Geostationær operationel miljøsatellit - Geostationary Operational Environmental Satellite

Geostationær driftsmiljøsatellit
	GOES-8 , en nedlagt vejrsatellit.
Fabrikant	Ford Aerospace; Hughes; Rumsystemer/Loral; Boeing; Lockheed Martin;
Oprindelsesland	Forenede Stater
Operatør	NASA; NOAA;
specifikationer
Bus	SMS; HS-371; LS-1300; A2100A;
Regime	Geostationær
Produktion
Status	I brug
Lanceret	18
Operationel	4
Pensioneret	13
mislykkedes	1
Maiden lancering	GOES-1
Sidste lancering	GOES-17
Relaterede rumfartøjer
Stammer fra	Synkron meteorologisk satellit

Lanceringen af GOES-N, der blev omdøbt til GOES-13 efter at have opnået kredsløb

Den geostationære Operational Environmental Satellite ( GOES ), der drives af USA National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) 's National Environmental Satellite, Data, og Information Service division, støtter vejrudsigter , kraftig storm tracking, og meteorologi forskning. Rumfartøjer og jordbaserede elementer i systemet arbejder sammen om at levere en kontinuerlig strøm af miljødata. Den nationale vejrtjeneste (NWS) og meteorologiske institut i Canada bruger GOES system til deres nordamerikanske vejr overvågning og prognoser operationer, og videnskabelige forskere bruger data til bedre at forstå jord, atmosfære, hav, og klimaets dynamik.

GOES-systemet anvender geosynkrone ækvatoriale satellitter , der siden lanceringen af SMS-1 i 1974 har været et grundlæggende element i amerikansk vejrovervågning og -prognoser.

Indkøb, design og fremstilling af GOES -satellitter er under opsyn af NASA .

NOAA er den officielle udbyder af både GOES terrestriske data og GOES rumvejrdata. Data kan også tilgås ved hjælp af SPEDAS -softwaren.

Historie

Den første GOES-satellit, GOES-1, blev opsendt i oktober 1975. Yderligere to fulgte med at sende næsten to minutter med et års mellemrum henholdsvis den 16. juni 1977 og 1978. Forud for GOES -satellitterne var der blevet lanceret to synkrone meteorologiske satellitter (SMS) -satellitter; SMS-1 i maj 1974 og SMS-2 i februar 1975. De SMS-afledte satellitter var spin-stabiliserede rumfartøjer, der leverede billeder gennem et synligt og infrarødt spin-radiometer , eller VISSR. De tre første GOES-satellitter brugte en Philco-Ford- bus udviklet til den tidligere generation af synkroniske meteorologiske satellitter (SMS).

Efter de tre SMS GOES -rumfartøjer blev der indkøbt fem satellitter fra Hughes , som blev den første generation af GOES -satellitter. Fire af disse nåede kredsløb, hvor GOES-G gik tabt ved en fejl ved lanceringen.

Første generations GOES -satellit

De næste fem GOES -satellitter blev konstrueret af Space Systems/Loral , under kontrakt med NASA. Billed- og lydinstrumenterne blev produceret af ITT Aerospace/Communication Division. GOES -8 og -9 var designet til at fungere i tre år, mens -10, -11 og -12 har forventet en levetid på fem år. GOES -11 og -12 blev lanceret med nok brændstof til ti års drift, i tilfælde af at de overlevede ud over deres forventede levetid.

En kontrakt om at udvikle fire tredje generations GOES-satellitter blev tildelt Hughes Corporation , med satellitterne planlagt til opsendelse på Delta III- raketter mellem 2002 og 2010. Efter en fusion med Hughes overtog Boeing udviklingskontrakterne, med lanceringer overført til Delta IV , efter Delta III's pensionering. Kontrakten om den fjerde satellit, GOES-Q, blev senere annulleret, og denne satellit vil kun blive afsluttet i tilfælde af, at en anden tredje generations satellit går tabt ved en fejl ved lanceringen eller mislykkes kort efter opsendelsen. Den første tredje generations satellit, GOES-13, blev opsendt i maj 2006, der oprindeligt fungerede som en omløbssikkerhedskopiering. I april 2010 blev GOES-12 imidlertid flyttet til Sydamerikas dækning, og GOES-13 blev flyttet til rollen GOES-East. Tredje generations satellitter har en forventet levetid på syv år, men vil bære overskydende brændstof, så de kan fungere længere, hvis det er muligt, som med de sidste to-sekunders generations satellitter.

