ICESat-2 - ICESat-2 - Wikipedia

ICESat-2
Model kosmické lodi ICESat-2.png
Umělecký dojem z ICESat-2 na oběžné dráze
Typ miseDálkový průzkum Země
OperátorNASA
ID COSPARU2018-070A
SATCAT Ne.43613
webová stránkaicesat-2.gsfc.nasa.gov
Doba trvání misePlánováno: 3 roky
Uplynulý: 2 roky, 3 měsíce, 7 dní
Vlastnosti kosmické lodi
AutobusLEOStar-3[1]
VýrobceOrbitální vědy /Orbitální ATK[1]
Odpalovací mše1514 kg (3338 lb)[2]
Hmotnost užitečného zatížení298 kg (657 lb)[3]
RozměryPři spuštění: 2,5 × 1,9 × 3,8 m (8,2 × 6,2 × 12,5 ft)[2]
Napájení1200 W
Začátek mise
Datum spuštění15. září 2018, 13:02 (2018-09-15UTC13: 02) UTC[4]
RaketaDelta II 7420-10C[5][6]
Spusťte webVandenberg SLC-2W[6]
DodavatelUnited Launch Alliance
Orbitální parametry
Referenční systémGeocentrický
RežimNízká Země
Poloviční hlavní osa6 859,07 km (4 262,03 mil)
Excentricita0.0002684
Perigeová nadmořská výška479,10 km (297,70 mi)
Apogee nadmořská výška482,78 km (299,99 mil)
Sklon92.0002°
Doba94,22 minuty
Rychlost6,9 km / s (4,3 mil / s)[8]
Epocha8. března 2019, 15:04:15 UTC[7]
ICESat-2 logo.png 

ICESat-2 (Led, mrak a přistávací satelit 2), část NASA je Systém pozorování Země, je satelit mise pro měření ledový příkrov nadmořská výška a tloušťka mořského ledu, stejně jako země topografie, vegetační charakteristiky a mraky.[9] ICESat-2, pokračování ICESat mise, byla zahájena dne 15. září 2018 od Vandenbergova letecká základna v Kalifornii,[4] do téměř kruhového, téměřpolární oběžná dráha s nadmořskou výškou přibližně 496 km (308 mi). Byl navržen tak, aby fungoval tři roky a měl dostatek paliva po dobu sedmi let.[10] Družice obíhá kolem Země rychlostí 6,9 kilometrů za sekundu (4,3 mil / s).[8]

Mise ICESat-2 je navržena tak, aby poskytovala údaje o výškách potřebné k určení ledového příkrovu hmotnostní bilance stejně jako vegetační baldachýn informace. Poskytne topografická měření měst, jezer a nádrží, oceánů a povrchů zemí po celém světě, kromě pokrytí specifického pro polární oblasti. ICESat-2 má také schopnost detekovat topografii mořského dna až 30 stop pod povrchem v čistě zalitých pobřežních oblastech.[11] Protože velké změny polární ledové pokrývky globální oteplování nejsou kvantifikovány, jedním z hlavních účelů ICESat-2 je měření změny výšky ledových štítů jeho laserovým systémem a lidarem pro kvantifikaci vlivu tajícího ledového štítu na zvyšování hladiny moře. Vysoká přesnost více pulzů navíc umožňuje sbírat měření výšek mořský led analyzovat jeho rychlost změny v průběhu času.[12]

Kosmická loď ICESat-2 byla postavena a testována Northrop Grumman Innovation Systems v Gilbertu v Arizoně,[13] zatímco palubní přístroj ATLAS byl postaven a spravován společností Goddardovo vesmírné středisko v Greenbelt, Maryland. Přístroj ATLAS byl navržen a vyroben střediskem a autobus byl postaven a integrován s nástrojem Orbitální vědy (později Orbitální ATK ).[14] Družice byla vypuštěna na a Delta II raketa poskytovaná společností United Launch Alliance.[15] Jednalo se o poslední odpálení rakety Delta II.

Satelitní nástroje

Integrace přístrojů ATLAS na ICESat-2

Jediným nástrojem na ICESat-2 je kosmický Advanced Topographic Laser Altimeter System (ATLAS) lidar. Byl navržen a vyroben v Goddardově vesmírném letovém centru s využitím laserových generačních a detekčních systémů poskytovaných společností Fibertek.[16][17] ATLAS měří dobu cestování laserových fotonů ze satelitu na Zemi a zpět; počítačové programy k určení výšky používají dobu jízdy z více pulzů.[18]

ATLAS vydává viditelné laserové pulsy při vlnové délce 532 nm. Jako oběžné dráhy ICESat-2 generuje ATLAS šest paprsků uspořádaných do tří párů, aby lépe určil sklon povrchu a poskytl větší pokrytí země. Jeho předchůdce, ICESat, měl pouze jeden laserový paprsek. Větší počet laserů umožňuje lepší pokrytí zemského povrchu.[8] Každý pár paprsků je od sebe vzdálený 3,3 km (2,1 mil) přes paprskovou dráhu a každý paprsek v páru je oddělen 2,5 km (1,6 mil) podél paprskové dráhy. Laserové pole je otočeno o 2 stupně od pozemní dráhy satelitu, takže stopa páru paprsků je oddělena asi 90 m (300 stop). Rychlost laserového pulsu v kombinaci s rychlostí satelitu vede k tomu, že ATLAS provádí měření výšky každých 70 cm (28 palců) podél pozemské dráhy satelitu.[17][19][20]

Laser střílí rychlostí 10 kHz. Každý impuls vysílá asi 200 bilionů fotonů, z nichž téměř všechny jsou rozptýleny nebo odkloněny, když se puls pohybuje na zemský povrch a odráží se zpět k satelitu. Asi tucet fotonů z každého pulzu se vrací do přístroje a jsou sbírány pomocí 79 cm (2,6 ft) berylium dalekohled.[21] Berylium má vysoké specifická síla a udržuje svůj tvar ve velkém rozsahu teplot. Dalekohled sbírá fotony s vlnovou délkou 532 nm, čímž filtruje irelevantní světlo v atmosféře. Počítačové programy dále identifikují 532 nm fotony v datové sadě, pro analýzu jsou uchovávány pouze odražené fotony laseru.[22]

Pozoruhodným atributem ATLAS je, že inženýři umožnili satelitu řídit, jak je umístěn ve vesmíru, což je relevantní, protože ATLAS zaznamenává vzdálenost od sebe k zemi, a pokud je jeho poloha vypnutá, měření zaznamenané pro nadmořskou výšku Země bude vypnuto také. Inženýři také zkonstruovali laserový referenční systém, který potvrzuje, že laser je nastaven v souladu s dalekohledem. Pokud je dalekohled nebo laser vypnutý, může satelit podle toho provést vlastní úpravy.[23]

The Národní datové centrum pro sníh a led Distribuované centrum aktivních archivů spravuje vědecká data ICESat-2.[24]

Věda o misích

ICESat-2 má čtyři vědecké cíle:[25][26]

  1. Vyčíslit polární ledový příkrov příspěvky k současné a nedávné změně hladiny moře a vazby na klimatické podmínky;
  2. Kvantifikujte regionální podpisy změn ledových štítů, abyste posoudili mechanismy, které tyto změny řídí, a vylepšili prediktivní modely ledových štítů; to zahrnuje kvantifikaci regionálního vývoje změn ledového štítu, například jak se změny na výstupních koncích ledovce šíří dovnitř;
  3. Odhadněte tloušťku mořského ledu a prozkoumejte výměny energie, hmoty a vlhkosti mezi ledem, oceánem a atmosférou;
  4. Změřte výšku vegetačního vrchlíku jako základ pro odhad velkoplošné biomasy a změny biomasy. Pro tuto misi jsou údaje o výškách vegetačního vrchlíku vysoce přesné díky použití systému multibeam a technologie mikropulzního lidaru (počítání fotonů) v Advanced Topographic Laser Altimeter System (ATLAS).[27]

Kromě toho ICESat-2 provede měření mraků a aerosolů, výšky oceánů, vnitrozemských vodních útvarů, jako jsou nádrže a jezera, měst a pohybů po událostech, jako jsou zemětřesení nebo sesuvy půdy.[25]

Vypracování projektu

Spuštění ICESat-2

ICESat-2 navazuje na původní misi ICESat, která byla vyřazena z provozu v roce 2010. Když projekt v roce 2010 vstoupil do první fáze, měl být připraven ke spuštění již v roce 2015. V prosinci 2012 NASA uvedla, že Očekávali spuštění projektu v roce 2016. V následujících letech technické problémy s jediným palubním nástrojem mise ATLAS misi dále zpozdily a posunuly očekávané spuštění zpět od konce roku 2016 do května 2017.[28] V červenci 2014 NASA předložila Kongresu zprávu s podrobnými informacemi o důvodech zpoždění a předpokládaném překročení rozpočtu, jak to vyžaduje zákon pro projekty NASA, které utrácejí alespoň 15% nad rozpočet. Aby bylo možné financovat překročení rozpočtu, NASA odklonila prostředky od dalších plánovaných satelitních misí, jako je Plankton, aerosol, mrak, oceánský ekosystém (PACE) satelit.[29]

