OSTM / Джейсон-2 - OSTM/Jason-2

Миссия по топографии поверхности океана / Джейсон-2
OSTM-06.jpg
Художественная интерпретация спутника OSTM / Jason-2
Имена
Миссия по топографии поверхности океана Jason-2
OSTM
Тип миссии Океанографическая миссия
Оператор НАСА , НОАА , КНЕС , ЕВМЕТСАТ
COSPAR ID 2008-032A
SATCAT нет. 33105
Веб-сайт Топография поверхности океана из космоса
Продолжительность миссии 3 года (запланировано)
11 лет, 3 месяца, 18 дней (выполнено)
Свойства космического корабля
Автобус Протей
Производитель Thales Alenia Space
Стартовая масса 510 кг (1120 фунтов)
Мощность 500 Вт
Начало миссии
Дата запуска 20 июня 2008 г., 07:46:25 UTC
Ракета Delta II 7320-10C
(Delta D334)
Запустить сайт Ванденберг , SLC-2W
Подрядчик United Launch Alliance
Конец миссии
Деактивировано 9 октября 2019 г.
Параметры орбиты
Справочная система Геоцентрическая орбита
Режим Низкая околоземная орбита
Высота 1,336 км (830 миль)
Наклон 66.00 °
Период 112.00 минут
 
Ясон-2 после отделения от ракеты-носителя

OSTM / Jason-2 , или спутник Ocean Surface Topography Mission / Jason-2 , был совместным международным альтиметрическим спутником наблюдения Земли для измерения высоты морской поверхности между НАСА и CNES . Это был третий спутник в серии, начатой ​​в 1992 году миссией NASA / CNES TOPEX / Poseidon и продолженной миссией NASA / CNES Jason-1, запущенной в 2001 году.

История

Как и два его предшественника, OSTM / Jason-2 использовал высокоточную альтиметрию океана для измерения расстояния между спутником и поверхностью океана с точностью до нескольких сантиметров. Эти очень точные наблюдения изменений высоты поверхности моря - также известные как топография океана - предоставляют информацию о глобальном уровне моря , скорости и направлении океанских течений и тепле, хранящемся в океане.

Jason-2 был построен Thales Alenia Space с использованием платформы Proteus по контракту с CNES, а также основного инструмента Jason-2, высотомера Poseidon-3 (преемника высотомеров Poseidon и Poseidon 2 на борту TOPEX / Poseidon. и Джейсон-1 ). Ученые считают, что запись климатических данных за 15 с лишним лет , продленная этой миссией, имеет решающее значение для понимания того, как циркуляция океана связана с глобальным изменением климата .

OSTM / Jason-2 был запущен 20 июня 2008 года в 07:46 UTC с космического стартового комплекса 2W на базе ВВС Ванденберг в Калифорнии ракетой Delta II 7320. Спустя 55 минут космический корабль отделился от ракеты.

Он был размещен на круговой несинхронной орбите длиной 1336 км (830 миль) с наклоном 66,0 ° к экватору Земли , что позволяло ему контролировать 95% свободного ото льда океана Земли каждые 10 дней. Джейсон-1 был перемещен на противоположную сторону Земли от Джейсона-2 и теперь летает над той же областью океана, над которой Ясон-2 летал пятью днями ранее. Наземные треки Джейсона-1 находятся на полпути между траекториями Джейсона-2, которые находятся на расстоянии около 315 км (196 миль) друг от друга на экваторе. Эта чередующаяся тандемная миссия обеспечила вдвое больше измерений поверхности океана, что позволило увидеть более мелкие объекты, такие как океанские водовороты. Тандемная миссия также помогла проложить путь для будущей миссии океанского альтиметра, которая будет собирать гораздо более подробные данные с помощью своего единственного инструмента, чем два спутника Джейсона вместе.

С OSTM / Jason-2 океаническая альтиметрия перешла из исследовательского в рабочий режим. Ответственность за сбор этих измерений перешла от космических агентств к всемирным агентствам по прогнозированию погоды и климата, которые используют их для краткосрочных, сезонных и долгосрочных прогнозов погоды и климата.

Научные цели

  • Расширить временные ряды измерений топографии поверхности океана за пределы TOPEX / Poseidon и Jason-1, чтобы провести два десятилетия наблюдений.
  • Обеспечьте как минимум трехлетние измерения топографии поверхности мирового океана.
  • Определите изменчивость циркуляции океана в десятилетних временных масштабах по объединенным данным TOPEX / Poseidon и Jason-1.
  • Улучшение измерения усредненной по времени циркуляции океана
  • Улучшить меру глобального изменения уровня моря
  • Улучшение моделей приливов в открытом океане

Альтиметрия океана

«Космические радиолокационные высотомеры зарекомендовали себя как превосходные инструменты для картографирования топографии поверхности океана, холмов и долин морской поверхности. Эти инструменты посылают микроволновый импульс на поверхность океана и определяют время, необходимое для его возвращения. Микроволновый радиометр исправляет любой задержка, которая может быть вызвана водяным паром в атмосфере . Другие поправки также необходимы для учета влияния электронов в ионосфере и сухой воздушной массы атмосферы. Объединение этих данных с точным местоположением космического корабля позволяет определять высоту поверхности моря с точностью до нескольких сантиметров (около одного дюйма). Сила и форма возвращаемого сигнала также предоставляет информацию о скорости ветра и высоте океанских волн. Эти данные используются в моделях океана для расчета скорости и направления от океанских течений и количества и расположения тепла , запасенного в океане, который, в свою очередь, открывает глобальные изменения климата ».

