Климатическая обсерватория глубокого космоса

редактировать

Климатическая обсерватория глубокого космоса
DSCOVR spacecraft model.png Художественная визуализация DSCOVR.
ИменаТриана
Тип миссииКосмическая погода
ОператорНАСА / NOAA
COSPAR ID 2015-007A
SATCAT № 40390
Веб-сайтwww.nesdis.noaa.gov / dscovr
Продолжительность миссии5 лет (номинально). Прошло : 5 лет, 8 месяцев, 20 дней
Характеристики космического корабля
ПроизводительЦентр космических полетов Годдарда
Стартовая масса570 кг (1257 фунтов)
РазмерыНеразвернутые: 1,4 × 1,8 м (54 × 72 дюйма)
Мощность600 Вт
Начало миссии
Дата запуска11 февраля 2015 г., 23: 03:02 (2015-02-11UTC23: 03: 02Z) UTC
РакетаFalcon 9 v1.1
Место запускамыс Канаверал, SLC-40
ПодрядчикSpaceX
Введен в эксплуатациюиюнь 2015 г.
Параметры орбиты
Система отсчетаГелиоцентрический
РежимL1пои nt
Логотип DSCOVR (прозрачный bg).png

Климатическая обсерватория глубокого космоса (DSCOVR ; ранее известная как Triana, неофициально известная как GoreSat ) - это NOAA космическая погода, космический климат и Спутник наблюдения Земли. Он был запущен компанией SpaceX на ракете-носителе Falcon 9 11 февраля 2015 года с мыса Канаверал. Это первый действующий спутник NOAA в дальнем космосе, который стал его основной системой предупреждения Земли в случае солнечных магнитных бурь.

DSCOVR был первоначально предложен как космический корабль для наблюдения за Землей, расположенный в L1 лагранжевой точке Солнце-Земля., предоставляющая прямую трансляцию солнечной стороны планеты через Интернет, а также научные инструменты для изучения изменения климата. Политические изменения в США привели к отмене миссии, и в 2001 году космический корабль был помещен на хранение.

Сторонники миссии продолжали настаивать на ее восстановлении, и смена президентской администрации в 2009 году привела к тому, что DSCOVR был изъят из хранилища и отремонтирован, а его миссия была переориентирована на наблюдение за Солнцем и раннее предупреждение выбросы корональной массы, при этом все еще обеспечивая наблюдение Земли и мониторинг климата. Он был запущен на борту ракеты SpaceX Falcon 9 11 февраля 2015 года и достиг уровня L1 8 июня 2015 года.

NOAA управляет DSCOVR из своих спутниковых операций. Объект в Сьютленде, штат Мэриленд. Полученные космические данные, которые позволяют делать точные прогнозы погоды, выполняются в Центре прогнозов космической погоды в Боулдере, штат Колорадо. Архивные записи хранятся в Национальных центрах экологической информации, а обработка данных датчиков Земли осуществляется НАСА.

Содержание

  • 1 История
  • 2 Космический корабль
    • 2.1 Инструменты
      • 2.1.1 PlasMag
      • 2.1.2 EPIC
      • 2.1.3 NISTAR
  • 3 Запуск
    • 3.1 История попыток запуска
    • 3.2 Полетные испытания после запуска
  • 4 Работа
  • 5 Анимация
  • 6 См. Также
  • 7 Ссылки
  • 8 Внешние ссылки
    • 8.1 Дальнейшее чтение

История

Климатическая обсерватория глубокого космоса.

Предложение DSCOVR началось в 1998 г. 121>Вице-президент Эл Гор с целью наблюдения всей Земли в точке Солнце-Земля L1 лагранжевой точке на расстоянии 1,5 миллиона км (930 тысяч миль) от Земли. Первоначально известный как Триана, названный в честь Родриго де Триана, первого из команды Колумба, увидевшего землю в Северной и Южной Америке, первоначальной целью космического корабля было обеспечить почти непрерывный обзор всю Землю и сделайте это живое изображение доступным через Интернет. Гор надеялся не только продвинуть науку с помощью этих изображений, но и повысить осведомленность о самой Земле, обновив влиятельную фотографию Blue Marble, сделанную Apollo 17. Помимо камеры для получения изображений, радиометр мог бы проводить первые прямые измерения того, сколько солнечного света отражается и испускается всей Землей (альбедо ). Эти данные могут служить барометром для процесса глобального потепления. Научные цели расширились, чтобы измерить количество солнечной энергии, достигающей Земли, структуру облаков, погодные системы, контролировать состояние растительности Земли и отслеживать количество УФ света, достигающего поверхности через озоновый слой..