Spuštění ICESat-2 proběhlo 15. září 2018 v 15:02 UTC od Vandenbergova letecká základna Space Launch Complex 2 na palubě a Delta II 7420-10C.[4] Aby byla zachována určitá kontinuita dat mezi vyřazením ICESat z provozu a spuštěním ICESat-2, vzdušného prostoru NASA Provoz IceBridge použil řadu letadel ke sběru polární topografie a měření tloušťky ledu pomocí sad laserových výškoměrů, radarů a dalších systémů.[30][31]

Aplikace

Program Aplikace ICESat-2 je navržen tak, aby zapojil lidi a organizace, kteří plánují využívat data, před vypuštěním satelitu. Tento vědecký definiční tým, který je vybrán ze skupiny uchazečů, zastupuje odborníky v široké škále vědeckých oborů, včetně hydrologie, vědy o atmosféře, oceánografie a vědy o vegetaci.[32] První přijatelé programu, včetně vědců v ledu, ekologů a námořnictva, spolupracují s aplikačním týmem ICESat-2 na poskytování informací o tom, jak lze použít satelitní pozorování.[33] Cílem této skupiny je komunikovat rozsáhlé možnosti mise ICESat-2 s větší vědeckou komunitou s cílem diverzifikovat a inovovat nové metody a techniky ze shromážděných údajů. Například vědci v oblasti ekologie budou moci použít měření výšky vegetace, biomasy a krytu vrchlíku odvozené z lidaru pro počítání fotonů ICESat-2 (PCL).[34]

Na jaře roku 2020 si NASA vybrala vědecký tým ICESat-2 prostřednictvím konkurenčního procesu podávání žádostí, který nahradil vědecký definiční tým před spuštěním.[35] Tato skupina působí jako poradní výbor pro misi po jejím spuštění ve snaze zajistit splnění požadavků vědecké mise.

Viz také

  • CryoSat - Evropská kosmická agentura (ESA) ekvivalentní operacím IceBridge a ICESat
  • CryoSat-2 - Následná mise do CryoSatu