Operationelle stillinger
Navn	Længde	Satellit
GOES-Øst	75 ° W.	GOES-16
GOES-Vest	137 ° V	GOES-17
GOES-Syd	60 ° W.	Ledig

Fjerde generations satellitter, GOES-R-serien, bygges af Lockheed Martin ved hjælp af A2100-satellitbussen . GOES-R-serien er et firesatellitprogram (GOES-R, -S, -T og -U), der vil udvide tilgængeligheden af det operationelle GOES-satellitsystem frem til 2036. Den første satellit i serien, den samme navn GOES- R, blev lanceret den 19. november 2016. Det blev omdøbt til GOES-16, da det nåede kredsløb. Den anden satellit i serien, den samme navn GOES-S, blev opsendt den 1. marts 2018. Den blev omdøbt til GOES-17, da den nåede kredsløb.

Satellitter

Operationelt tilgængelig

Fire GOES -satellitter er tilgængelige til operationel brug.

GOES-14 opbevares ved 105 ° W. Lanceringen af denne satellit, der blev betegnet GOES-O før kredsløb, blev forsinket flere gange. Det blev succesfuldt affyret den 27. juni 2009 fra Space Launch Complex 37, der piggybackede på en Delta IV -raket. Det gennemgik test efter lancering indtil december 2009 og blev derefter anbragt i omløbslager. Denne satellit er en del af GOES-N-serien. GOES-14 har været og vil blive aktiveret, hvis en anden GOES-satellit lider af et problem eller bliver taget ud af drift. Det blev midlertidigt betegnet GOES-East på grund af tekniske vanskeligheder med GOES-13 og flyttede mod GOES-East-placeringen. Efter at disse problemer var løst, blev GOES-14 returneret til opbevaring.

GOES-15 , der blev betegnet GOES-P før kredsløb, blev lanceret med succes den 4. marts 2010. Fra 2011 til 2018 indtog den GOES-West-positionen ved 135 ° W over Stillehavet. Det flyttede østpå til 128 ° W begyndende den 29. oktober 2018 for at give plads til GOES-17 , som overtog GOES-West-positionen den 10. december 2018. Det fungerer i øjeblikket parallelt med GOES-17 til brugerevalueringsformål, men det er planlagt at blive pensioneret engang efter 2019.

GOES-16 indtager GOES-East-positionen ved 75 ° W. Denne satellit, der blev betegnet GOES-R før kredsløb, blev opsendt af en Atlas V-raket fra Space Launch Complex 41 på Cape Canaveral Air Force Station i Florida den 19. november 2016 . Den blev testet efter lancering i begyndelsen af 2017, inden GOES-13 blev udskiftet som GOES-East.

GOES-17 indtager GOES-West-positionen ved 137,2 ° W. Satellitten, der blev betegnet som GOES-S før kredsløb, blev opsendt af en Atlas V-raket fra Space Launch Complex 41 den 1. marts 2018. Efter test efter lancering og fejlfinding af et problem i billeddannelsen, blev satellitten erklæret operationel i februar 2019.

Inaktiv eller genanvendt

Flere GOES-satellitter er stadig i kredsløb, men er enten inaktive eller er blevet omformuleret.

Selvom GOES-3 ophørte med at blive brugt til vejroperationer i 1989, tilbragte den over 20 år som en kritisk del af kommunikationen mellem USA og Amundsen – Scott Sydpolsstation, før de blev taget ud i 2016. Geostationære satellitter bruger brændstof til at holde sig stationære over ækvator, og kan derfor normalt ikke ses fra polerne. Når dette brændstof er opbrugt, øger forstyrrelser af solen og månen satellitens hældning, så dens grundspor begynder at beskrive et analemma (et tal-8 i nord-syd retning). Dette afslutter normalt satellitens primære mission. Når hældningen er høj nok, kan satellitten imidlertid begynde at stige over polarhorisonterne i ekstreme af figur-8, som det var tilfældet for GOES-3. En ni meter lang skål blev konstrueret på stationen, og kommunikation med satellitten kunne opnås i cirka fem timer om dagen. Datahastigheder var omkring 2.048 megabyte/sekund (tovejs) under optimale forhold.

