MetOp

Metop ( Met eorological Op erational satellite) to seria trzech satelitów meteorologicznych krążących wokół bieguna, opracowanych przez Europejską Agencję Kosmiczną (ESA) i obsługiwanych przez Europejską Organizację Eksploatacji Satelitów Meteorologicznych (EUMETSAT). Satelity tworzą segmentu kosmicznego całego systemu EUMETSAT Polar System (EPS), który z kolei jest europejską połową EUMETSAT / NOAA Początkowy wspólny układ biegunowy (IJPS). Satelity przenoszą ładunek składający się z 11 instrumentów naukowych i dwóch, które wspierają usługi poszukiwawczo-ratownicze Cospas-Sarsat . Aby zapewnić ciągłość danych między Metop i NOAA Polar Operational Environmental Satellites (POES), na obu flotach satelitów znajduje się kilka instrumentów.

Metop-A, wystrzelony 19 października 2006 r., jest pierwszym europejskim satelitą orbitującym wokół bieguna, używanym do meteorologii operacyjnej. W odniesieniu do swojej podstawowej misji, jaką jest dostarczanie danych do Numerycznej Prognozy Pogody , badania wykazały, że dane Metop-A są mierzone jako mające największy wpływ dowolnej pojedynczej platformy satelitarnej na redukcję błędów 24-godzinnych prognoz i stanowią około 25% całkowity wpływ na globalną redukcję błędów prognoz we wszystkich źródłach danych.

Każdy z trzech satelitów miał pierwotnie działać sekwencyjnie, jednak dobre wyniki satelitów Metop-A i Metop-B oznaczają, że przez pewien czas działały wszystkie trzy satelity. EUMETSAT obniżył orbitę Metop-A i wycofał statek kosmiczny z eksploatacji w listopadzie 2021 r.

Następcą satelitów Metop będzie MetOp-SG , obecnie z pierwszym satelitą MetOp SG-A, który ma zostać wystrzelony w 2025 roku.

Metop
Metop model
Organizacja: EUMETSAT
Rodzaj misji: Meteorologia / Klimatologia
Satelita: Ziemia
Premiera Metop-A:
19 października 2006 o godzinie 16:28:00 UTC
Sojuz ST Fregat
Bajkonur
Uruchomienie Metop-B:
17 września 2012 r. o godzinie 16:28:00 czasu UTC
Sojuz ST Fregat
Bajkonur
Premiera Metop-C:
7 listopada 2018 o godzinie 00:47:27 UTC
Centrum Kosmiczne
Sojuz ST Fregat Gujana
Wymiary :
6,2 x 3,4 x 3,4 m (pod owiewką wyrzutni) 17,6 x 6,5 x 5,2 m (rozmieszczone na orbicie)
Masa : 4093 kg
Masa ładunku: 812 kg
Strona internetowa: [1]
Elementy orbitalne
Orbita : Orbita synchroniczna ze Słońcem
nachylenie : 98,7° do równika
Okres orbitalny : 101,0 minut
Cykl powtarzania toru naziemnego: 29 dni / 412 orbit
Średnia wysokość: 817 km
Czas lokalny węzła rosnącego: 21:30
Międzynarodowy desygnator Metop-A: 2006-044A
Oznaczenie międzynarodowe Metop-B: 2012-049A
Oznaczenie międzynarodowe Metop-C: 2018-087A

Instrumenty

Moduł ładunku Metop-C jest opuszczany do symulatora dużej przestrzeni kosmicznej ESTEC , 2017

Na pokładzie satelitów Metop znajdują się następujące instrumenty:

Wspólne instrumenty

Następujące instrumenty są udostępniane na satelitach NPOES, które stanowią wkład USA w IJPS:

Specyficzne instrumenty Metop

Następujące instrumenty latają wyłącznie na satelitach Metop:

Tło

Metop został opracowany jako wspólne przedsięwzięcie Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) i Europejskiej Organizacji Eksploatacji Satelitów Meteorologicznych (EUMETSAT). Uznając rosnące znaczenie Numerycznej Prognozy Pogody (NWP) w prognozowaniu pogody, Metop został zaprojektowany z zestawem instrumentów dostarczających modele NWP z globalną strukturą temperatury i wilgotności atmosferycznej o wysokiej rozdzielczości. Dane z Metop są dodatkowo wykorzystywane do analizy chemii atmosfery i dostarczania długoterminowych zestawów danych do zapisów klimatycznych.

