| Тип миссии | Наблюдение Земли | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Оператор | ЕКА | ||||||||
| COSPAR ID | 2010-013A | ||||||||
| SATCAT нет. | 36508 | ||||||||
| Интернет сайт | WWW |
||||||||
| Продолжительность миссии | 3 года (запланировано) Прошло: 11 лет, 4 месяца, 9 дней |
||||||||
| Свойства космического корабля | |||||||||
| Производитель | EADS Astrium | ||||||||
| Стартовая масса | 720 кг (1590 фунтов) | ||||||||
| Сухая масса | 684 килограмма (1508 фунтов) | ||||||||
| Габаритные размеры | 4,6 на 2,3 метра (15,1 × 7,5 футов) | ||||||||
| Мощность | 850 Вт | ||||||||
| Начало миссии | |||||||||
| Дата запуска | 8 апреля 2010, 13:57:04 UTC | ||||||||
| Ракета | Днепр | ||||||||
| Запустить сайт | Байконур 109/95 | ||||||||
| Подрядчик | ISC Kosmotras | ||||||||
| Параметры орбиты | |||||||||
| Справочная система | Геоцентрический | ||||||||
| Режим | Низкая Земля | ||||||||
| Высота перигея | 718 километров (446 миль) | ||||||||
| Высота апогея | 732 км (455 миль) | ||||||||
| Наклон | 92,03 градуса | ||||||||
| Период | 99,16 мин. | ||||||||
| Эпоха | 24 января 2015, 20:44:24 UTC | ||||||||
| Транспондеры | |||||||||
| Группа |
S Band (поддержка TT&C) X Band (сбор научных данных) |
||||||||
| Пропускная способность | 8 кбит / с загрузка (S Band) 100 Мбит / с загрузка (X Band) 2 кбит / с загрузка (S Band) |
||||||||
| |||||||||
 Знаки отличия ESA Earth для миссии CryoSat-2 | |||||||||
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 ( 1 ⁄ 2 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, большей емкостью аккумулятора и обновленным приборным комплексом. Его основным инструментом 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.
Задний план
Первоначальное предложение по программе CryoSat было представлено в июле 1998 года в рамках конкурса заявок на миссии «Исследователь Земли» в рамках программы Европейского космического агентства «Живая планета». 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 проведение запуска спутника с помощью ракеты - носителя " Рокот / Бриз-КМ " .
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. 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. Это помешало разделению второй ступени и Бриз-КМ, в результате чего ракета не вышла на орбиту. Космический корабль был потерян, когда вернулся в Северный Ледовитый океан к северу от Гренландии .
Ввиду важности миссии CryoSat для понимания глобального потепления и уменьшения полярных ледяных шапок, был предложен спутник на замену. Разработка CryoSat-2 была санкционирована в феврале 2006 года, менее чем через пять месяцев после аварии.
Разработка
Как и его предшественник, CryoSat-2 был построен EADS Astrium, а его основной прибор был построен Thales Alenia Space . Строительство и испытания основного прибора космического корабля были завершены к февралю 2008 года, когда он был отправлен для интеграции с остальной частью космического корабля. В августе 2009 года наземная инфраструктура космического корабля, которая была модернизирована после первоначальной миссии, была объявлена готовой к использованию. К середине сентября строительство и испытания корабля были завершены. Руководителем проекта миссии CryoSat-2 был Ричард Фрэнсис, который был менеджером системы в первоначальной миссии CryoSat.
CryoSat-2 является практически идентичной копией исходного космического корабля, однако были внесены изменения, включая добавление резервного радиолокационного высотомера. Всего при перестройке космического корабля было внесено 85 усовершенствований.
Вспомогательные измерения: CRYOVEX
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 связи 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 измерении с платформ, движущихся с разной скоростью (ученые на поверхности, эхолоты, буксируемые вертолетами, бортовые радары и т. Д.). Сам CryoSat). В рамках программы CRYOVEX был проведен ряд кампаний, направленных 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. В январе 2007 года Европейское космическое агентство выпустило запрос предложений для дальнейших калибровочных и проверочных экспериментов. Дальнейшие эксперименты CryoVEx были проведены на Шпицбергене в 2007 году, после чего была проведена последняя экспедиция в Гренландию и ледниковую шапку Девона в 2008 году. Дополнительные измерения снега были предоставлены Экспедицией Арктической дуги , а также бортовой синтетической апертурой и интерферометрической радиолокационной системой высотомера Института Альфреда Вегенера ( ASIRAS), установленный на борту самолета Dornier 228 .
Заключительные приготовления
Когда он был утвержден в феврале 2006 года, запуск CryoSat-2 был запланирован на март 2009 года. Первоначально планировалось, что он, как и его предшественник, будет запускаться с Рокота, однако из-за отсутствия доступных запусков вместо него была выбрана ракета Днепр. . На выполнение запуска был заключен контракт с ISC Kosmotras . Из-за задержек с выполнением более ранних миссий и проблем с доступностью дальности запуск был отложен до февраля 2010 года.
