Půdní vlhkost aktivní pasivní - Soil Moisture Active Passive

Půdní vlhkost aktivní pasivní
Půdní vlhkost Aktivní Pasivní ilustrace (15-180, oříznuto) .jpg
Umělecké ztvárnění aktivní pasivní kosmické lodi Soil Moisture.
Typ misePozorování Země
OperátorNASA
ID COSPARU2015-003A
SATCAT Ne.40376
webová stránkasmapovat.jpl.nasa.gov
Doba trvání mise3 roky (nominální) [1]
Uplynulý: 5 let, 9 měsíců, 28 dní
Vlastnosti kosmické lodi
VýrobceLaboratoř tryskového pohonu
Odpalovací mše944 kg
Hmotnost užitečného zatížení79 kg
Rozměry1,5 x 0,9 x 0,9 m
Napájení1450 wattů
Začátek mise
Datum spuštění31. ledna 2015, 14:22 (2015-01-31UTC14: 22) UTC [2]
RaketaDelta II 7320-10C [3]
Spusťte webVandenberg, SLC-2W
DodavatelUnited Launch Alliance
Vstoupil do službySrpna 2015
Orbitální parametry
Referenční systémGeocentrický
RežimSynchronní se sluncem
Perigeová nadmořská výška680,9 km
Apogee nadmořská výška683,5 km
Sklon98.12°
Doba98,5 minuty
Epocha15. října 2019, 23:39:39 UTC[4]
 
Animace SMAPje trajektorie kolem Země od 31. ledna 2015 do 19. srpna 2015:
  SMAP ·   Země

Půdní vlhkost aktivní pasivní (SMAP) je NASA monitorování životního prostředí satelit vypuštěn 31. ledna 2015.[2] Byl to jeden z prvních Družice pro pozorování Země vyvinutý NASA v reakci na Národní rada pro výzkum Dekadální průzkum.[5][6]

Investice NASA činí 916 milionů USD (design, vývoj, uvedení na trh a provoz).[7]

Přehled mise

SMAP poskytuje měření povrchu země vlhkost půdy a zmrazení a rozmrazení s téměř globálním pokrytím revizí za 2–3 dny. Povrchová měření SMAP jsou spojena s hydrologickými modely pro odvodění podmínek půdní vlhkosti v kořenové zóně. Tato měření umožňují uživatelům vědeckých aplikací:

  1. Pochopte procesy, které spojují suchozemskou vodu, energii a uhlíkové cykly.
  2. Odhadněte globální toky vody a energie na povrchu země.
  3. Vyčíslete čistý tok uhlíku v boreální krajině.
  4. Vylepšete schopnost předpovědi počasí a podnebí.
  5. Vypracovat vylepšenou schopnost predikce povodní a monitorování sucha.

Pozorování SMAP jsou získávána po dobu nejméně tří let po startu a 81 kg pohonné látky, které nese, by mělo umožnit, aby mise fungovala mnohem déle, než je jeho životnost. Je implementována komplexní validace, věda a aplikační program a všechna data jsou veřejně dostupná prostřednictvím archivních center NASA.

Koncept měření

Observatoř SMAP zahrnuje vyhrazenou kosmickou loď a sadu přístrojů na blízké polární dráze synchronizované se sluncem. Systém měření SMAP se skládá z a radiometr (pasivní) nástroj a radar se syntetickou clonou (aktivní) přístroj pracující s více polarizacemi v L-pásmo rozsah. Kombinovaný přístup k aktivnímu a pasivnímu měření využívá prostorové rozlišení radaru a přesnost snímání radiometru.[8]

Aktivní a pasivní senzory zajišťují koincidenční měření povrchové emise a zpětného rozptylu. Přístroje snímají podmínky v horních 5 cm půdy prostřednictvím mírného vegetačního pokryvu, aby poskytly globálně mapované odhady vlhkosti půdy a jejího stavu zmrazení a rozmrazení.

Kosmická loď obíhá kolem Země jednou za 98,5 minuty a každých osm dní opakuje stejnou pozemní stopu.[7]

Vědecké užitečné zatížení

Družice nese dva vědecké přístroje: radar a radiometr, které sdílejí jeden zdroj a nasazitelný 6 m reflektorový anténní systém, postavený společností Northrop Grumman,[9] který se otáčí kolem nadir osa provádějící kónické skenování povrchu. Široký řádek poskytuje téměř globální revizi každé 2-3 dny.