В 1999 году генеральный инспектор НАСА сообщил, что «основная концепция миссии Трианы не подвергалась экспертной оценке», и «добавленная наука Триана может не представлять собой лучшую трату ограниченного научного финансирования НАСА». Члены Конгресса США спросили Национальную академию наук, стоит ли этот проект. В итоговом отчете, опубликованном в марте 2000 г., говорилось, что миссия была «сильной и научно важной».

Администрация Буша приостановила проект вскоре после инаугурации Джорджа Буша в январе 2001 г. Триана была исключена из возможности первоначального запуска на STS-107 (злополучная миссия в Колумбии в 2003 году). Космический корабль стоимостью 150 миллионов долларов был помещен в хранилище с азотной подушкой в Центре космических полетов им. Годдарда в ноябре 2001 г. и оставался там на время правления администрации Буша. NASA переименовало космический аппарат Deep Space Climate Observatory (DSCOVR) в 2003 году в попытке восстановить поддержку проекта, но миссия была официально прекращена НАСА в 2005 году.

В ноябре 2008 года, финансируется NOAA и США. Военно-воздушными силами космический корабль был снят с хранения и прошел испытания на предмет его пригодности к запуску. После того, как администрация Обамы стала президентом в 2009 году, в бюджет того года было включено 9 миллионов долларов, выделенных на ремонт и готовность космического корабля, в результате чего НАСА отремонтировало прибор EPIC и перекалибровало прибор NISTAR. Альберт Гор использовал часть своей книги Наш выбор (2009) как попытку оживить дебаты о полезной нагрузке DSCOVR. В книге упоминаются законодательные усилия сенаторов Барбары Микульски и Билла Нельсона по запуску космического корабля. В феврале 2011 года администрация Обамы попыталась обеспечить финансирование для переоборудования космического корабля DSCOVR в солнечную обсерваторию для замены стареющего космического корабля Advanced Composition Explorer (ACE) и запросила 47,3 миллиона долларов в финансовом бюджете на 2012 год на цели с этой целью. Часть этого финансирования должна была позволить Военно-морской исследовательской лаборатории построить формирователь изображения выброса корональной массы для космического корабля, но необходимое время задержало запуск DSCOVR, и оно в конечном итоге не было включено. NOAA выделило 2 миллиона долларов в своем бюджете на 2011 год для начала работ по ремонту и увеличило финансирование до 29,8 миллиона долларов в 2012 году.

В 2012 году ВВС выделили 134,5 миллиона долларов на закупку ракеты-носителя и финансирование операций по запуску. которые были награждены SpaceX за их ракету Falcon 9. В сентябре 2013 года НАСА разрешило DSCOVR перейти к этапу реализации, нацеленному на запуск в начале 2015 года, который в конечном итоге состоялся 11 февраля 2015 года. Центр космических полетов имени Годдарда НАСА обеспечивает управление и системное проектирование миссии.

В документальном фильме 2017 года Неудобное продолжение: Истина к власти Эл Гор рассказывает об истории космического корабля DSCOVR и его связи с изменением климата.

Космический корабль

Схема DSCOVR

DSCOVR построен на космическом корабле SMEX-Lite bus и имеет стартовую массу примерно 570 кг (1257 фунтов). Основными наборами научных инструментов являются плазменный магнитометр для наблюдения за Солнцем (PlasMag), усовершенствованный радиометр NIST для наблюдения за Землей (NISTAR) и камера для получения полихроматических изображений Земли (EPIC). DSCOVR имеет две развертываемые солнечные батареи, силовой модуль, стрелу и антенну.

Со своей выгодной позиции DSCOVR отслеживает переменные условия солнечного ветра, обеспечивает раннее предупреждение о приближении корональной массы выбросы и наблюдает за явлениями на Земле, включая изменения в озоне, аэрозоли, пыль и вулканический пепел, высоту облаков, растительный покров и климат. В его местоположении Солнце-Земля L1 он имеет непрерывный обзор Солнца и освещенной солнцем стороны Земли. После того, как космический корабль прибыл на место и вошел в фазу эксплуатации, НАСА начало публиковать изображения Земли в режиме, близком к реальному времени, через веб-сайт прибора EPIC. DSCOVR делает снимки всей Земли примерно каждые два часа и может обрабатывать их быстрее, чем другие спутники наблюдения Земли.

. Космический корабль вращается вокруг точки L 1 за шестимесячный период с Угол между космическим аппаратом, Землей и Солнцем варьируется от 4 до 15 °.

