Программа Nimbus

Nimbus

Художественный рисунок общего дизайна спутников серии Nimbus. «Крылья» солнечных панелей движутся в течение дня, отслеживая Солнце на дневной части орбиты спутника. Спутник высотой 10 футов имеет систему ориентации наверху, отделенную от «сенсорного кольца» диаметром 5 футов (в центре) лесами. Сенсорное кольцо удерживает батареи и электронные компоненты каждого из датчиков, которые установлены под кольцом (внизу).
Производитель	General Electric. RCA Astro
Страна происхождения	США
Оператор	НАСА
Приложения	Погода
Технические характеристики
Режим	Низкая Земля
Производство
Состояние	Отключено
Создано	8
Не удалось	1
Первый запуск	Нимбус 1
Последний запуск	Нимбус 7

Спутники Нимбус были американскими роботами второго поколения используется для метеорологических исследований и разработок. Космический корабль был спроектирован для использования в качестве стабилизированной ориентированной на Землю платформы для тестирования усовершенствованных систем измерения и сбора атмосферных данных. Семь космических аппаратов Нимбус были выведены на околополярные солнечно-синхронные орбиты начиная с Нимбуса 1 28 августа 1964 года. На борту спутников Нимбус установлены различные приборы для получения изображений, зондирования и других исследований в различных спектральных областях. регионы. Спутники Nimbus запускались на борту ракет Thor-Agena (Nimbus 1–4) и ракет Delta (Nimbus 5–7).

В течение 20 лет с момента запуска первого спутника серия миссий «Нимбус» была основной исследовательской и конструкторской платформой США для спутникового дистанционного зондирования Земли. Семь спутников Nimbus, запущенных в течение четырнадцатилетнего периода, делились своими космическими наблюдениями за планетой в течение тридцати лет. НАСА передало технологии, проверенные и усовершенствованные в ходе миссий «Нимбус», в Национальное управление по исследованию океанов и атмосферы (NOAA) для использования в его действующих спутниковых инструментах. Технологии и уроки, извлеченные из миссий Нимбус, являются наследием большинства спутников наблюдения Земли, запущенных НАСА и NOAA за последние три десятилетия.

• 1 Вклад
  • 1.1 Прогноз погоды
  • 1.2 Радиационный баланс
  • 1.3 Озоновый слой
  • 1.4 Морской лед
  • 1.5 Глобальная система позиционирования
  • 1.6 Ядерная энергия
• 2 История эксплуатации спутников Nimbus
• 3 См. Также
• 4 Ссылки
• 5 Внешние ссылки

Прогноз погоды

На момент запуска Идея о том, что нематериальные свойства, такие как давление воздуха, можно наблюдать с помощью спутника, вращающегося на орбите в сотнях миль над Землей, была революционной. С каждой миссией «Нимбус» ученые расширяли свои возможности по сбору атмосферных характеристик, которые улучшали прогноз погоды, включая температуру океана и воздуха, давление воздуха и облачность. Начиная со спутника Nimbus 3 в 1969 году, информацию о температуре через атмосферный столб начали получать спутники из восточной части Атлантического океана и большей части Тихого океана, что привело к значительным улучшениям прогнозов. Благодаря глобальному охвату, обеспечиваемому спутниками Nimbus, впервые стали возможны точные прогнозы на 3–5 дней.

Способность спутников Nimbus обнаруживать электромагнитную энергию в нескольких длинах волн (многоспектральные данные), в частности микроволновая область электромагнитного спектра, позволили ученым заглянуть в атмосферу и определить разницу между водяным паром и жидкая вода в облаках. Кроме того, они смогли измерить температуру атмосферы даже в присутствии облаков, что позволило ученым измерить температуру в «теплом ядре» ураганов.

Радиационный баланс

Один из Самым важным научным вкладом миссий «Нимбус» были измерения радиационного баланса Земли. Впервые ученые провели глобальные прямые наблюдения за количеством солнечной радиации, входящей и выходящей из системы Земли. Наблюдения помогли проверить и уточнить самые ранние климатические модели и до сих пор вносят важный вклад в изучение изменения климата. Поскольку ученые рассматривают причины и последствия глобального потепления, данные о радиационном балансе Nimbus обеспечивают основу для долгосрочного анализа и делают возможными исследования по обнаружению изменений. Технология Nimbus привела к появлению современных датчиков радиационного баланса, таких как инструменты CERES на спутниках НАСА Terra и Aqua.

Озоновый слой

Еще до того, как спутники «Нимбус» начали собирать данные о озоновом слое Земли, ученые имели некоторое представление о процессах, которые поддерживали или разрушали его. Они были почти уверены, что понимают, как формируется слой, и из лабораторных экспериментов знали, что галогены могут разрушать озон. Наконец, метеозонды показали, что концентрация озона в атмосфере менялась со временем, и ученые подозревали, что причиной этого являются погодные явления или сезонные изменения. Но как все эти фрагменты информации работали вместе в глобальном масштабе, все еще оставалось неясным.

Ученые провели эксперименты с экспериментальным самолетом НАСА и доказали, что атмосферные химические вещества, такие как хлорфторуглероды (ХФУ), выделяются от хладагентов и аэрозольных баллончиков действительно разрушался озон. По мере накопления данных спутниковых наблюдений Nimbus 7 между 1978 и 1994 годами становилось все более очевидным, что ХФУ создают озоновую дыру каждый зимний сезон над Антарктидой. Не только это, но, несмотря на некоторые колебания от года к году, дыра становилась все больше. Измерения Nimbus показали, насколько серьезна проблема озоновой дыры.

