OSTM / Jason-2 - OSTM/Jason-2
 Kunstnerens fortolkning af OSTM / Jason-2-satellitten
| |
| Navne | Jason-2 Ocean Surface Topography Mission OSTM |
|---|---|
| Missionstype | Oceanografimission |
| Operatør | NASA , NOAA , CNES , EUMETSAT |
| KOSPAR-ID | 2008-032A |
| SATCAT nr. | 33105 |
| Internet side | Ocean Surface Topography from Space |
| Missionens varighed | 3 år (planlagt) 11 år, 3 måneder, 18 dage (opnået) |
| Rumfartøjsegenskaber | |
| Bus | Proteus |
| Fabrikant | Thales Alenia Space |
| Start masse | 510 kg (1.120 lb) |
| Strøm | 500 watt |
| Start af mission | |
| Frokost aftale | 20. juni 2008, 07:46:25 UTC |
| Raket |
Delta II 7320-10C (Delta D334) |
| Start websted | Vandenberg , SLC-2W |
| Entreprenør | United Launch Alliance |
| Afslutning af missionen | |
| Deaktiveret | 9. oktober 2019 |
| Orbitale parametre | |
| Reference system | Geocentrisk bane |
| Regime | Lav jordbane |
| Højde | 1.336 km (830 mi) |
| Hældning | 66,00 ° |
| Periode | 112,00 minutter |
OSTM / Jason-2 , eller havoverfladetopografi Mission / Jason-2 satellit, var en international jordobservation satellit højdemåler fælles mission til havet overflade højde målinger mellem NASA og CNES . Det var den tredje satellit i en serie startet i 1992 af NASA / CNES TOPEX / Poseidon-missionen og fortsatte af NASA / CNES Jason-1-missionen, der blev lanceret i 2001.
Historie
Ligesom sine to forgængere brugte OSTM / Jason-2 højpræcisions havhøjdemåling til at måle afstanden mellem satellitten og havoverfladen inden for få centimeter. Disse meget nøjagtige observationer af variationer i havoverfladens højde - også kendt som havets topografi - giver oplysninger om det globale havniveau , hastigheden og retningen af havstrømme og varme, der er lagret i havet.
Jason-2 blev bygget af Thales Alenia Space ved hjælp af en Proteus- platform under en kontrakt fra CNES samt det vigtigste Jason-2-instrument, Poseidon-3 højdemåler (efterfølger til Poseidon og Poseidon 2 højdemåler om bord TOPEX / Poseidon og Jason-1 ). Forskere betragter den 15-årige klimadataoptegnelse , som denne mission udvidede til at være kritisk for at forstå, hvordan havcirkulation er knyttet til globale klimaændringer .
OSTM / Jason-2 blev lanceret den 20. juni 2008 kl. 07:46 UTC fra Space Launch Complex 2W på Vandenberg Air Force Base i Californien af en Delta II 7320 raket. Rumfartøjet adskiltes fra raketten 55 minutter senere.
Det blev placeret i en 1.336 km (830 mi) cirkulær, ikke-sol-synkron bane med en hældning på 66,0 ° til Jordens ækvator , så den kunne overvåge 95% af Jordens isfrie hav hver 10. dag. Jason-1 blev flyttet til den modsatte side af Jorden fra Jason-2 og flyver nu over den samme region af havet, som Jason-2 fløj over fem dage tidligere. Jason-1's jordspor falder midtvejs mellem sporene fra Jason-2, som ligger ca. 315 km fra hinanden ved ækvator. Denne sammenflettede tandemmission leverede dobbelt så mange målinger af havets overflade, hvilket bragte mindre funktioner som havvirvler til syne. Tandem-missionen hjalp også med at bane vejen for en fremtidig havhøjdemålsmission, der ville indsamle meget mere detaljerede data med sit enkelt instrument end de to Jason-satellitter gjorde sammen.
Med OSTM / Jason-2 overgik havalarmetri overgangen fra forskning til operationel tilstand. Ansvaret for at indsamle disse målinger flyttede fra rumagenturerne til verdens vejr- og klimaprognosebureauer, der bruger dem til korttids-, sæson- og langtrækkende vejr- og klimaprognoser.
Videnskabelige mål
- Forlæng tidsserien af havoverfladetopografimålinger ud over TOPEX / Poseidon og Jason-1 for at udføre to årtier af observationer
- Giv mindst tre års global måling af havoverfladetopografi
- Bestem variationen i havcirkulation ved decadale tidsskalaer fra kombineret dataregistrering af TOPEX / Poseidon og Jason-1
- Forbedre målingen af den gennemsnitlige havcirkulation
- Forbedre målingen af global havniveauændring
- Forbedre tidevandsmodeller for åbent hav
Ocean højdemåling
"Spaceborne radarhøjdemålere har vist sig at være fremragende værktøjer til kortlægning af havoverfladetopografi, bakker og dale på havoverfladen. Disse instrumenter sender en mikrobølgepuls til havets overflade og tid, hvor lang tid det tager at vende tilbage. En mikrobølgeradiometer korrigerer enhver forsinkelse, der kan være forårsaget af vanddamp i atmosfæren . Andre korrektioner er også nødvendige for at tage højde for indflydelsen af elektroner i ionosfæren og atmosfærens tørre luftmasse. Kombination af disse data med den nøjagtige placering af rumfartøjet gør det muligt at bestemme havoverfladens højde inden for få centimeter (ca. en tomme). Styrken og formen på det returnerende signal giver også information om vindhastighed og højden af havbølger. Disse data bruges i havmodeller til beregning af hastighed og retning af havstrømme og mængden og placeringen af varme, der er lagret i havet, hvilket igen afslører globale klimavariationer ".
Atomisk ursynkronisering
En anden nyttelast ombord på Jason-2 er instrumentet T2L2 (Time Transfer by Laser Link). T2L2 bruges til at synkronisere atomure på jordstationer og til at kalibrere det indbyggede ur på Jason-2 DORIS-instrumentet. Den 6. november 2008 rapporterede CNES , at T2L2-instrumentet fungerede godt.
Fælles indsats
OSTM / Jason-2 var en fælles indsats fra fire organisationer. Missionens deltagere var:
- National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA)
- National Aeronautics and Space Administration ( NASA )
- Frankrigs Centre national d'études spatiales ( CNES )
- Den Europæiske Organisation for Udnyttelse af Meteorologiske Satellitter (EUMETSAT)
CNES leverede rumfartøjet, NASA og CNES leverede i fællesskab nyttelastinstrumenterne, og NASAs Launch Services-program ved Kennedy Space Center var ansvarlig for lanceringsstyring og nedtællingsoperationer. Efter at have afsluttet on-banebestyrelsen af rumfartøjet overleverede CNES drift og kontrol af rumfartøjet til NOAA i oktober 2008.
CNES behandlede, distribuerede og arkiverede dataprodukterne af forskningskvalitet, der blev tilgængelige i 2009. EUMETSAT behandlede og distribuerede operationelle data modtaget af sin jordstation til brugere i Europa og arkiverede disse data. NOAA behandlede og distribuerede operationelle data modtaget af sine jordstationer til ikke-europæiske brugere og arkiverede disse data sammen med CNES-dataprodukterne. NOAA og EUMETSAT genererede begge dataprodukter i realtid og distribuerede dem til brugerne.
NASA evaluerede ydeevnen for følgende instrumenter: det avancerede mikrobølgeradiometer (AMR), nyttelasten for det globale positioneringssystem og laserretroreflektorenheden (LRA). NASA og CNES validerede også videnskabelige dataprodukter sammen. NASAs Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Californien , styrede missionen for NASAs Science Mission Directorate i Washington, DC
Tidligere lignende missioner
De to tidligere højdemålsmissioner, TOPEX / Poseidon og Jason-1 , førte til store fremskridt inden for videnskaben om fysisk oceanografi og i klimastudier . Deres 15-årige dataregistrering af havoverfladetopografi gav den første mulighed for at observere og forstå den globale ændring af havets cirkulation og havniveau. Deres resultater forbedrede videnskabelig forståelse af havets rolle i klimaændringer og forbedrede vejr- og klimaprognoser. Data fra disse missioner blev brugt til at forbedre havmodeller, forudsige orkanintensitet og identificere og spore store ocean / atmosfære fænomener som El Niño og La Niña . Dataene blev også brugt i daglige applikationer, der var så forskellige som ruteskibe, forbedrede sikkerheden og effektiviteten af offshore-industridrift, styring af fiskeri og sporing af havpattedyr.
Nogle af de områder, hvor TOPEX / Poseidon og Jason-1 har ydet store bidrag, og som OSTM / Jason-2 fortsatte med at tilføje, er:
- Ocean variation
Missionerne afslørede den overraskende variation i havet, hvor meget det ændrer sig fra sæson til sæson, år til år, årti til årti og på endnu længere tidsskalaer. De sluttede den traditionelle forestilling om et kvasi-stabilt, stort mønster af global havcirkulation ved at bevise, at havet ændrer sig hurtigt på alle skalaer, fra enorme funktioner som El Nino og La Nina, som kan dække hele ækvatorialt Stillehavet, til små hvirvler, der hvirvler ud af den store Golfstrøm i Atlanterhavet .
- Ændring af havniveau
Målinger udført af TOPEX / Poseidon og Jason-1 viser, at havets gennemsnitlige havniveau er steget med ca. 3 mm (0,12 tommer) om året siden 1993. Dette er cirka det dobbelte af estimaterne fra tidevandsmålere for det foregående århundrede, hvilket indikerer en mulig nylig acceleration i stigningen i havets overflade. Dataregistreringen fra disse højdemålsmissioner har givet forskere vigtig indsigt i, hvordan det globale havniveau påvirkes af naturlig klimafariabilitet såvel som af menneskelige aktiviteter.
- Planetbølger
TOPEX / Poseidon og Jason-1 peget på betydningen af planetarisk målestok bølger , såsom Rossby og Kelvin bølger . Tusinder af kilometer brede, disse bølger drives af vind under indflydelse af jordens rotation og er vigtige mekanismer til transmission af klimasignaler over de store havbassiner. På høje breddegrader rejser de dobbelt så hurtigt som forskere troede tidligere og viste, at havet reagerer meget hurtigere på klimaforandringer, end man vidste før disse missioner.