GOES-8 , der blev betegnet GOES-I før kredsløb, var GOES-øst-satellitten, da den var i drift. Det er i en parkeringsbane og driver vestlig med en hastighed på cirka 4 ° dagligt. Det blev taget ud af drift den 1. april 2003 og deaktiveret den 5. maj 2004 efter fejl i dets fremdriftssystem.

GOES-10 , der blev betegnet GOES-K før kredsløb, blev nedlagt 2. december 2009 og blev boostet til en kirkegårdbane . Det havde ikke længere brændstof til nødvendige manøvrer for at holde det på stationen.

GOES-11 , der blev betegnet GOES-L før kredsløb, havde en delvis fiasko den 6. december 2011. Den blev taget ud af drift den 16. december 2011 og boostet ind i en gravbane.

GOES-12 , der blev betegnet GOES-M før kredsløb, blev taget ud af drift den 16. august 2013 og boostet ind i en kirkegårdbane.

GOES-13 , der blev betegnet GOES-N før kredsløb, blev taget ud af drift den 3. januar 2018 og boostet til lagringsbane. Den overføres til US Space Force og er placeret ved 61,5ºE under det nye navn EWS-G1.

Dækningskort over GOES-11 og GOES-12, når de er aktive (2007).
GOES-12 synligt lysbillede.
GOES-12 vanddampbillede.

Formål

GOES data relæ mønster.

GOES -rumfartøjet er designet til at operere i geostationær bane 35.790 kilometer (22.240 mi) over Jorden og ser kontinuerligt kontinentale USA , Stillehavet og Atlanterhavet, Mellemamerika , Sydamerika og det sydlige Canada. Det tre-aksede, kropsstabiliserede design gør det muligt for sensorerne at "stirre" på Jorden og dermed oftere billedskyer, overvåge Jordens overfladetemperatur og vanddampfelter og lytte atmosfæren for dens lodrette termiske og dampstrukturer. Udviklingen af atmosfæriske fænomener kan følges, hvilket sikrer realtidsdækning af meteorologiske begivenheder såsom alvorlige lokale storme og tropiske cykloner . Betydningen af denne evne blev bevist under orkanerne Hugo (1989) og Andrew (1992).

GOES -rumfartøjet forbedrer også operationelle tjenester og forbedrer support til atmosfærisk videnskabelig forskning, numeriske vejrforudsigelsesmodeller og design og udvikling af miljøsensorer.

Satellit-data sendes på L-båndet , og modtaget på NOAA Kommando og Data Acquisition jordstation på Wallops Island, Virginia , hvorfra den formidles til brugerne. Derudover kan enhver modtage data direkte fra satellitterne ved at bruge en lille skål og behandle dataene med speciel software.

GOES -satellitterne styres fra Satellite Operations Control Center i Suitland, Maryland. Under betydeligt vejr eller andre begivenheder kan de normale skemaer ændres for at give den dækning, NWS og andre agenturer anmoder om.

Rumvejr - marts 2012.

GOES-12 og derover har også leveret en platform til Solar X-Ray Imager (SXI) og rummiljøovervågning (SEM) instrumenter.

SXI leverer højkadensovervågning af store solstrukturer for at understøtte Space Environment Services Center's (SESC) mission. SXI-enheden på GOES-13 blev imidlertid beskadiget af en solblus i 2006. SESC modtager, overvåger og fortolker en bred vifte af solbaserede data som landets "rumvejr" -tjeneste. Det udsender også rapporter, advarsler og prognoser for særlige begivenheder som f.eks. Solblusser eller geomagnetiske storme. Disse oplysninger er vigtige for driften af militære og civile radiobølge- og satellitkommunikations- og navigationssystemer. Oplysningerne er også vigtige for elektriske elnetværk, missioner fra geofysiske opdagelsesrejsende, rumstationens astronauter, storflyvninger og videnskabelige forskere.

SEM måler solens virkning på det nærliggende jordbaserede elektromagnetiske miljø ved at levere data i realtid til SESC.

