Mise na měření tropických srážek - Tropical Rainfall Measuring Mission - Wikipedia

Mise na měření tropických srážek
TRMM SATELLITE.blurred.medium.jpg
Umělecká koncepce satelitu TRMM
Typ miseVýzkum životního prostředí
OperátorNASA
ID COSPARU1997-074A
SATCAT Ne.25063
Doba trvání mise3 roky (plánováno) [1]
17 let, 4 měsíce (uplynulo)
Vlastnosti kosmické lodi
Odpalovací mše3524 kg
Suchá hmota2634 kg [2]
Napájení1100 wattů
Začátek mise
Datum spuštění27. listopadu 1997, 21:27 UTC
RaketaH-II
Spusťte webTanegashima, LA-Y1
DodavatelMitsubishi Heavy Industries
Konec mise
LikvidaceDeorbited
Deaktivováno15. dubna 2015
Datum rozpadu6. června 2015, 06:54 UTC [3]
Orbitální parametry
Referenční systémGeocentrická oběžná dráha [3]
RežimNízká oběžná dráha Země
Perigeová nadmořská výška366 km (227 mi)
Apogee nadmořská výška381 km (237 mi)
Sklon35.0°
Doba92,0 minut
Program NASA Earth Probe
 

The Mise na měření tropických srážek (TRMM) byl společný vesmírná mise mezi NASA a Japonská agentura pro průzkum letectví a kosmonautiky JAXA určené k monitorování a studiu tropický srážky. Tento termín se vztahuje jak na misi samotnou, tak na satelit že mise použila ke sběru dat. TRMM byl součástí NASA Mise na planetu Zemi, dlouhodobé, koordinované výzkumné úsilí ke studiu Země jako globální systém. Družice byla vypuštěna dne 27. Listopadu 1997 z Vesmírné centrum Tanegashima v Tanegashima, Japonsko. TRMM fungovala 17 let, včetně několika prodloužení mise, než byla vyřazena z provozu 15. dubna 2015. TRMM znovu vstoupila do zemské atmosféry 16. června 2015.

Pozadí

Tropické srážky jsou obtížně měřitelným parametrem kvůli velkým prostorovým a časovým změnám. Porozumění tropickým srážkám je však důležité pro předpověď počasí a podnebí, protože tyto srážky obsahují tři čtvrtiny energie, která pohání cirkulaci atmosférického větru.[4] Před TRMM bylo distribuce srážek po celém světě známa jen s 50% jistotou.[5]

Koncept pro TRMM byl poprvé navržen v roce 1984. Jako první byly navrženy vědecké cíle:[4]

  • Rozšířit porozumění globálním energetickým a vodním cyklům poskytnutím distribucí srážek a latentního ohřevu po globálních tropech.
  • Pochopit mechanismy, kterými změny tropických srážek ovlivňují globální oběh, a zlepšit schopnost modelovat tyto procesy za účelem předpovědi globálních oběhů a variability srážek v měsíčních a delších časových intervalech.
  • Zajistit distribuci deště a latentního ohřevu, aby se zlepšila inicializace modelů od 24hodinových předpovědí až po variace podnebí krátkého dosahu.
  • Pomáhat porozumět, diagnostikovat a předvídat nástup a vývoj El Niño, El Niño – jižní oscilace a šíření 30- až 60denních oscilací v Tropy.
  • Pomozte pochopit vliv srážek na oceán termohalinní oběhy a struktura horního oceánu.
  • Umožnit křížovou kalibraci mezi TRMM a jinými senzory s očekávanou délkou života nad samotnou TRMM.
  • Globálně vyhodnotit denní variabilitu tropických srážek.
  • Vyhodnotit vesmírný systém pro měření srážek.

Japonsko se k počáteční studii mise TRMM připojilo v roce 1986.[4] Vývoj satelitu se stal společným projektem mezi kosmickými agenturami Spojené státy a Japonsko, přičemž Japonsko poskytlo Radar srážek (PR) a H-II nosná raketa a USA poskytující satelitní autobus a zbývající nástroje.[1] Projekt získal formální podporu od Kongres Spojených států v roce 1991, následovaná konstrukcí kosmické lodi v letech 1993 až 1997. TRMM vystřelil z kosmického střediska Tanegashima 27. listopadu 1997.[4]

Kosmická loď

Mise pro měření tropických srážek (TRMM), jedna z kosmických lodí ze série výzkumných satelitů NASA Earth Probe, je vysoce zaměřený program s omezeným cílem zaměřený na měření měsíčních a sezónních srážek v globálních tropech a subtropech. TRMM je společný projekt mezi USA a Japonskem na měření srážek mezi 35,0 ° severní šířky a 35,0 ° jižní šířky ve výšce 350 km.[6]

Rozšíření mise a oběžná dráha

Aby prodloužila životnost mise TRMM nad rámec své primární mise, zvýšila NASA v roce 2001 nadmořskou výšku kosmické lodi na 402,5 km.[7]