Reference

  1. ^ A b Hill, Jeffrey (2. září 2011). „Orbital Sciences Grabs $ 135 Million NASA ICESat-2 Contract“. Přes satelit. Citováno 23. září 2018.
  2. ^ A b „IceSat-2: Měření výšky zemského ledu z vesmíru“ (PDF). NASA. NP-2018-07-231-GSFC. Citováno 9. září 2018.
  3. ^ "Instrument: ATLAS". Citováno 25. srpna 2020.
  4. ^ A b C Clark, Stephen (15. září 2018). „Brzy ráno spuštění zavře knihu o dědictví Delta 2 trvající téměř 30 let“. Vesmírný let teď. Citováno 16. září 2018.
  5. ^ „Delta 2 zahájí ICESat-2“. United Launch Alliance. 2018. Citováno 9. září 2018.
  6. ^ A b Graham, William (14. září 2018). „Delta II zavádí úžasné dědictví spuštěním ICESat-2“. NASASpaceFlight.com. Citováno 18. září 2018.
  7. ^ „ICESat-2 - Orbit“. Nebesa nad. 8. března 2019. Citováno 8. března 2019.
  8. ^ A b C "Jak to funguje". ICESat-2. NASA. Citováno 9. března 2019.
  9. ^ „ICESAT-2“. NASA. Citováno 14. října 2011.
  10. ^ „ICESat-2“ (PDF). Orbitální ATK. 2014. Archivovány od originál (PDF) dne 25. října 2016.
  11. ^ „První celosvětová data ICESat-2: led, lesy a další | Icesat-2“. icesat-2.gsfc.nasa.gov. Citováno 2020-03-02.
  12. ^ Abdalati, Waleed; Zwally, H. Jay; Bindschadler, Robert; Csatho, Bea; Farrell, Sinead Louise; Fricker, Helen Amanda; Harding, David; Kwok, Ronald; Lefsky, Michael; Markus, Thorsten; Marshak, Alexander (květen 2010). „Mise ICESat-2 Laser Altimetry Mission“. Sborník IEEE. 98 (5): 735–751. doi:10.1109 / jproc.2009.2034765. ISSN  0018-9219.
  13. ^ "Jak to funguje | Icesat-2". icesat-2.gsfc.nasa.gov. Citováno 2020-03-02.
  14. ^ Ramsayer, Kate (28. února 2018). „Vesmírný laser NASA dokončil 2 000 mil dlouhou cestu“. NASA. Citováno 14. října 2018.
  15. ^ „NASA vybrala pro misi ICESat-2 raketu Workhorse Delta II organizace United Launch Alliance“. United Launch Alliance. 22. února 2013. Citováno 25. října 2016.
  16. ^ Ramsayer, Kate (3. června 2014). „Jak NASA staví vesmírný laser“. NASA. Citováno 14. října 2018.
  17. ^ A b „NASA uvádí laserový výškoměr„ ICESat-2 “. Optics.org. 17. září 2018. Citováno 14. října 2018.
  18. ^ „ICESat-2: Space Lasers“. NASA. Citováno 3. listopadu 2016.
  19. ^ Palm, Steve; Yang, Yeukui; Herzfeld, Ute (16. června 2018). „Dokument teoretického základu algoritmu ICESat-2 pro atmosféru, část I: datové produkty úrovně 2 a 3“ (PDF). 7.5. NASA: 8–12. Citovat deník vyžaduje | deník = (Pomoc)
  20. ^ Neuenschwander, Amy (červen 2018). „Satelitní satelit pro led, mrak a nadmořskou výšku (ICESat-2): Dokument teoretického základu algoritmu (ATBD) pro produkty pozemní vegetace podél trati (ATL08)“ (PDF). Citovat deník vyžaduje | deník = (Pomoc)
  21. ^ Ramsayer, Kate (3. listopadu 2014). „NASA seřazuje laserový dalekohled ICESat-2“. NASA. Citováno 3. listopadu 2016.
  22. ^ Garner, Rob (10.7.2015). „O ICESat-2“. NASA. Citováno 2020-03-05.
  23. ^ "Jak to funguje". ICESat-2. NASA / Goddard Space Flight Center. Citováno 21. února 2019.
  24. ^ „NSIDC: ICESat-2“. Národní datové centrum pro sníh a led. Citováno 3. listopadu 2016.
  25. ^ A b "Věda". ICESat-2. NASA. Citováno 14. října 2018.
  26. ^ „Mise ICESat-1: Požadavky úrovně 1 a kritéria úspěchu mise“ (PDF). 4.0. NASA. 8. července 2013. Citováno 3. listopadu 2016. Citovat deník vyžaduje | deník = (Pomoc)
  27. ^ Herzfeld, Ute Christina; McDonald, Brian W .; Wallin, Bruce F .; Neumann, Thomas A .; Markus, Thorsten; Brenner, Anita; Field, Christopher (duben 2014). „Algoritmus pro detekci pokrytí půdy a vrchlíku v datech lidarového výškoměru Micropulse pro počítání fotonů v rámci přípravy na misi ICESat-2“. Transakce IEEE v oblasti geověd a dálkového průzkumu Země. 52 (4): 2109–2125. Bibcode:2014ITGRS..52.2109H. doi:10.1109 / tgrs.2013.2258350. hdl:2060/20150001451. ISSN  0196-2892.
  28. ^ Leone, Dan (16. dubna 2014). „Problémy s podrobnostmi GAO u senzoru ICESat-2“. Vesmírné novinky. Citováno 16. března 2018.
  29. ^ Leone, Dan (1. září 2014). „Platba za překročení IceSat-2 zpožďuje zahájení mezinárodních věd o Zemi“. Vesmírné novinky. Citováno 16. března 2018.
  30. ^ Deamer, Kacey (19. května 2017). „Mise NASA IceBridge končí„ nejlepším rokem v historii “'". ProfoundSpace.org. Citováno 5. října 2018.
  31. ^ „IceBridge - letadla, přístroje, satelity“. NASA. Citováno 14. října 2018.
  32. ^ „ICESat-2: Science Definition Team“. NASA. 12. července 2017. Citováno 19. dubna 2018.
  33. ^ „ICESat-2: Applications“. NASA. Citováno 3. listopadu 2016.
  34. ^ „Lidar Applications for the Study of Ecosystems with Remote Sensing Laboratory“. Texas A&M University. Citováno 19. dubna 2018.
  35. ^ „Vědecký tým ICESat-2, 2020“. NASA. Citováno 6. června 2020.

externí odkazy