Синхронизация атомных часов

Еще одна полезная нагрузка на борту «Джейсона-2» - это прибор T2L2 (Time Transfer by Laser Link). T2L2 используется для синхронизации атомных часов на наземных станциях и для калибровки бортовых часов прибора Jason-2 DORIS. 6 ноября 2008 г. CNES сообщил, что инструмент T2L2 работает хорошо.

Совместное усилие

Джейсон 2 незадолго до запуска

OSTM / Jason-2 - это совместная работа четырех организаций. Участниками миссии были:

CNES предоставила космический корабль, NASA и CNES совместно предоставили инструменты для полезной нагрузки, а программа NASA Launch Services Program в Космическом центре Кеннеди отвечала за управление запуском и операции обратного отсчета. После завершения вывода космического корабля на орбиту CNES передала управление и управление космическим кораблем NOAA в октябре 2008 года.

КНЕС обработала, распространила и заархивировала продукты данных исследовательского качества, которые стали доступны в 2009 году. ЕВМЕТСАТ обработал и распространил оперативные данные, полученные от его наземной станции, среди пользователей в Европе и заархивировал эти данные. NOAA обработало и распространило оперативные данные, полученные от его наземных станций, среди неевропейских пользователей и архивировало эти данные вместе с информационными продуктами CNES. NOAA и EUMETSAT генерировали продукты данных в режиме, близком к реальному времени, и распространяли их среди пользователей.

НАСА оценило работу следующих инструментов: усовершенствованного микроволнового радиометра (AMR), полезной нагрузки глобальной системы позиционирования и сборки лазерного ретрорефлектора (LRA). НАСА и КНЕС также совместно проверяли продукты с научными данными. Лаборатория реактивного движения НАСА в Пасадене, Калифорния , руководила миссией для Управления научной миссии НАСА в Вашингтоне, округ Колумбия.

Предыдущие аналогичные миссии

Предшественник OSTM / Jason-2 TOPEX / Poseidon поймал самое большое Эль-Ниньо за столетие, замеченное на этом снимке от 1 декабря 1997 года.

Две предыдущие альтиметрические миссии, TOPEX / Poseidon и Jason-1 , привели к крупным достижениям в области физической океанографии и исследований климата. Их 15-летние данные о топографии поверхности океана предоставили первую возможность наблюдать и понимать глобальные изменения циркуляции океана и уровня моря. Их результаты улучшили научное понимание роли океана в изменении климата и улучшили прогнозы погоды и климата. Данные этих миссий использовались для улучшения моделей океана, прогнозирования интенсивности ураганов, а также для выявления и отслеживания крупных явлений в океане / атмосфере, таких как Эль-Ниньо и Ла-Нинья . Эти данные также использовались в повседневных приложениях, таких как маршрутизация судов, повышение безопасности и эффективности морских операций, управление рыболовством и отслеживание морских млекопитающих.

Вот некоторые из областей, в которые TOPEX / Poseidon и Jason-1 внесли значительный вклад и в которые OSTM / Jason-2 продолжали добавлять:

  • Изменчивость океана

Миссии показали удивительную изменчивость океана, насколько он меняется от сезона к сезону, от года к году, от десятилетия к десятилетию и даже в более длительных временных масштабах. Они положили конец традиционному представлению о квазистационарной крупномасштабной схеме глобальной циркуляции океана, доказав, что океан быстро меняется во всех масштабах, начиная с таких огромных объектов, как Эль-Ниньо и Ла-Ниньо, которые могут покрывать весь экваториальный Тихий океан, к крошечным водоворотам, кружащимся от большого Гольфстрима в Атлантическом океане .

  • Изменение уровня моря

Измерения TOPEX / Poseidon и Jason-1 показывают, что с 1993 года средний уровень моря повышается примерно на 3 мм (0,12 дюйма) в год. Это примерно вдвое превышает оценки по мареографам за предыдущее столетие, что указывает на возможное недавнее ускорение скорость повышения уровня моря. Набор данных этих альтиметрических миссий дал ученым важную информацию о том, как на глобальный уровень моря влияет естественная изменчивость климата, а также деятельность человека.