Nyttelast

Hovedopgaven for en GOES -satellit udføres af de primære nyttelastinstrumenter, som er Imager og Lydgiver. Imager er et flerkanalsinstrument, der registrerer infrarød strålingsenergi og synlig reflekteret solenergi fra jordens overflade og atmosfære. Lydgiveren giver data for lodrette atmosfæriske temperatur- og fugtprofiler, overflade- og sky -toptemperatur og ozonfordeling .

GOES tilbyder også dataindsamlingssystemet , en jordbaseret meteorologisk platform til indsamling og videresendelse af satellitdata . Andre instrumenter om bord på rumfartøjer er SEM sæt, som består af et magnetometer , en X-ray sensor, en højenergi proton og alfapartikler detektor, og en energisk partikler sensor.

Rumfartøjet i GOES-N-serien (GOES-13 til GOES-15) har også en solspidset ekstrem ultraviolet sensor.

Invertibelt GOES -logo designet til Space Systems/Loral af Scott Kim

Hertil kommer, at GOES satellitter bære en eftersøgning og redning repeater, der indsamler data fra Emergency Position-Angivelse radiofyr og Emergency Locator Transmitter beacons, som anvendes under eftersøgnings- og redningsaktioner af den amerikanske Air Force Rescue Coordination Centre .

GOES-R-serien

Den foreslåede instrumentpakke til GOES-R-serien omfattede oprindeligt følgende:

Avanceret Baseline Imager (ABI)
Hyperspektral miljøsuite (HES)
Space Environment In-Situ Suite (SEISS), der inkluderer to magnetosfæriske partikelsensorer (MPS-HI og MPS-LO), en energisk tung ionsensor og en sol- og galaktisk protonsensor
Solar Imaging Suite, som omfatter Solar Ultraviolet Imager (SUVI), Solar X-Ray Sensor (XRS) og Extreme Ultraviolet Sensor (EUVS)
Geostationary Lightning Mapper (GLM)
Magnetometer

I september 2006 blev HES annulleret.

Satellitbetegnelser

GOES -satellitter betegnes med bogstaver (A, B, C osv.), Før de bliver lanceret. Når først en GOES -satellit blev lanceret med succes, redesignes den med et nummer (1, 2, 3 osv.). Så GOES-A til GOES-F blev GOES-1 til GOES-6. Fordi GOES-G var en lanceringsfejl, modtog den aldrig et nummer. GOES-H til GOES-R blev GOES-7 til GOES-16 (springer GOES-Q over, som ikke blev bygget).

Når de er i drift, får de forskellige placeringer, der bruges af satellitterne, et navn, der svarer til de områder, de dækker. Disse er GOES-East og GOES-West, som ser henholdsvis den østlige og vestlige halvdel af USA. GOES-East er besat af GOES-16, mens GOES-West er besat af GOES-17. Betegnelsen -Øst/-Vest bruges oftere end satellitens nummerbetegnelse. GOES-IO (Det Indiske Ocean ), en ny betegnelse afsløret i begyndelsen af maj 2020, er i øjeblikket besat af GOES-13 (DOD-1).

Der var også en GOES-Syd-position, som er beregnet til at give dedikeret dækning af Sydamerika. Inden GOES-R-serien blev operationel, medmindre en satellit var dedikeret til dette kontinent, blev billeder af Sydamerika opdateret hver 3. time i stedet for hvert 30. minut. GOES-Syd-stationen blev normalt tildelt ældre satellitter, hvis nordamerikanske operationer er blevet overtaget af nye satellitter. F.eks. Blev GOES-10 flyttet fra GOES-West-positionen til GOES-South, efter at den blev udskiftet i -West-stationen med GOES-11. Da GOES-10 blev nedlagt 1. december 2009, blev GOES-South overtaget af GOES-12. Siden pensioneringen af GOES-12 den 16. august 2013 har GOES-Syd-stationen været ledig. GOES-16 har siden gjort behovet for en dedikeret GOES-Syd-satellit forældet; fra 2019 producerer satellitten fuld diskbilleder hvert 10. minut.

Udvikling af GOES-R-serien

I september 2006 reducerede NOAA det planlagte antal GOES-R-satellitter fra fire til to på grund af bekymringer over omkostninger. Den planlagte leveringsplan blev også bremset for at reducere omkostningerne. De forventede omkostninger ved serien er $ 7,69 milliarder, en stigning på $ 670 millioner fra det tidligere estimat på $ 7 milliarder.

