ADM-Aeolus

ADM-Aeolus
ADM-Aeolus.jpg
Widok artysty na ADM-Aeolus
Nazwy Misja Dynamiki Atmosfery - Aeolus
Typ misji Satelita pogodowy
Operator ESA / ESOC
IDENTYFIKATOR COSPAR 2018-066A Edit this at Wikidata
SATCAT nr. 43600
Czas trwania misji
3 lata (planowane) 4 lata, 6 miesięcy i 11 dni (w trakcie)
Właściwości statków kosmicznych
Producent Airbus Defence and Space
Uruchom masę 1366 kg (3012 funtów)
Sucha masa 1200 kg (2600 funtów)
Wymiary 1,74 × 1,9 × 2 m (5 stóp 9 cali × 6 stóp 3 cale × 6 stóp 7 cali)
Moc 2300 watów
Początek misji
Data uruchomienia 22 sierpnia 2018, 21:20 UTC
Rakieta Wega
Uruchom witrynę Centrum Przestrzenne Guyanais , ELV
Wykonawca Przestrzeń Ariany
Parametry orbity
Układ odniesienia Orbita geocentryczna
Reżim Orbita synchroniczna ze Słońcem
Wysokość 320 km (200 mil)
Nachylenie 97,0°
Transpondery
Zespół
Pasmo S (obsługa TT&C) Pasmo X (akwizycja danych naukowych)
Przepustowość łącza

8 kbit/s (pasmo S) Pobieranie 10 Mbit/s (pasmo X) Wysyłanie 2 kbit/s (pasmo S)
Instrumenty
Atmosferyczny Laser Dopplerowski (ALADIN)
 

Aeolus lub w całości Atmospheric Dynamics Mission-Aeolus ( ADM-Aeolus ) to satelita obserwacyjny Ziemi obsługiwany przez Europejską Agencję Kosmiczną (ESA). Został zbudowany przez Airbus Defence and Space i wyniesiony na orbitę 22 sierpnia 2018 r. ADM-Aeolus jest pierwszym satelitą wyposażonym w sprzęt umożliwiający obserwację globalnego profilu składowych wiatru i dostarczy bardzo potrzebnych informacji do poprawy prognozowania pogody . Aeolus to pierwszy satelita, który może obserwować wiatry na Ziemi , z powierzchni planety do stratosfery na wysokość 30 km.

Satelita został nazwany na cześć Aeola , boga z mitologii greckiej , władcy wiatrów.

Program

Program został pierwotnie zatwierdzony w 1999 r. do uruchomienia w 2007 r., ale przeszkody technologiczne spowodowały 11 lat opóźnienia, ponieważ został uruchomiony 22 sierpnia 2018 r. Przy szacowanym koszcie programu wynoszącym 481 mln EUR (568 mln USD) powinien zapewniać 64 000 profili dziennych z Marzec lub kwiecień 2019 r. Jego wysokość wynosi 320 km (200 mil), co zapewnia wystarczającą wrażliwość na światło rozproszone wstecz, co powoduje krótką oczekiwaną długość życia wynoszącą 3 lata.

Misja

Aeolus to piąty planowany satelita w programie Living Planet (LPP) Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA). Głównym celem tej misji jest dalsze pogłębianie wiedzy o ziemskiej atmosferze i systemach pogodowych . Rejestrując i monitorując pogodę w różnych częściach świata, Aeolus umożliwi naukowcom budowanie złożonych modeli pogodowych , które następnie można wykorzystać do przewidywania, jak dane środowisko będzie się zachowywać w przyszłości. Prognozy te będą przydatne w krótkim okresie, ponieważ można je zastosować do numerycznych prognoz pogody aby prognozy były dokładniejsze. Misja przyczyni się więc do poszerzenia wiedzy na temat wszelkiego rodzaju zjawisk pogodowych, od globalnego ocieplenia po skutki zanieczyszczenia powietrza . Aeolus jest postrzegany jako misja, która utoruje drogę przyszłym operacyjnym satelitom meteorologicznym przeznaczonym do badania wiatrów na Ziemi .

Satelita

Statek kosmiczny został zbudowany przez Airbus Defence and Space . W 2014 roku zakończono integrację instrumentu ALADIN i rozpoczęto badania próżniowe i wibracyjne. 7 września 2016 r. ESA i Arianespace podpisały umowę na zabezpieczenie wyniesienia satelity Aeolus.

Ładunek naukowy

Profile składowych wiatru będą mierzone za pomocą Atmospheric LAser Doppler INstrument (ALADIN).