V roce 2005 ředitel NASA Michael Griffin se rozhodl misi znovu rozšířit pomocí hnacího plynu původně určeného pro kontrolovaný sestup. Stalo se tak poté, co přezkum rizika NASA z roku 2002 stanovil pravděpodobnost zranění nebo úmrtí člověka způsobeného nekontrolovaným opětovným vstupem TRMM na 1: 5 000, což je zhruba dvojnásobné riziko obětí považované za přijatelné pro opětovný vstup satelitů NASA; a následné doporučení od Národní rada pro výzkum panel, aby byla mise prodloužena navzdory riziku nekontrolovaného vstupu.[8]

Problémy s baterií začaly kosmickou loď omezovat v roce 2014 a operační tým mise musel rozhodovat o tom, jak přidělit energii. V březnu 2014 byly přístroje VIRS vypnuty, aby se prodloužila životnost baterie.[7]

V červenci 2014 se NASA s docházejícím pohonem na TRMM rozhodla zastavit manévry udržující stanici a umožnit, aby se oběžná dráha kosmické lodi pomalu rozpadala, zatímco pokračuje ve sběru dat. Zbývající palivo, původně rezervované, aby se zabránilo kolizím s jinými satelity nebo vesmírnými úlomky, bylo vyčerpáno počátkem března 2015.[7] Zpětný vstup se původně očekával někdy mezi květnem 2016 a listopadem 2017, ale došlo k němu dříve kvůli zvýšené sluneční aktivitě.[9] Primární senzor sondy, srážkový radar, byl naposledy vypnut 1. dubna 2015 a konečný vědecký senzor LIS byl vypnut 15. dubna 2015.[8] K opětovnému vstupu došlo 16. června 2015 v 06:54 UTC.[10]

Nástroje na palubě TRMM

Srážkový radar

Precipitační radar (PR) byl prvním vesmírným nástrojem navrženým k poskytování trojrozměrných map struktury bouře. Měření přineslo informace o intenzitě a rozložení deště, o typu deště, hloubce bouře a výšce, v níž sníh taje do deště. Odhady tepla uvolněného do atmosféry v různých výškách na základě těchto měření lze použít ke zlepšení modelů globální atmosférické cirkulace. PR fungoval na 13,8 GHz a měřil rozložení srážek 3-D na pevninu a oceánské povrchy. Definovala hloubku vnímání vrstvy, a tedy měřené srážky, které ve skutečnosti dosáhly latentního tepla atmosféry. Měl rozlišení 4,3 km v poloměrech s dosahem 220 km.

Mikrovlnná kamera TRMM

Mikrovlnný snímač TRMM (TMI) byl pasivní mikrovlnná trouba senzor navržený k poskytování kvantitativních informací o srážkách přes široký záběr pod satelitem TRMM. Pečlivým měřením nepatrného množství mikrovlnné energie emitované Země a jeho atmosféra, TMI byla schopna vyčíslit vodní pára, mrak voda a intenzita srážek v atmosféra. Byl to relativně malý nástroj, který spotřebovával málo energie. To v kombinaci se širokým záběrem a kvantitativními informacemi o srážkách učinilo z TMI „pracata“ balíčku pro měření dešťů na misi pro měření tropických srážek. TMI není nový nástroj. Je založen na konstrukci vysoce úspěšného mikrovlnného / zobrazovacího zařízení se zvláštními senzory (SSM / I), které nepřetržitě letí Obranné meteorologické satelity od roku 1987. TMI měří intenzitu záření na pěti samostatných frekvencích: 10,7, 19,4, 21,3, 37,0, 85,5 GHz. Tyto frekvence jsou podobné frekvencím SSM / I, kromě toho, že TMI má další kanál 10,7 GHz navržený tak, aby poskytoval lineárnější odezvu na vysoké míry srážek běžné v tropických srážkách. Další hlavní zlepšení, které se od TMI očekává, je způsobeno vylepšeným pozemním rozlišením. Toto vylepšení však není výsledkem žádného vylepšení přístroje, ale spíše funkcí nižší nadmořské výšky TRMM 402 kilometrů ve srovnání s 860 kilometry SSM / I). TMI má na povrchu 878 kilometrů široký řádek. Vyšší rozlišení TMI na TRMM, stejně jako další frekvence 10,7 GHz, činí TMI lepším nástrojem než jeho předchůdci. Dodatečné informace poskytnuté radarem srážek dále pomáhají vylepšovat algoritmy. Vylepšené produkty srážek na širokém řádku poslouží jak TRMM, tak i pokračujícím měřením prováděným SSM / I a radiometry létajícími na EOS-PM NASA (Aqua (satelit) ) a Japonci ADEOS II satelity.

Viditelný a infračervený skener

Viditelný a infračervený skener (VIRS) byl jedním ze tří nástrojů v balíčku pro měření deště a slouží jako velmi nepřímý indikátor srážek. VIRS, jak naznačuje jeho název, vycítila záření přicházející ze Země v pěti spektrálních oblastech, od viditelné na infračervený nebo 0,63 až 12 mm. VIRS byl do primárního balíčku nástrojů zahrnut ze dvou důvodů. Nejprve byla jeho schopnost vymezit srážky. Druhým, a ještě důležitějším důvodem, bylo sloužit jako přenosový standard pro další měření, která se běžně používají Polární provozní environmentální satelity (POES) a Geostacionární provozní environmentální satelit (GOES) satelity. Intenzitu záření v různých spektrálních oblastech (nebo pásmech) lze použít ke stanovení jasu (viditelného a blízkého infračerveného záření) nebo teploty (infračerveného) zdroje.

Mraky a senzor záření Země

Hlavní článek: Mraky a systém záření Země

Mraky a systém záření Země (CERES) změřil energii v horní části atmosféra, stejně jako odhady energetické hladiny v atmosféře a na povrchu Země. Nástroj CERES byl založen na úspěšném Experiment s rozpočtem na radiační záření Země (ERBS), který k měření globálního energetického rozpočtu v letech 1984 až 1993 využíval tři satelity.[11] Pomocí informací z cloudových zobrazovacích nástrojů s velmi vysokým rozlišením na stejné kosmické lodi určuje CERES vlastnosti cloudu, včetně množství cloudu, nadmořská výška, tloušťka a velikost částic mraku. Tato měření jsou důležitá pro pochopení celkového klimatického systému Země a zlepšení modelů predikce klimatu.

Fungovala pouze v období leden - srpen 1998 a v březnu 2000, takže dostupný záznam dat je poměrně krátký (i když později byly nástroje CERES letecky převezeny na jiné mise, jako například Systém pozorování Země (EOS) DOPOLEDNE (Terra) a ODPOLEDNE (Aqua) satelity.)

Senzor blesku

Lightning Imaging Sensor (LIS) byl malý, vysoce sofistikovaný přístroj, který detekuje a lokalizuje Blesk nad tropickou oblastí světa. Detektor blesku byla kompaktní kombinace optických a elektronických prvků, včetně hledícího snímače schopného lokalizovat a detekovat blesky v jednotlivých bouřích. Zorné pole snímače umožnilo senzoru pozorovat bod na Zemi nebo mrak po dobu 80 sekund, což je dostatečný čas na odhad rychlosti blikání, což vědcům sdělilo, zda bouře roste nebo se rozpadá.

Viz také

Reference

  1. ^ A b "Historie TRMM" JAXA Citováno dne 5. července 2015
  2. ^ "Přehled satelitu" JAXA Citováno dne 5. července 2015
  3. ^ A b „Trajectory: TRMM 1997-074A“. NASA. 14. května 2020. Citováno 4. listopadu 2020. Tento článek včlení text z tohoto zdroje, který je v veřejná doména.
  4. ^ A b C d Kummerow, C .; J. Simpson; O. Thiele; W. Barnes; A. T. C. Chang; E. Stocker; R.F. Adler; A. Hou; R. Kakar; F. Wentz; et al. (Prosinec 2000). „Stav mise na měření tropických srážek (TRMM) po dvou letech na oběžné dráze“. Journal of Applied Meteorology. 39 (12): 1965–1982. Bibcode:2000JApMe..39,1965 tis. CiteSeerX  10.1.1.332.5342. doi:10.1175 / 1520-0450 (2001) 040 <1965: TSOTTR> 2.0.CO; 2.
  5. ^ „Univerzita mise na měření tropických srážek“. NASA. Citováno 5. července 2015. Tento článek včlení text z tohoto zdroje, který je v veřejná doména.
  6. ^ „Displej: TRMM 1997-097A“. NASA. 14. května 2020. Citováno 5. listopadu 2020. Tento článek včlení text z tohoto zdroje, který je v veřejná doména.
  7. ^ A b C „Mise dešťových srážek TRMM končí po 17 letech“. NASA. 9. dubna 2015. Citováno 21. prosince 2017. Tento článek včlení text z tohoto zdroje, který je v veřejná doména.
  8. ^ A b Clark, Stephen (9. dubna 2015). „Satelitní výzkum deště končí vědeckou misi, směřuje k opětovnému vstupu“. Citováno 21. prosince 2017.
  9. ^ „Satelitní výzkum dešťových srážek začíná sestupovat z oběžné dráhy“ Vesmírný let teď Citováno dne 17. září 2014
  10. ^ „Srážková kosmická loď znovu vstupuje do tropů“. 4. června 2015.
  11. ^ „Mraky a systém záření Země (CERES)“. NASA. Citováno 9. září 2014. Tento článek včlení text z tohoto zdroje, který je v veřejná doména.

externí odkazy