Kontrakten om konstruktion af satellitterne og fremstilling af magnetometeret, SUVI og GLM blev tildelt Lockheed Martin. Denne pris blev udfordret ved at miste tilbudsgiver Boeing; dog blev protesten efterfølgende afvist.

ABI -instrumentet blev leveret af L3Harris (tidligere ITT Exelis ). SEISS blev leveret af Assurance Technology Corporation.

XRS og EUVS kombineres til Extreme Ultra Violet og X-Ray Irradiance Sensors (EXIS), som blev leveret af Laboratory for Atmospheric and Space Physics ved University of Colorado .

Kontrakten for grundsystemet , herunder databehandling, blev tildelt et team ledet af Weather Systems -divisionen i L3Harris , herunder underentrepriser til Boeing, Atmospheric and Environmental Research (AER), Honeywell , Carr Astronautics, Wyle Laboratories og Ares .

Status for GOES -satellitter

GOES -rumfartøjer er blevet fremstillet af Boeing (GOES -D gennem -H og GOES -N gennem -P) og Space Systems/Loral (GOES -A through -C og GOES -I through -M). GOES-I-serien (IM) og den nuværende GOES-N-serie (NP) er dokumenteret i henholdsvis "GOES I – M Databook" og "GOES-N Series Databook" . GOES-R-serien bygges af Lockheed Martin med den første og anden i serien, GOES-16 og -17, operationelle fra juni 2019.

Boeing ville kun have bygget og lanceret GOES-Q, hvis GOES-O eller GOES-P ikke havde været leveret i kredsløb i god stand.

Det første billede opnået fra GOES-1-satellitten, 25. oktober 1975, 1645 UTC.

GOES-1 , lanceret den 16. oktober 1975, nedlagt den 7. marts 1985
GOES-2 , lanceret den 16. juni 1977, nedlagt den 5. maj 2001, hvorefter en komat for Sydpolen, Peacesat
GOES-3 , lanceret den 16. juni 1978, nedlagt den 29. juni 2016, hvorefter en komat for Sydpolen, Peacesat
GOES-4 , lanceret den 9. september 1980, taget ud af drift den 9. oktober 1988
GOES-5 , lanceret den 22. maj 1981, nedlagt 18. juli 1990
GOES-6 , lanceret den 28. april 1983, nedlagt den 19. maj 1992
GOES-G , der blev lanceret den 3. maj 1986, lykkedes ikke at opnå kredsløb
GOES-7 , lanceret den 26. februar 1987, nedlagt 12. april 2012, hvorefter en comsat for Peacesat
GOES-8 , lanceret den 13. april 1994, nedlagt 5. maj 2004
GOES-9 , lanceret den 23. maj 1995, nedlagt 15. juni 2007
GOES-10 , lanceret den 25. april 1997, nedlagt den 2. december 2009
GOES-11 , lanceret den 3. maj 2000, nedlagt den 16. december 2011
GOES-12 , der blev lanceret den 23. juli 2001, blev taget ud af drift den 16. august 2013, hvorefter den dækkede Sydamerika
GOES-13 , lanceret den 24. maj 2006, nedlagt den 3. januar 2018, operationel igen for Det Indiske Ocean siden 8. september 2020 som EWS-G1
GOES-14 , lanceret den 27. juni 2009, i standby, placeret ved 105 ° W.
GOES-15 , lanceret den 4. marts 2010, i drift siden 14. december 2011, parallelt med GOES-17 siden 11. november 2018
GOES-16 , lanceret den 19. november 2016, i drift som GOES-East siden 18. december 2017
GOES-17 , lanceret den 1. marts 2018, i drift som GOES-West siden 12. februar 2019
GOES-T , planlagt til lancering den 16. februar 2022
GOES-U , planlagt til lancering i april 2024

Se også

Yderligere læsning

Lombardi, Michael A .; Hanson, D. Wayne (marts – april 2005). "GOES Time Code Service, 1974-2004: A Retrospective" . Journal of Research fra National Institute of Standards and Technology . 110 (2): 79–96. doi : 10.6028/jres.110.008 . PMC 4847573 . PMID 27308105 .

Referencer

Denne artikel inkorporerer materiale fra det offentlige domæne fra websteder eller dokumenter fra National Aeronautics and Space Administration .

Languages

In other projects