ALADYN

Instrument ALADIN (Atmospheric Laser Doppler Instrument) to lidar lasera ultrafioletowego do bezpośredniego wykrywania , składający się z trzech głównych elementów: nadajnika, połączonego zespołu odbiornika rozpraszania wstecznego Mie i Rayleigha oraz teleskopu Cassegraina o średnicy 1,5 m (4 stopy 11 cali). Architektura nadajnika oparta jest na laserze Nd:YAG pompowanym diodą pulsacyjną o mocy 150 mJ , potrojonej częstotliwości , aby zapewnić impulsy ultrafioletowe o mocy 60 milidżuli światło przy 355 nm. Częstotliwość ta została wybrana ze względu na zwiększone rozpraszanie Rayleigha w obszarze ultrafioletowym widma oraz dlatego, że jest bezpieczna dla oczu przy odległościach większych niż kilkaset metrów. Odbiornik Mie składa się z interferometru Fizeau o rozdzielczości 100 MHz (co odpowiada 18 m/s). Odebrany sygnał rozproszenia wstecznego wytwarza liniowy prążek, którego położenie jest bezpośrednio powiązane z prędkością wiatru; prędkość wiatru jest określana przez położenie środka ciężkości prążków z dokładnością lepszą niż jedna dziesiąta rozdzielczości (1,8 m/s). Odbiornik Rayleigh wykorzystuje dwufiltrowy interferometr Fabry-Pérot z rozdzielczością 2 GHz i odstępem 5 GHz. Analizuje skrzydła widma Rayleigha za pomocą CCD; etalon jest podzielony na dwie strefy, które są obrazowane oddzielnie na detektorze. Lidar jest skierowany pod kątem 35° od nadiru i 90° do toru satelitarnego (po stronie przeciwnej do Słońca).

Przetwarzanie sygnałów rozproszenia wstecznego utworzy profile składowych wiatru na linii wzroku nad grubymi chmurami lub na powierzchnię w czystym powietrzu wzdłuż toru satelitarnego, co 200 km (120 mil). Osiągalne są również informacje o wietrze w cienkich chmurach lub na szczytach gęstych chmur; z przetwarzania danych można również uzyskać informacje o innych elementach, takich jak chmury i aerozole. Dane będą przesyłane do głównych numerycznych prognoz pogody w czasie zbliżonym do rzeczywistego.

Rozwój instrumentu ALADIN był problematyczny. Laser ultrafioletowy powodował uszkodzenia powierzchni optycznych w próżni. Naukowcy z ESA poprosili NASA o wsparcie; jednak NASA ma minimalne doświadczenie z lidarem tego projektu. Technologia wymagana dla satelity przesuwała granice technologii; dlatego po problematycznym rozwoju ESA poprosiła Airbusa o wykonanie dodatkowych testów pełnego modelu w próżni przed kontynuowaniem rozwoju misji. Ogólne komplikacje związane z instrumentem spowodowały szacunkowe 50% przekroczenie ostatecznych kosztów, więc ESA musiała wymyślić dodatkowe fundusze na projekt.

Początek

Aeolus został zaprojektowany tak, aby był kompatybilny z wieloma rakietami nośnymi o małej pojemności, takimi jak Vega , Rokot czy Dnepr . W listopadzie 2013 r. ESA zaplanowała start na VEGA w jednym z pięciu lotów Programu VERTA, ale w 2015 r. Start został przesunięty na sierpień 2018 r. Z powodu problemów z rozwojem lidaru . Umowa o wartości 32,57 mln euro z Arianespace została podpisana 7 września 2016 r. Ostatecznie start odbył się 22 sierpnia 2018 r. Na rakiecie Vega z Gujany Francuskiej o godzinie 18:20 czasu lokalnego.

Status

modeli pogodowych przeprowadzono trzymiesięczne testy . Rok użytkowania spowodował zmniejszenie mocy głównego lasera. Po przełączeniu na drugi laser instrument spełnia cele misji.

W połowie 2019 roku ESA ustaliła, że ​​laser UV traci moc: zaczynał od impulsów o mocy 65 milidżuli po dotarciu na orbitę, ale energia ta spadła o 20 do 30% w ciągu pierwszych dziewięciu miesięcy i traciła jeden milidżul tygodniowo w maju 2019. Następnie ESA zdecydowała się na przejście na zapasowy laser, który nie był używany, dając możliwość dokończenia oczekiwanego 3-letniego życia satelity. W raporcie napisano również, że orbita satelity na 320 km wymaga cotygodniowego ponownego doładowania, co ogranicza żywotność satelity do dostępnego paliwa.

W 2020 roku zgłoszono, że pomiary z Aeolus umożliwiły ECMWF częściowe zrekompensowanie ograniczonych pomiarów z samolotów komercyjnych na początku wybuchu epidemii COVID-19 .

We wrześniu 2021 roku, odkąd został uruchomiony trzy lata temu, Aeolus znacznie przekroczył oczekiwania i często odniósł niezwykły sukces. Został opracowany jako misja badawcza i aby zademonstrować, w jaki sposób nowatorska technologia laserowa może dostarczać pionowe profile wiatru na Ziemi. Pomiary te były bardzo potrzebne np. Globalnemu Systemowi Obserwacyjnemu Światowej Organizacji Meteorologicznej , który jest skoordynowanym systemem metod i urządzeń do prowadzenia obserwacji meteorologicznych i środowiskowych w skali globalnej.

Oczekuje się, że ponownie wejdzie w atmosferę w 2022 roku.

Zobacz też

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=ADM-Aeolus&oldid=1142004208 ”