  • Планетарные волны

TOPEX / Poseidon и Jason-1 ясно показали важность волн планетарного масштаба , таких как волны Россби и Кельвина . Эти волны шириной в тысячи километров возбуждаются ветром под влиянием вращения Земли и являются важными механизмами передачи климатических сигналов через большие океанические бассейны. В высоких широтах они путешествуют вдвое быстрее, чем считали ученые ранее, что показывает, что океан гораздо быстрее реагирует на изменения климата, чем было известно до этих миссий.

  • Океанские приливы

Точные измерения TOPEX / Poseidon's и Jason-1 подняли знания о океанских приливах на беспрецедентный уровень. Изменение уровня воды из-за приливного движения в глубоком океане известно повсюду на земном шаре с точностью до 2,5 сантиметра (одного дюйма). Это новое знание изменило представления о том, как рассеиваются приливы. Вместо того, чтобы терять всю свою энергию в мелководных морях у берегов, как считалось ранее, около одной трети приливной энергии фактически теряется в глубоких океанах . Там энергия расходуется на смешивание воды с разными свойствами , что является фундаментальным механизмом в физике, управляющим общей циркуляцией океана.

  • Модели океана

Наблюдения TOPEX / Poseidon и Jason-1 предоставили первые глобальные данные для повышения эффективности численных моделей океана, которые являются ключевым компонентом моделей прогнозирования климата.

Использование данных и преимущества

Проверенные данные в поддержку улучшенных прогнозов погоды, климата и океана были распространены среди населения в течение нескольких часов после наблюдения. Начиная с 2009 года, другие информационные продукты для исследований климата стали доступны через несколько дней или несколько недель после того, как были сделаны наблюдения со спутника. Данные альтиметрии находят широкое применение - от фундаментальных научных исследований климата до навигации судов. Приложения включают:

  • Исследования климата : данные альтиметрии включаются в компьютерные модели для понимания и прогнозирования изменений в распределении тепла в океане, ключевом элементе климата.
  • Прогнозирование Эль-Ниньо и Ла-Нинья : понимание характера и последствий климатических циклов, таких как Эль-Ниньо, помогает прогнозировать и смягчать катастрофические последствия наводнений и засух.
  • Прогнозирование тропических циклонов : данные высотомеров и спутниковые данные о ветре в океане включаются в атмосферные модели для прогнозирования сезона ураганов и силы отдельных штормов.
  • Маршрутизация судов : карты течений, водоворотов и векторных ветров используются в коммерческом судоходстве и прогулочных яхтах для оптимизации маршрутов.
  • Оффшорная промышленность : кабелеукладочные суда и морские нефтяные операции требуют точного знания моделей циркуляции океана, чтобы минимизировать воздействие сильных течений.
  • Исследования морских млекопитающих: кашалотов , морских котиков и других морских млекопитающих можно отслеживать и, следовательно, изучать вокруг океанских водоворотов, в которых много питательных веществ и планктона.
  • Управление рыболовством : спутниковые данные выявляют океанические водовороты, которые вызывают рост организмов, составляющих морскую пищевую сеть , привлекая рыбу и рыбаков.
  • Исследования коралловых рифов : данные дистанционного зондирования используются для мониторинга и оценки экосистем коралловых рифов , чувствительных к изменениям температуры океана.
  • Отслеживание морского мусора : альтиметрия может помочь обнаружить опасные материалы, такие как плавающие и частично затопленные рыболовные сети , древесина и обломки кораблей.

Конец миссии

Миссия OSTM / Jason-2 завершилась 1 октября 2019 года после того, как НАСА и его партнеры по миссии приняли решение списать космический корабль после обнаружения значительного недавнего ухудшения энергетических систем космического корабля. Вывод спутника из эксплуатации занял несколько дней; окончательные работы по выводу из эксплуатации спутника завершились 9 октября 2019 года, когда спутник был полностью отключен. Поскольку «Джейсон-2» находится на высоте более 1300 км (810 миль), по оценкам НАСА, он будет оставаться на орбите как минимум от 500 до 1000 лет после вывода из эксплуатации.

Будущее

Четвертый космический корабль, участвующий в миссии по изучению топографии поверхности океана, - это « Джейсон-3» . Как и его предшественники, основным прибором на борту «Джейсона-3» является радиолокационный высотомер . Дополнительные инструменты включают:

Jason-3 был запущен с базы ВВС Ванденберг на борту ракеты-носителя SpaceX Falcon 9 v1.1 в 2016 году. Спутник был доставлен на базу ВВС Ванденберг 18 июня 2015 года, а после задержек из-за неудачного запуска Falcon 9 в июне 2015 года, миссия была запущена 17 января 2016 г. в 18:42:18 UTC.

Технологии и наборы данных, впервые использованные Jason-1, OSTM / Jason-2 и Jason-3, будут продолжены через спутники Sentinel-6 / Jason-CS, запуск которых запланирован на 2020 и 2025 годы.

Смотрите также

Рекомендации

Внешние ссылки

СМИ, связанные с миссией по топографии поверхности океана на Викискладе?