- Tidevand
De nøjagtige målinger af TOPEX / Poseidons og Jason-1 har bragt viden om havvande til et hidtil uset niveau. Ændringen af vandstand på grund af tidevandsbevægelse i det dybe hav er kendt overalt på kloden inden for 2,5 centimeter (en tomme). Denne nye viden har revideret forestillinger om, hvordan tidevand forsvinder. I stedet for at miste al deres energi på lavt hav nær kysterne, som tidligere antaget, går omkring en tredjedel af tidevandsenergi faktisk tabt til det dybe hav . Der forbruges energien ved at blande vand med forskellige egenskaber , en grundlæggende mekanisme i fysikken, der styrer havets generelle cirkulation.
- Ocean modeller
TOPEX / Poseidon og Jason-1 observationer leverede de første globale data til forbedring af ydeevnen for de numeriske havmodeller, der er en nøglekomponent i klimaforudsigelsesmodeller.
Databrug og fordele
Validerede dataprodukter til støtte for forbedrede vejr-, klima- og havprognoser blev distribueret til offentligheden inden for få timer efter observation. Begyndende i 2009 blev andre dataprodukter til klimaforskning stillet til rådighed et par dage til et par uger efter observationer blev taget af satellitten. Altimetri-data har en bred vifte af anvendelser fra grundlæggende videnskabelig forskning i klima til skibsrute. Ansøgninger inkluderer:
- Klimaforskning : højdemeterdata er indarbejdet i computermodeller for at forstå og forudsige ændringer i fordelingen af varme i havet, et nøgleelement i klimaet.
- El Niño og La Niña prognoser: At forstå mønsteret og virkningerne af klimakredsløb som El Niño hjælper med at forudsige og afbøde de katastrofale virkninger af oversvømmelser og tørke.
- Prognose for tropisk cyklon : højdemålerdata og satellitvindvinddata er indarbejdet i atmosfæriske modeller til orkansæsonprognoser og individuel stormsværhedsgrad.
- Rutning af skibe : kort over strømme, hvirvler og vektorvind bruges til kommerciel skibsfart og fritidssejlads for at optimere ruter.
- Offshore industrier : kabellægningsskibe og offshore olieoperationer kræver nøjagtig viden om havets cirkulationsmønstre for at minimere påvirkninger fra stærke strømme.
- Havpattedyrsforskning: spermahvaler , pelsdyr og andre havpattedyr kan spores og undersøges derfor omkring havvirvler, hvor næringsstoffer og plankton er rigelige.
- Fiskeriforvaltning : satellitdata identificerer havvirvler, der medfører en stigning i organismer, der udgør det marine fødevareweb , og tiltrækker fisk og fiskere.
- Koralrevforskning : data, der registreres eksternt, bruges til at overvåge og vurdere koralrevøkosystemer , som er følsomme over for ændringer i havtemperaturen.
- Marine vragrester sporing: altimetri kan hjælpe lokalisere farlige materialer såsom flydende og delvist neddykket fiskenet , tømmer og skib vragrester.
Afslutning af missionen
OSTM / Jason-2-missionen afsluttes den 1. oktober 2019, efter at NASA og dets missionspartnere har truffet beslutningen om at nedlægge rumfartøjet efter at have opdaget en signifikant forringelse af rumfartøjets elsystemer. Nedlukningen af satellitten tog nogle dage; de endelige nedlukningsaktiviteter på satellitten sluttede 9. oktober 2019 med satellitten fuldstændig inaktiv. Fordi Jason-2 kredser i en højde på over 1.300 km, estimerer NASA, at den vil forblive i kredsløb i mindst 500 til 1.000 år efter nedlukning.
Fremtid
Det fjerde rumfartøj, der er en del af Ocean Surface Topography Mission, er Jason-3 . Ligesom sine forgængere er det primære instrument ombord Jason-3 et radarhøjdemåler . Yderligere instrumenter inkluderer:
- Et mikrobølgeradiometer
- DORIS (Doppler Orbitography and Radiopositioning Integrated by Satellite)
- En laserretrorefleksarray (LRA)
- En GPS-modtager ( Global Positioning System )
Jason-3 lancerede fra Vandenberg Air Force Base ombord på et SpaceX Falcon 9 v1.1- affyringsfartøj i 2016. Satellitten blev sendt til Vandenberg Air Force Base den 18. juni 2015 og efter forsinkelser på grund af en Falcon 9-startfejl i juni 2015, missionen blev lanceret 17. januar 2016 kl. 18:42:18 UTC.
De teknologier og datasæt, der er banebrydende for Jason-1, OSTM / Jason-2 og Jason-3, fortsættes gennem Sentinel-6 / Jason-CS-satellitterne, der er planlagt til lancering i 2020 og 2025.
Se også
Referencer
eksterne links
Medier relateret til Ocean Surface Topography Mission på Wikimedia Commons