Vlastnosti systému SMAP

CharakteristickýRadarRadiometr
Frekvence1,2 GHz1,41 GHz
PolarizaceVV, HH, HVPROTI, H, U
Rozlišení1-3 km[A]40 km
Průměr antény6 m
Rychlost otáčení14,6 ot / min
Úhel dopadu40°
Šířka řádku1000 km
ObíhatBlízko Poláru, synchronně se sluncem
Místní čas des. uzel06:00 
Místní čas vzestup uzel06:00 
Nadmořská výška685 km

Pomocná užitečná zatížení

Výukové spuštění Nanosatellite X (ELaNa X), skládající se ze tří Poly Picosatellite Orbital Deployers obsahující čtyři CubeSats (tři mise CubeSat), namontované na druhém stupni nosné rakety Delta II:[7]

  • ExoCube, satelit pro vesmírné počasí vyvinutý Kalifornskou polytechnickou státní univerzitou a sponzorovaný Národní vědeckou nadací. Cal Poly navrhl sběrnici jádro-satelit, zatímco vědecké užitečné zatížení dodává Goddardovo vesmírné letové středisko NASA. University of Wisconsin v Madisonu a Scientific Solutions, Inc. (SSI) rozvíjejí vědecké cíle a poskytují vodítko pro vývoj nástrojů. ExoCube měří hustotu vodíku, kyslíku, helia a dusíku v horních vrstvách atmosféry Země (exosféra a termosféra) pomocí přímých měření hmotnostní spektroskopií. Velikost ExoCube jsou tři jednotky CubeSat, nebo 30 x 10 x 10 cm.[7]
  • GRIFEX, Geo-cape Roic In-Flight Performance Experiment, vyvinutý Michiganskou průzkumnou laboratoří University of Michigan ve spolupráci s NASA Earth Science Technology Office a NASA Jet Propulsion Laboratory. Jedná se o poslání ověřování technologie, které provádí technické posouzení veškerého digitálního vysoce výkonného pole ohniskové roviny vyvinutého společností JPL, které se skládá z inovativního integrovaného obvodu analogově-digitálního odečtu v pixelech. Jeho vysoká propustnost umožňuje navrhované koncepci satelitní mise Geostationary Coastal and Air Pollution Events (GEO-CAPE) provádět hodinově vysoké prostorové a spektrální rozlišení měření rychle se měnící chemie atmosféry a znečištění pomocí vyvíjeného nástroje Panchromatic Fourier Transform Spectrometer (PanFTS). GRIFEX zdokonaluje technologii požadovanou pro budoucí vesmírná měření složení atmosféry z geostacionární oběžné dráhy, která jsou relevantní pro změnu klimatu, stejně jako budoucí mise, které vyžadují pokročilé detektory na podporu Dekadického průzkumu Země. Velikost GRIFEXu jsou tři jednotky CubeSat, nebo 30 x 10 x 10 cm.[7]
  • FIREBIRD-II (A a B), vyvinutý University of New Hampshire, Montana State University, Los Alamos National Laboratory a Aerospace Corporation. FIREBIRD-II je projekt kosmického počasí o dvou krychlích, který řeší prostorové měřítko, velikost a energetickou závislost elektronových mikroburstů ve Van Allenových radiačních pásech. Relativistické elektronové mikrobusty se jeví jako krátké období intenzivního srážení elektronů měřené detektory částic na kosmické lodi s nízkou nadmořskou výškou, které je vidět, když jejich oběžné dráhy protínají čáry magnetického pole, které protahují vnější radiační pás. FIREBIRD-II poskytuje měření radiačního pásu ve dvou bodech, která nabízejí pohled na procesy elektronové akcelerace a ztráty ve vnějším radiačním pásu Van Allen. Každá z FIREBIRD CubeSats má velikost 1,5 jednotky CubeSat nebo 15 x 10 x 10 cm.[7]

Projekty CubeSat jsou nasazeny minimálně 2896 sekund po oddělení observatoře Soil Moisture Active Passive, na oběžnou dráhu sklonu 440 x 670 km, 99,12 °.[7]

Popis programu

SMAP je řízená mise Národního úřadu pro letectví a vesmír. Projekt SMAP pro NASA spravuje Laboratoř tryskového pohonu za účasti Goddardovo vesmírné středisko. SMAP staví na aktivitách dědictví a snižování rizik zrušené mise ESSP Hydros NASA.[10]

Věda a aplikace

Pozorování SMAP se používají k charakterizaci hydrologických a ekosystémových procesů, včetně výměny vody, energie a uhlíku mezi zemí a atmosférou. Mezi uživateli dat SMAP jsou hydrologové, meteorologové, vědci v oblasti klimatu a správci zemědělských a vodních zdrojů.[11] Mezi další uživatele patří manažeři požárních a povodňových katastrof, manažeři pro prevenci a prevenci nemocí, plánovači havarijních situací a tvůrci politik.[11] Informace o půdní vlhkosti a zmrazení a rozmrazení SMAP přímo prospívají několika oblastem společenských aplikací, včetně:

Předpověď počasí a klimatu

Inicializace numerická předpověď počasí modely a sezónní klimatické modely s přesnými informacemi o půdní vlhkosti prodlužují doby předpovědi a zlepšují predikční schopnosti.

Sucho

Informace o půdní vlhkosti SMAP zlepšují monitorování a předpovídání sucho podmínky umožňující nové schopnosti zmírňovat dopady sucha.

Povodně a sesuvy půdy

Hydrologické předpovědní systémy kalibrované a inicializované polemi vlhkosti půdy s vysokým rozlišením vedou ke zlepšení zaplavit předpovědi a poskytnout základní informace o potenciálu pro sesuvy půdy.

Produktivita zemědělství

Pozorování vlhkosti půdy od SMAP vedla ke zlepšení v výnos plodiny předpovídá a zvyšuje možnosti systémů podpory rozhodování o stresu v plodinách pro zemědělská produktivita.[11]

Lidské zdraví

Vylepšené předpovědi sezónní vlhkosti půdy mají přímý prospěch hladomor systémy včasného varování. Výhody jsou realizovány také prostřednictvím vylepšených předpovědí tepelný stres a virus rychlosti šíření a vylepšeno příprava katastrofy a odpověď.

Postavení

V srpnu 2015 vědci dokončili počáteční kalibraci dvou přístrojů na palubě, radar SMAP však přestal vysílat 7. července kvůli anomálii, kterou vyšetřoval tým JPL.[12] Tým identifikoval anomálii napájecího zdroje pro vysoce výkonný zesilovač radaru.[13][14] Dne 2. září 2015 NASA oznámila, že porucha zesilovače znamenala, že radar již nemohl vracet data. Vědecká mise pokračuje a data se vracejí pouze pomocí radiometrového přístroje.[15] Hlavní mise SMAP skončila v červnu 2018. Seniorské hodnocení Země vědy 2017 podpořilo misi SMAP pro pokračování provozu do roku 2020 a předběžně do roku 2023.[16]

Viz také

Poznámky

  1. ^ Přes vnějších 70% řádku

Reference

  1. ^ https://www.jpl.nasa.gov/images/earth/smap/brochure/SMAP_Mission_Brochure_final.pdf
  2. ^ A b "NASA SMAP" Tady to mám !!!!"". Laboratoř NASA / Jet Propulsion Laboratory. 31. ledna 2015. Citováno 31. ledna 2015.
  3. ^ Ray, Justin (16. července 2012). „NASA dává raketě Delta 2 nový zájem o život“. Vesmírný let teď. Citováno 17. července 2012.
  4. ^ „SMAP - Orbit“. Nebesa nad. 15. října 2019. Citováno 16. října 2019.
  5. ^ O'Neill, Peggy; et al. (2010). Mise NASA Soil Moisture Active Passive (SMAP): Přehled. 30. IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium. 25. - 30. července 2010. Honolulu, Havaj. NASA. hdl:2060/20110015242.
  6. ^ „Decadal Survey“. NASA. Archivovány od originál dne 25. srpna 2009.
  7. ^ A b C d E F G „Půdní vlhkost aktivní pasivní spuštění“ (PDF). Ledna 2015. Citováno 20. února 2020. Tento článek včlení text z tohoto zdroje, který je v veřejná doména.
  8. ^ "Nástroj". Půdní vlhkost aktivní pasivní. Laboratoř NASA / Jet Propulsion Laboratory. Citováno 19. dubna 2015.
  9. ^ https://www.jpl.nasa.gov/images/earth/smap/brochure/SMAP_Mission_Brochure_final.pdf
  10. ^ Bélair, Stéphane; et al. Vědecký plán a možné příspěvky Kanady k aktivní a pasivní misi půdní vlhkosti (SMAP) (PDF). Mezinárodní seminář o mikrovlnném dálkovém průzkumu Země pro hydrologii: Výzkum a aplikace. 20. - 22. října 2008. Oxnard, Kalifornie. Kanadská kosmická agentura. Archivovány od originál (PDF) dne 13. dubna 2009. Když se SMAP v roce 2007 vynořil z popela HYDROS, vyměnili si ČSA s NASA možnosti obnovení jejich partnerství. ČSA ve spolupráci s dalšími ministerstvy Kanady v současné době připravuje plány týkající se možných vědeckých a technických příspěvků k nové misi. Vědecké činnosti by zahrnovaly vládní i akademické partnery.
  11. ^ A b C Buis, Alan (15. října 2014). „Mapovač půdní vlhkosti NASA dorazí na místo spuštění“. Laboratoř NASA / Jet Propulsion Laboratory. Citováno 24. října 2014.
  12. ^ Buis, Alan (5. srpna 2015). „SMAP NASA vydává první kalibrovaná data“. Laboratoř NASA / Jet Propulsion Laboratory. Citováno 10. srpna 2015.
  13. ^ Buis, Alan (5. srpna 2015). „SMAP Team Investigating Radar Instrument Anomaly“. Laboratoř NASA / Jet Propulsion Laboratory. Citováno 11. srpna 2015.
  14. ^ Clark, Stephen (10. srpna 2015). „NASA řeší výpadek radaru na novém satelitu SMAP“. Vesmírný let teď. Citováno 11. srpna 2015.
  15. ^ Cole, Steve & Buis, Alan (2. září 2015). „Radar NASA na půdní vlhkost ukončil provoz, věda o misích pokračuje“. NASA. Citováno 2. září 2015.
  16. ^ https://www.nasa.gov/sites/default/files/atoms/files/fy2021_congressional_justification.pdf

externí odkazy