Морской лед

Спутники Nimbus собирали орбитальные данные о протяженности полярных шапок в середине 1960-х годов, записанные в видимом и инфракрасные части спектра. Эти первые глобальные снимки ледяных покровов Земли служат неоценимыми ориентирами для исследований изменения климата. Во время сужающегося окна возможностей для археологии данных, Национальный центр данных по снегу и льду (NDISC) и НАСА смогли восстановить данные, которые позволили восстановить изображения Nimbus 2 с высоким разрешением. с 1966 года, на котором показаны все ледяные шапки Арктики и Антарктики.

Когда в 1972 году был запущен космический корабль Nimbus 5, ученые планировали использовать его электрический сканирующий микроволновый радиометр для сбора глобальных наблюдений за тем, где и сколько он дождь пошел по всему миру. Однако через несколько месяцев после запуска у датчика появился новый приоритет: отображение глобальной концентрации морского льда. Когда в 1978 году был запущен Nimbus 7, технологии были настолько усовершенствованы, что ученые смогли отличить новообразованный (то есть «первый год») морской лед от более старого льда с помощью датчика сканирующего многоканального микроволнового радиометра (SMMR). Данные, собранные за 9 лет своей жизни, составляют значительную часть долгосрочных данных о концентрации морского льда на Земле, которую современные ученые используют для изучения изменения климата.

Среди самых счастливых открытий, которые сделали возможными миссии «Нимбус», была зияющая дыра в морском льду вокруг Антарктиды зимой в южном полушарии 1974–76. В результате явления, которое с тех пор не наблюдалось, огромный свободный ото льда участок воды, называемый полынья, три года подряд образовывался в сезонных льдах, покрывающих Антарктиду каждую зиму. Расположенная в море Уэдделла, каждый год полынья исчезает с летним таянием, но возвращается в следующем году. Открытый участок воды мог повлиять на температуру океана на глубине до 2500 метров и повлиять на циркуляцию океана на обширной территории. Полынья моря Уэдделла не наблюдалась после события, которое засвидетельствовали спутники Nimbus в середине 70-х годов.

Глобальная система позиционирования

Спутники Nimbus (начиная с Nimbus 3 в 1969 году) проложили путь в современную эпоху GPS с оперативным поиском и спасением и системы сбора данных. Спутники опробовали первую технологию, которая позволила спутникам определять местонахождение станций наблюдения за погодой, установленных в удаленных местах, и отдавать команды станциям передавать свои данные обратно на спутник. Самой известной демонстрацией новой технологии стал рекордный полет британского авиатора Шейлы Скотт, которая испытала систему навигации и локатора Nimbus, когда она совершила первый в истории одиночный полет над Северный полюс в 1971 году.

Система связи земля-спутник-земля Nimbus продемонстрировала первую спутниковую поисково-спасательную систему. Одним из первых успехов было спасение двух воздухоплавателей, которые спустились в Северной Атлантике в 1977 году, а позднее в том же году преследование японского искателя приключений на его первая попытка стать первым человеком, на собачьих упряжках в одиночку к Северному полюсу через Гренландию. Десятки тысяч людей за последние три десятилетия были спасены с помощью операционной системы спутникового слежения за поисково-спасательными операциями (SARSAT ) на спутниках NOAA.

Ядерная энергетика

«Нимбус-3» был первым спутником, на котором в космосе использовался радиоизотопный термоэлектрический генератор SNAP-19 (РИТЭГ) SNAP-19 . Ранее была предпринята попытка запустить РИТЭГ SNAP-19 на Нимбус-В-1, но ракета была уничтожена, а ядерное топливо упало в пролив Санта-Барбара. Позже топливо было извлечено из обломков на глубине 300 футов (91 м) и перенаправлено для «Нимбуса-3» как SNAP-19B. Этот источник питания увеличил солнечную батарею на дополнительные 28,2 Вт электроэнергии.

• Цветной сканер прибрежных зон

1. ^Линдси, Ребекка (19 июля 2005 г.). "Нимбус: 40 лет". Земная обсерватория НАСА. Проверено 16 мая 2006 г.
2. ^Missiles and Rockets, 13 марта 1961 г., стр. 34.
3. ^Национальный экологический спутниковый центр (январь 1970 г.). «SIRS и улучшенный морской прогноз погоды». Журнал погоды моряков. Управление экологической науки. 14 (1): 12–15.
4. ^«Радиационный бюджет Земли». Проверено 30 октября 2017 г.
5. ^Бхартия, Паван Кумар; МакПетерс, Ричард Д. (2018). «Открытие озоновой дыры в Антарктике». Comptes Rendus Geoscience. Elsevier BV. 350 (7): 335–340. doi : 10.1016 / j.crte.2018.04.006. ISSN 1631-0713.
6. ^Техноархеология спасает климатические данные с ранних спутников США Национальный центр данных по снегу и льду (NSIDC), январь 2010 г. Архив WebCitation Wayback Machine
7. ^«Атомная энергия в космосе II: История 2015» (PDF). inl.gov. Национальная лаборатория Айдахо. Сентябрь 2015 г. Проверено 13 июня 2018 г.
8. ^«Nimbus III - NASA Radioisotope Power Systems». Радиоизотопные энергетические системы НАСА. НАСА. Проверено 15 июня 2018 г.
9. ^Управление экологической науки (июль 1966 г.). «На столе редактора». Журнал погоды моряков. Министерство торговли. 10 (4): 122.
10. ^День взрыва метеорологического спутника Nimbus, Майя Вей-Хаас, журнал Smithsonian (январь 2017 г.)

На сайте Wikimedia Commons есть СМИ, связанные с программой NIMBUS.

• http://nssdc.gsfc.nasa.gov/earth/nimbus.html Программа Nimbus
• http://nssdc.gsfc.nasa.gov /earth/nimbus_sensor.html Экспериментальные приборы на борту спутников Nimbus