Приборы

PlasMag

Плазма- Магнитометр (PlasMag) измеряет солнечный ветер для прогнозов космической погоды. Он способен обеспечивать раннее обнаружение солнечной активности, которая может нанести ущерб существующим спутниковым системам и наземной инфраструктуре. Поскольку солнечные частицы достигают L1 примерно за час до Земли, PlasMag может выдать предупреждение за 15–60 минут до прихода коронального выброса массы (CME).У него есть возможность сделать это, измеряя «магнитное поле и функции распределения по скоростям электрона, протона и альфа-частиц (ядер гелия) солнечного ветра ». В нем есть три прибора:

  • Магнитометр измеряет магнитное поле
  • Чашка Фарадея измеряет положительно заряженные частицы
  • Электростатический анализатор измеряет электроны

EPIC

Первое изображение EPIC, выпущенное НАСА на 6 июля 2015 года показывает полностью освещенную солнцем Землю с расстояния 916 651 мили (1 475 207 км) с центром в Северной и Южной Америке.

. Камера полихроматического изображения Земли (EPIC) делает снимки освещенной солнцем стороны Земли для различных исследований в области наук о Земле. целей в десяти различных каналах от ультрафиолета до ближнего инфракрасного. Уровни озона и аэрозоля отслеживаются вместе с динамикой облаков, свойствами земли и растительностью.

EPIC имеет диаметр апертуры 30,5 см (12 дюймов), фокусное отношение 9,38, поле обзора 0,61 ° и разрешение дискретизации по углу 1,07 угловые секунды. Кажущийся диаметр Земли изменяется от 0,45 ° до 0,53 ° полной ширины. Время экспозиции для каждого из 10 узкополосных каналов (317, 325, 340, 388, 443, 552, 680, 688, 764 и 779 нм ) составляет около 40 мс. Камера создает изображения с разрешением 2048 × 2048 пикселей, но для увеличения количества загружаемых изображений до десяти в час разрешение на борту усредняется до 1024 × 1024. Конечное разрешение составляет 25 км / пиксель (16 миль / пиксель).

NISTAR

Национальный институт стандартов и технологий Advanced Радиометр (NISTAR) был спроектирован и построен с 1999 по 2001 год компанией Ball Aerospace в Гейтерсбурге, штат Мэриленд. NISTAR измеряет освещенность залитого солнцем лица Земли. Это означает, что NISTAR измеряет, принимает ли атмосфера Земли больше или меньше солнечной энергии, чем она излучает обратно в космос. Эти данные будут использоваться для изучения изменений в радиационном балансе Земли, вызванных природной деятельностью и деятельностью человека.

Используя данные NISTAR, ученые могут помочь определить влияние, которое человечество оказывает на атмосферу Земли и внесите необходимые изменения, чтобы сбалансировать радиационный бюджет. Радиометр измеряет в четырех каналах:

  • для общего излучения в ультрафиолетовом, видимом и инфракрасном диапазонах в диапазоне 0,2–100 мкм
  • для отраженного солнечного излучения в ультрафиолетовом, видимом и ближнем инфракрасном диапазонах в диапазоне 0,2– 4 мкм
  • Для отраженного солнечного излучения в инфракрасном диапазоне в диапазоне 0,7–4 мкм
  • Для калибровки в диапазоне 0,3–1 мкм

Запуск

Запуск DSCOVR был проведен поставщиком запусков SpaceX с использованием их ракеты Falcon 9 v1.1. Запуск DSCOVR состоялся 11 февраля 2015 года после двух чистых запусков. DSCOVR потребовалось 110 дней с момента, когда он покинул станцию ​​ВВС на мысе Канаверал, Флорида, чтобы достичь своей цели в 1,5 миллиона км от Земли в L1 точке Лагранжа.

История попыток запуска

ПопыткаЗапланированныйРезультатПоворотПричинаТочка принятия решенияПогода уходит (%)Примечания
18 февраля 2015 г., 23:10:00ОчищенныйТехнический(T02: 30: 00)>90Диапазон проблемы: отслеживание, обнаружены проблемы с видеопередатчиком на первом этапе
210 февраля 2015 г., 23:04:49Очищено1 день, 23 часа, 55 минутПогода 80Ветер на высотах у стартовой площадки превышал 100 узлов (190 км / ч; 120 миль / ч) на высоте 25 000 футов (7600 м)
311 февраля 2015 г., 23:03:32Успех0 дней, 23 часа, 59 минут>90

Полетные испытания после запуска

SpaceX планировала провести испытательный полет, где они попытаться провести первую ступень через атмосферу и приземлиться xpended первая ступень на плавучей посадочной платформе размером 90 на 50 метров (300 футов × 160 футов) .