Ракета «Днепр», предназначенная для запуска CryoSat-2, прибыла на космодром Байконур поездом 29 декабря 2009 года. 12 января 2010 года первые две ступени ракеты были загружены в пусковой контейнер, и контейнер подготовлен к транспортировке на старт. сайт. 14 января его развернули в Зоне 109/95 , где установили в бункере . На следующий день третью ступень перевезли в шахту и установили на ракете.
После завершения строительства CryoSat-2 был помещен на хранение в ожидании запуска. В январе 2010 года космический корабль сняли с хранения и отправили на Байконур для запуска. Он вылетел из аэропорта Мюнхена имени Франца-Иосифа Штрауса на борту самолета Ан-124 12 января и прибыл на Байконур на следующий день. По прибытии на стартовую площадку были проведены окончательная сборка и испытания.
Во время заключительных испытаний инженеры обнаружили, что антенна связи космического корабля в диапазоне X ( диапазоны H / I / J НАТО ) передавала лишь крошечную долю мощности, которой она должна была. Тепловидение показало, что волновод к антенне в глубине космического корабля был очень горячим. Очевидно, именно здесь рассеивалась недостающая мощность. Как правило, волновод 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 помощью эндоскопа . Хирург Татьяна Зыкова обнаружила, что в трубке застряли два куска феррита , и смогла удалить их оба. Инженеры смогли помочь удалить второй с помощью магнита . 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.
4 февраля космический корабль CryoSat-2 был заправлен топливом для запуска. Затем 10 февраля он был прикреплен к адаптеру полезной нагрузки и заключен в обтекатель полезной нагрузки , чтобы сформировать единицу, известную как модуль космической головки . Он был доставлен на стартовую площадку с помощью транспортного средства, известного как крокодил , и установлен на ракете-носителе. Развертывание произошло 15 февраля, а на следующий день спутник был активирован для тестирования его систем после интеграции в ракету.
Запуск
Когда космический корабль был установлен на Днепре, запуск должен был состояться 25 февраля в 13:57 UTC. До этого на 19 февраля был запланирован тренировочный обратный отсчет. За несколько часов до намеченного начала тренировки ISC Kosmotras объявил, что запуск отложен, и в результате практика не состоялась. Задержка была вызвана опасениями, что маневровые двигатели второй ступени не имеют достаточного запаса топлива.
После задержки модуль Space Head был снят с ракеты и 22 февраля возвращен в свое интеграционное здание. Пока он находился в здании интеграции, ежедневно проводились проверки, чтобы убедиться, что космический корабль по-прежнему функционирует нормально. После того, как проблема с топливом была решена, запуск был перенесен на 8 апреля, и операции по запуску возобновились. 1 апреля модуль Space Head был возвращен в шахту и установлен наверху Днепра. После комплексных испытаний 6 апреля успешно проведен тренировочный отсчет.
CryoSat-2 был запущен в 13:57:04 UTC 8 апреля 2010 года. После успешного запуска 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.
Миссия
Миссия CryoSat-2 заключается в изучении полярных ледяных шапок Земли, измерении и поиске изменений толщины льда. Его миссия идентична первоначальному CryoSat.
Основными приборами на борту CryoSat-2 являются SIRAL-2 , SAR / интерферометрические радиолокационные высотомеры; который использует радар для определения и отслеживания 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.
Второй инструмент, Doppler Orbit and Radio Positioning Integration by Satellite , или DORIS, используется для точного расчета орбиты космического корабля. Множество ретрорефлекторов также установлено на борту космического корабля и позволяет проводить измерения с земли для проверки орбитальных данных, предоставленных DORIS.
После запуска CryoSat-2 был выведен на низкую околоземную орбиту с перигеем 720 километров (450 миль), апогеем 732 километра (455 миль), наклоном 92 градуса и периодом обращения 99,2 минуты. При запуске он имел массу 750 кг (1650 фунтов) и, как ожидается, проработает не менее трех лет.
Операции по запуску и ранней орбите были завершены утром 11 апреля 2010 года, а SIRAL-2 был активирован позже в тот же день. В 14:40 UTC космический аппарат вернул первые научные данные. Первоначальные данные о толщине льда были представлены ведущим исследователем миссии Дунканом Уингхэмом на симпозиуме «Живая планета» 2010 года 1 июля. Позже в том же месяце данные впервые стали доступны ученым. 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 запуску.
Этап эксплуатации начался 26 октября 2010 года под руководством Томмазо Парринелло, который в настоящее время является менеджером миссии.
Результаты
Основная задача Cryosat-2 - измерить толщину льда и, следовательно, его объем. Предыдущие спутники могли измерять только площадь льда и протяженность льда, определяемую долей поверхности моря, покрытой льдом.
Британский центр полярных наблюдений и моделирования (CPOM) теперь предоставляет данные, близкие к реальному времени, и карты толщины и объема морского льда. Графики и карты защищены авторским правом и доступны по адресу:
- Карты объема морского льда в Арктике
- графики месячной общей площади морского льда в Арктике
Эти измерения не могут быть выполнены точно арктическим летом 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 количество будет увеличиваться по мере интерпретации данных.
Смотрите также
- Программа ЕКА " Живая планета"
- ICESat (НАСА)
использованная литература