Dziedzictwo Metopa

Satelity Metop mają konstrukcję modułową, składającą się z modułu serwisowego, modułu ładunku użytecznego i zestawu instrumentów.

moduł serwisowy SPOT zapewnia zasilanie (poprzez panel słoneczny i pięć baterii do zaćmienia), kontrolę położenia i orbity , regulację termiczną oraz śledzenie, telemetrię i dowodzenie (TT&C). Tradycyjny moduł Envisat zapewnia wspólne magistrale dowodzenia i sterowania oraz zasilania dla instrumentów wraz z pozyskiwaniem i transmisją danych naukowych.

Zestaw instrumentów wywodzi się w dużej mierze z prekursorów latających na satelitach European Remote-Sensing Satellite ERS / Envisat Europejskiej Agencji Kosmicznej lub w pełni powtarzalnych jednostkach pierwotnie opracowanych dla serii satelitów telewizyjnych NOAA do obserwacji w podczerwieni (TIROS) na orbicie polarnej .

Pozyskiwanie danych

Rozbłysk satelity Metop-A, maj 2019 r

Z wyjątkiem misji Search and Rescue ( SARSAT ), która jest czysto lokalną misją z własnym dedykowanym nadajnikiem, wszystkie dane z instrumentów MetOp są formatowane i multipleksowane przez moduł ładunku użytecznego i albo przechowywane na półprzewodnikowym rejestratorze do późniejszej transmisji przez anteny na pasmo X lub bezpośrednio do lokalnych użytkowników za pośrednictwem anteny na pasmo L o wysokiej szybkości transmisji obrazu (HRPT).

Główny szef dowodzenia i pozyskiwania danych (CDA) znajduje się na stacji satelitarnej Svalbard w Norwegii. Duża szerokość geograficzna tej stacji umożliwia przesyłanie globalnych danych przechowywanych w półprzewodnikowym rejestratorze każdego satelity za pośrednictwem pasma X raz na orbitę. Każdy satelita Metop wytwarza około 2 GB nieprzetworzonych danych na orbitę. Dodatkowo, aby poprawić terminowość produktów, jeden z operacyjnych satelitów zrzuca dane z opadającej części orbity nad Stacją McMurdo na Antarktydzie . Dane są następnie przesyłane ze stacji naziemnych do Kwatery Głównej EUMETSAT w Darmstadt w Niemczech, gdzie są przetwarzane, przechowywane i rozpowszechniane wśród różnych agencji i organizacji z opóźnieniem około 2 godzin bez stacji naziemnej McMurdo i 1 godziny ze Svalbardem.

HRPT służy do zapewnienia lokalnej misji bezpośredniego odczytu w czasie rzeczywistym za pośrednictwem sieci odbiorników naziemnych dostarczonych przez współpracujące organizacje. Dane z tych stacji są również przesyłane do EUMETSAT i redystrybuowane w celu świadczenia usługi regionalnej z około 30-minutowym opóźnieniem. Ze względu na czułość sprzętu HRPT na promieniowanie, Metop-A HRPT nie działa nad regionami polarnymi ani nad anomalią południowoatlantycką .

Dowództwo i kontrola

Dowództwo i kontrola nad Metopem odbywa się z pokoju kontrolnego EPS w Kwaterze Głównej EUMETSAT w Darmstadt w Niemczech. Centrum kontroli jest połączone z CDA na Svalbardzie, które jest używane do określania odległości w paśmie S i dopplera pomiary (w celu określenia orbity), pozyskiwanie telemetrii domowej w czasie rzeczywistym oraz łącza w górę dla telekomend. CDA na Svalbardzie, położone na mniej więcej 78° szerokości geograficznej północnej, zapewnia pokrycie TT&C na każdej orbicie. Polecenia dotyczące rutynowych operacji są zazwyczaj przesyłane w górę do każdego kontaktu CDA, około 36 godzin przed wykonaniem na pokładzie. Określenie orbity może być również przeprowadzone przy użyciu danych z instrumentu GNSS Receiver for Atmospheric Sounding (GRAS). Niezależne zapasowe centrum kontroli znajduje się również w Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial w pobliżu Madrytu w Hiszpanii.

Profil misji

Satelity Metop i NOAA mają wspólny zestaw podstawowych instrumentów. Ponadto Metop posiada zestaw nowych europejskich przyrządów, które mierzą temperaturę i wilgotność atmosferyczną z niespotykaną dokładnością wraz z profilami ozonu atmosferycznego i innych gazów śladowych . Wiatr Zmierzona zostanie również prędkość i kierunek nad oceanami. Oczekuje się, że te nowe instrumenty zwiastują znaczący wkład w stale rosnące zapotrzebowanie na szybkie i dokładne globalne dane w celu poprawy numerycznych prognoz pogody. To z kolei doprowadzi do bardziej wiarygodnych prognoz pogody, aw dłuższej perspektywie pomoże w dokładniejszym monitorowaniu zmieniających się klimatów.

Oprócz zastosowań meteorologicznych będzie dostarczać obrazy powierzchni lądów i oceanów, a także sprzęt poszukiwawczy i ratowniczy, aby pomóc statkom i samolotom w niebezpieczeństwie. Na pokładzie znajduje się również system przekazywania danych, który łączy się z bojami i innymi urządzeniami do gromadzenia danych.

Uruchomienie i wdrożenie

Tor naziemny Metop-B, wrzesień 2012

Metop-A, pierwszy działający europejski satelita meteorologiczny orbitujący wokół bieguna, został pomyślnie wystrzelony 19 października 2006 r. z kosmodromu Bajkonur w Kazachstanie przy użyciu rakiety nośnej Sojuz-ST Fregat , po sześciu próbach. Ważący nieco ponad 4000 kg i mierzący 17,6 × 6,5 × 5,2 metra na orbicie Metop jest drugim co do wielkości satelitą do obserwacji Ziemi w Europie, po Envisat , który został wystrzelony w 2002 roku.

Pierwszy sygnał z satelity został odebrany o godzinie 18:35 BST w dniu 20 października 2006 r. I potwierdzono, że satelita znajdował się na swojej nominalnie prawidłowej orbicie z rozłożonym panelem słonecznym. Kontrolę satelity sprawowało Europejskie Centrum Operacji Kosmicznych (ESOC — część ESA), które było odpowiedzialne za ostateczne ustawienie satelity, rozmieszczenie wszystkich anten i ostateczną rekonfigurację satelity po wykonaniu niezbędnych manewrów kontroli orbity. Satelita został przekazany do operacji EUMETSAT w dniu 22 października 2006 r. Pierwszy obraz otrzymano o godzinie 08:00 UTC w dniu 25 października 2006 r. — obraz w świetle widzialnym Skandynawii i Europy Wschodniej — ale był sześciomiesięczny okres weryfikacji i kalibracji satelity i jego ładunku użytkowego, zanim uznano go za operacyjny. Wcześniej Met Office otrzymało dane i zaczęło je testować, a następnie wykorzystywać je jako dane wejściowe do operacyjnych numerycznych prognoz pogody .

Metop-A został uznany za w pełni operacyjny w połowie maja 2007 r., a pełne dane z jego 11 instrumentów naukowych są dostępne dla jego użytkowników na zasadzie operacyjnej

Metop-B został uznany za w pełni operacyjny i ogłoszony, że zastąpi Metop-A jako „główny operacyjny satelita pogodowy SSO EUMETSAT” w kwietniu 2013 r.

Wystrzelenie Metop-C zaplanowano na koniec 2016 r., które zostało przełożone na 2017 r. i pomyślnie wystrzelone 7 listopada 2018 r.

Ze względu na dłuższą niż oczekiwano wydajność na orbicie Metop-A i Metop-B, wszystkie trzy statki kosmiczne Metop są obsługiwane jednocześnie i pozostaną tak do czasu zejścia z orbity Metop-A, Metop-B i ostatecznie Metop-C. Ich rola operacyjna zostanie zastąpiona przez MetOp drugiej generacji . EUMETSAT ogłosił plany rozpoczęcia deorbitacji Metop-A w listopadzie 2021 r

GOME-2

Pierwszy wkład w atmosferę Metop-A został dokonany przez Globalny Eksperyment Monitorowania Ozonu-2 (GOME-2), spektrometr skanujący na pokładzie satelity. GOME-2, zaprojektowany przez DLR (Niemieckie Centrum Lotnictwa i Kosmonautyki) i opracowany przez SELEX Galileo jako następca GOME ERS-2 (1995), zapewnił pokrycie większości obszarów planety Ziemi , mierząc ozon atmosferyczny , rozkład powierzchniowego promieniowania ultrafioletowego promieniowanie oraz ilość dwutlenku azotu (NO 2 ). Ponadto za pomocą instrumentu GOME-2 można zaobserwować indukowaną słońcem fluorescencję chlorofilu, która jest wskaźnikiem produkcji pierwotnej brutto . Instrument GOME-2 stanowi drugie źródło obserwacji ozonu, które uzupełnia dane z instrumentów ozonowych SBUV/2 na satelitach NOAA-18 i NOAA-19 , które są częścią IJPS.

Interferometr atmosferyczny na podczerwień (IASI)

Jednym z najważniejszych instrumentów przewożonych na pokładzie Metop jest interferometr do sondowania atmosfery w podczerwieni (IASI), najdokładniejszy interferometr do sondowania w podczerwieni obecnie znajdujący się na orbicie. IASI obserwuje atmosferę w podczerwieni (3,7 – 15,5 µm) w 8461 kanałach, co pozwala mierzyć temperaturę atmosfery z dokładnością do 1°C i wilgotność względną z dokładnością do 10% dla każdego wycinka o wysokości 1 km. Powierzchnia Ziemi jest ponownie odwiedzana dwa razy dziennie. IASI samodzielnie generuje połowę wszystkich danych Metop.

Gwiazdozbiór Metopy

Metop-A i Metop-B zostały wystrzelone odpowiednio 19 października 2006 i 17 września 2012 z kosmodromu Bajkonur , a Metop-C został wystrzelony 7 listopada 2018 z Center Spatial Guyanais w porcie kosmicznym Kourou w Centrum Kosmicznym Gujany .

Pierwotnie planowano, że kolejne satelity Metop będą wystrzeliwane w mniej więcej pięcioletnich odstępach czasu, a każdy z nich będzie miał planowaną żywotność operacyjną na 5 lat – w związku z tym w danym momencie będzie działał tylko jeden satelita. Jednak w oparciu o dobre wyniki zarówno satelitów Metop-A, jak i Metop-B, EUMETSAT zgodziła się przedłużyć program EPS co najmniej do 2027 r. Metop-A działał do 30 listopada 2021 r., a podobne przedłużenia są przewidywane dla Metop- B i Metop-C.

Od 2016 r. Prawie całe pozostałe paliwo na pokładzie Metop-A zostało przeznaczone na operacje utylizacji wycofanych z eksploatacji wymagane do umieszczenia Metop-A na orbicie, która ulegnie rozkładowi i spowoduje ponowne wejście w ciągu 25 lat zgodnie z ISO 24113 Space Debris Wytyczne dotyczące łagodzenia skutków. Pod koniec 2022 roku ten sam proces rezerwowania paliwa został wymuszony na Metopie-B. Zdecydowana większość zużycia paliwa w fazie operacyjnej jest potrzebna do skompensowania dryfu nachylenia i utrzymania orbity synchronicznej ze Słońcem (SSO) ze średnim czasem lokalnym węzła wstępującego (LTAN) o godzinie 21:30 i szacuje się, że platforma może przetrwać co najmniej 5 lat z dryfującym LTAN. Te operacje utylizacji wycofanych z eksploatacji były początkowo nieplanowane, ale uznano je za konieczne po zderzeniu Iridium-Cosmos i antysatelitarnym teście Fengyuna-1C , który znacznie pogorszył sytuację śmieci kosmicznych na niskiej orbicie okołoziemskiej (LEO).

Przed wystrzeleniem Metop-C, Metop-A i Metop-B działały na współpłaszczyznowej orbicie oddalonej od siebie o mniej więcej pół orbity. Wraz z wystrzeleniem Metop-C trzy satelity Metop początkowo dzielą tę samą orbitę oddzieloną o około jedną trzecią orbity, chociaż Metop-A dryfuje w LTAN. Jednak po lecie 2020 Metop-C został przeniesiony na około pół orbity od Metop-B, przy czym Metop-A był trzymany między innymi Metopami w ramach przygotowań do jego utylizacji. Metop-B i Metop-C High Rate Picture Transmission (HRPT) przesyłają dane w czasie rzeczywistym w sposób ciągły.

Metop-A obniżył swoją orbitę, wykonując 23 manewry apogeum, aby prawie opróżnić zbiorniki paliwa i oczekuje się, że ponownie wejdzie w ziemską atmosferę w ciągu 25 lat. Metop-A został wycofany z eksploatacji 30 listopada 2021 r., więc teraz tylko Metop-B i C pozostają oddalone od siebie o około 180 stopni.

Zobacz też

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=MetOp&oldid=1141851281 ”