По сравнению с предыдущими испытаниями, возврат первой ступени на DSCOVR был намного более сложным, особенно при входе в атмосферу из-за дальнего космоса траектории запуска Земля – Солнце L 1 для DSCOVR. Это будет только вторая попытка SpaceX восстановить первую ступень ракеты-носителя Falcon 9. SpaceX ожидала, что замедляющие нагрузки будут вдвое выше, а нагрев ракеты - в четыре раза по сравнению с условиями входа на Falcon 9 Flight 14. Перед запуском корабль-дрон находился в условиях поверхности океана, что делало посадку баржи невозможной. Поэтому попытка приземления с платформы была отменена, и вместо этого на первом этапе была произведена мягкая посадка над водой. Это продолжило сбор возвращаемых данных испытаний первого этапа на всех ранних этапах летных испытаний и добавило данные о выживаемости на этапе после входа в атмосферу с высокой скоростью и высокой нагрузкой.

Операция

Анимация траектории Климатической обсерватории глубокого космоса. Вид под углом. Вид с Солнца: Климатическая обсерватория глубокого космоса ·Земля ·Луна

6 июля 2015 года DSCOVR вернул свой первый публично опубликованный снимок всей солнечной стороны Земли с расстояния 1 475 207 км (916 651 миль), сделанный прибором EPIC. EPIC предоставляет ежедневную серию изображений Земли, позволяя впервые изучить суточные изменения по всему земному шару. Изображения, доступные через 12–36 часов после их создания, были размещены на специальной веб-странице с сентября 2015 года.

DSCOVR был запущен в L 1лагранжевой точке для мониторинга Солнце, потому что постоянный поток частиц от Солнца (солнечный ветер ) достигает L 1 примерно за 60 минут до достижения Земли. DSCOVR обычно может предоставить предупреждение за 15-60 минут до того, как выброс частиц и магнитное поле от коронального выброса массы (CME) достигнет Земли и создаст геомагнитная буря. Данные DSCOVR также будут использоваться для улучшения прогнозов мест воздействия геомагнитной бури, чтобы иметь возможность принимать превентивные меры. Электронные технологии, такие как спутники на геосинхронной орбите, подвержены риску незапланированных сбоев без предупреждений со стороны DSCOVR и других спутников мониторинга на L 1.

16–17 июля 2015 г. DSCOVR сделал серию изображений, показывающих Луна совершила транзит Земли. Изображения были сделаны между 19:50 и 00:45 UTC. Анимация состояла из монохромных изображений, снятых с использованием различных цветных фильтров с 30-секундными интервалами для каждого кадра, что привело к небольшой цветной окантовке Луны в каждом готовом кадре. Благодаря своему положению на Солнце – Земля L 1, DSCOVR всегда будет видеть Луну освещенной и всегда будет видеть ее обратную сторону, когда она проходит перед Землей..

19 октября 2015 года НАСА открыло новый веб-сайт, на котором размещены почти прямые изображения «Blue Marble », сделанные EPIC of Earth. Ежедневно каждые два часа публикуются двенадцать изображений, на которых Земля вращается вокруг своей оси на. Разрешение изображений составляет от 10 до 15 км на пиксель (от 6,2 до 9,4 миль / пиксель), а короткое время экспозиции делает точки звездного света невидимыми.

27 июня 2019 г., DSCOVR был переведен в безопасный режим из-за аномалии с лазерным гироскопом Миниатюрного инерциального измерительного блока (MIMU), который является частью системы ориентации космического корабля. Операторы разработали программный патч, который позволяет DSCOVR работать без лазерного гироскопа, используя только звездный трекер для получения информации об угловой скорости. DSCOVR вышел из безопасного режима 2 марта 2020 г. и возобновил нормальную работу.

Анимация

Луна проходит транзитом Земля, 16 июля 2015 г. обратная сторона Луны смотрит в камеру. Земля изображена с ее наклоном 23,4 ° (причина сезонов ) на EPIC 268-й день операции, 25 сентября 2015 г., через несколько дней после сентябрьского равноденствия. Вращение Земли 29 мая 2016 г., за несколько недель до июньского солнцестояния, северное полушарие которого наклонено к Солнцу. Из космоса тень Луны во время солнечного затмения 9 марта 2016 г. выглядит как темное пятно, движущееся по Земле.

См. также

Ссылки

Внешние ссылки

На Викискладе есть материалы, связанные с DSCOVR.

Дополнительная литература

Последняя правка сделана 2021-05-17 11:09:08
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте