Активная пассивная влажность почвы - Soil Moisture Active Passive

Активная пассивная влажность почвы
Иллюстрация Soil Moisture Active Passive (15-180, обрезано) .jpg
Художник, изображающий космический корабль Soil Moisture Active Passive.
Тип миссииНаблюдение Земли
ОператорНАСА
COSPAR ID2015-003A
SATCAT нет.40376
Интернет сайтшлепок.jpl.nasa.gov
Продолжительность миссии3 года (номинально) [1]
Прошло: 5 лет, 9 месяцев, 28 дней
Свойства космического корабля
ПроизводительЛаборатория реактивного движения
Стартовая масса944 кг
Масса полезной нагрузки79 кг
Размеры1,5 х 0,9 х 0,9 м
Мощность1450 Вт
Начало миссии
Дата запуска31 января 2015, 14:22 (2015-01-31UTC14: 22) универсальное глобальное время [2]
РакетаДельта II 7320-10C [3]
Запустить сайтВанденберг, SLC-2W
ПодрядчикUnited Launch Alliance
Поступил в сервисАвгуст 2015 г.
Параметры орбиты
Справочная системаГеоцентрический
РежимСолнечно-синхронный
Высота перигея680.9 км
Высота апогея683,5 км
Наклон98.12°
Период98,5 минут
Эпоха15 Октября 2019, 23:39:39 UTC[4]
 
Анимация SMAPс траектория вокруг земной шар с 31 января по 19 августа 2015 года:
  SMAP ·   земной шар

Активная пассивная влажность почвы (SMAP) это НАСА мониторинг окружающей среды Спутник запущен 31 января 2015 года.[2] Это был один из первых Спутники наблюдения Земли разработан НАСА в ответ на Национальный исследовательский совет Десятилетний обзор.[5][6]

Инвестиции НАСА составляют 916 миллионов долларов США (проектирование, разработка, запуск и эксплуатация).[7]

Обзор миссии

SMAP обеспечивает измерения поверхности земли влажность почвы и состояние замораживания-оттаивания с почти глобальным охватом пересмотра через 2-3 дня. Измерения поверхности с помощью SMAP сочетаются с гидрологическими моделями для определения состояния влажности почвы в корневой зоне. Эти измерения позволяют пользователям научных приложений:

  1. Понять процессы, которые связывают земную воду, энергию и углеродные циклы.
  2. Оценить глобальные потоки воды и энергии на поверхности суши.
  3. Определите чистый поток углерода в бореальных ландшафтах.
  4. Повышение навыков прогнозирования погоды и климата.
  5. Разработать улучшенные возможности прогнозирования наводнений и мониторинга засухи.

Наблюдения SMAP производятся в течение как минимум трех лет после запуска, и 81 кг топлива, которое он несет, позволит миссии работать намного дольше расчетного срока службы. Внедрены комплексная проверка, наука и прикладная программа, и все данные общедоступны в архивных центрах НАСА.

Концепция измерения

Обсерватория SMAP включает специальный космический аппарат и набор инструментов на околополярной солнечно-синхронной орбите. Система измерения SMAP состоит из радиометр (пассивный) инструмент и радар с синтезированной апертурой (активный) прибор, работающий с несколькими поляризациями в L-диапазон классифицировать. Комбинированный подход к активным и пассивным измерениям использует пространственное разрешение радара и точность измерения радиометра.[8]

Активные и пассивные датчики обеспечивают совпадающие измерения поверхностного излучения и обратного рассеяния. Инструменты измеряют условия в верхних 5 см почвы через умеренный растительный покров, чтобы получить глобально нанесенные на карту оценки влажности почвы и ее замерзания-оттаивания.

Космический корабль совершает оборот вокруг Земли каждые 98,5 минут и повторяет один и тот же путь по земле каждые восемь дней.[7]

Научная полезная нагрузка

Спутник оснащен двумя научными инструментами: радаром и радиометром, которые имеют общий источник и развертываемую 6-метровую отражательную антенную систему, построенную Northrop Grumman,[9] который вращается вокруг надир ось, делающая конические развертки поверхности. Широкий валок обеспечивает почти глобальный пересмотр каждые 2-3 дня.

Характеристики системы SMAP

ХарактеристикаРадарРадиометр
Частота1,2 ГГц1,41 ГГц
ПоляризацииVV, HH, HVV, ЧАС, U
Разрешение1-3 км[а]40 км
Диаметр антенны6 мес.
Скорость вращения14,6 об / мин
Угол падения40°
Ширина захвата1000 км
ОрбитаПриполярный, солнечно-синхронный
Местное время des. узел06:00 
Местное время по возрастанию узел06:00 
Высота685 км

Вспомогательные полезные нагрузки

Образовательный запуск наноспутника X (ELaNa X), состоящего из трех орбитальных развертывателей Poly Picos satellite, содержащих четыре CubeSat (три миссии CubeSat), установленных на второй ступени ракеты-носителя Delta II:[7]

  • ExoCube, спутник космической погоды, разработанный Калифорнийским политехническим университетом и спонсируемый Национальным научным фондом. Кэл Поли разработал шину ядра-спутника, а научную нагрузку поставляет Центр космических полетов имени Годдарда НАСА. Университет Висконсина в Мэдисоне и Scientific Solutions, Inc. (SSI) разрабатывают научные задачи и предоставляют рекомендации по разработке приборов. ExoCube измеряет плотность водорода, кислорода, гелия и азота в верхних слоях атмосферы Земли (экзосфере и термосфере) с помощью прямых измерений масс-спектроскопии. Размер ExoCube составляет три блока CubeSat, или 30 x 10 x 10 см.[7]
  • GRIFEXЭксперимент по летным характеристикам Geo-cape Roic, разработанный Мичиганской исследовательской лабораторией Мичиганского университета в партнерстве с Отделом технологий наук о Земле НАСА и Лабораторией реактивного движения НАСА. Это миссия по проверке технологии, которая выполняет техническую оценку разработанной JPL полностью цифровой высокопроизводительной матрицы фокальной плоскости, состоящей из инновационной попиксельной аналого-цифровой интегральной схемы считывания. Его высокая пропускная способность позволяет предлагаемой концепции спутниковой миссии по геостационарным прибрежным явлениям и загрязнению воздуха (GEO-CAPE) проводить ежечасные измерения с высоким пространственным и спектральным разрешением быстро изменяющегося химического состава атмосферы и загрязнения с помощью разрабатываемого прибора панхроматического спектрометра с преобразованием Фурье (PanFTS). GRIFEX продвигает технологии, необходимые для будущих космических измерений состава атмосферы с геостационарной орбиты, имеющих отношение к изменению климата, а также для будущих миссий, требующих усовершенствованных детекторов в поддержку Десятилетнего обзора наук о Земле. Размер GRIFEX - три блока CubeSat, или 30 x 10 x 10 см.[7]
  • FIREBIRD-II (A и B), разработанный Университетом Нью-Гэмпшира, Государственным университетом Монтаны, Национальной лабораторией Лос-Аламоса и Aerospace Corporation. FIREBIRD-II - это космический метеорологический проект с двумя спутниками CubeSat, целью которого является определение пространственного масштаба, размера и энергетической зависимости электронных микровсплесков в радиационных поясах Ван Аллена. Микровсплески релятивистских электронов выглядят как короткие периоды интенсивного высыпания электронов, измеряемые детекторами частиц на маловысотных космических аппаратах, когда их орбиты пересекают силовые линии магнитного поля, проходящие через внешний радиационный пояс. FIREBIRD-II обеспечивает измерения двухточечных радиационных поясов, которые дают представление о процессах ускорения и потерь электронов во внешнем радиационном поясе Ван Аллена. Каждый из спутников FIREBIRD CubeSat имеет размер 1,5 единицы CubeSat или 15 x 10 x 10 см.[7]

Проекты CubeSat запускаются минимум через 2896 секунд после отделения обсерватории Soil Moisture Active Passive на орбиту 440 x 670 км и наклонением 99,12 °.[7]

Описание программы

SMAP - это управляемая миссия Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства. Проект SMAP управляется для НАСА Лаборатория реактивного движения, с участием Центр космических полетов Годдарда. SMAP основывается на наследии и деятельности по снижению риска отмененной НАСА миссии ESSP Hydros.[10]

Наука и приложения

Наблюдения SMAP используются для характеристики гидрологических и экосистемных процессов, включая обмен воды, энергии и углерода между сушей и атмосферой. Среди пользователей данных SMAP - гидрологи, синоптики, климатологи и менеджеры по сельскому хозяйству и водным ресурсам.[11] Дополнительные пользователи включают менеджеров по пожарной безопасности и наводнениям, менеджеров по контролю и профилактике заболеваний, специалистов по планированию действий в чрезвычайных ситуациях и лиц, определяющих политику.[11] Информация о влажности почвы и замерзании-оттаивании с помощью SMAP напрямую приносит пользу нескольким социальным областям применения, включая:

Прогноз погоды и климата

Инициализация численный прогноз погоды модели и сезонные климатические модели с точной информацией о влажности почвы увеличивают время выполнения прогнозов и повышают навыки прогнозирования.

Засуха

Информация о влажности почвы SMAP улучшает мониторинг и прогнозирование засуха условий, открывающих новые возможности для смягчения последствий засухи.

Наводнения и оползни

Системы гидрологического прогноза, откалиброванные и инициализированные с помощью полей влажности почвы с высоким разрешением, позволяют улучшить наводнение прогнозы и предоставить важную информацию о потенциале оползни.

Продуктивность сельского хозяйства

Наблюдения за влажностью почвы с помощью SMAP приводят к улучшению урожай прогнозировать и расширять возможности систем поддержки принятия решений о водном стрессе сельскохозяйственных культур для продуктивность сельского хозяйства.[11]

Человеческое здоровье

Улучшение сезонных прогнозов влажности почвы приносит прямую пользу голод системы раннего предупреждения. Выгоды также реализуются благодаря улучшенным прогнозам перегрев и вирус нормы распространения и улучшенные подготовка к катастрофе и ответ.

Положение дел

В августе 2015 года ученые завершили свою первоначальную калибровку двух приборов на борту, однако радар SMAP прекратил передачу 7 июля из-за аномалии, которая была исследована командой JPL.[12] Команда определила аномалию в источнике питания мощного усилителя радара.[13][14] 2 сентября 2015 года НАСА объявило, что отказ усилителя означает, что радар больше не может возвращать данные. Научная миссия продолжается, и данные возвращаются только прибором радиометра.[15] Основная миссия SMAP завершилась в июне 2018 года. В ходе старшего обзора наук о Земле 2017 года была одобрена миссия SMAP для продолжения работы до 2020 года, а предварительно до 2023 года.[16]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Более 70% валка

Рекомендации

  1. ^ https://www.jpl.nasa.gov/images/earth/smap/brochure/SMAP_Mission_Brochure_final.pdf
  2. ^ а б "НАСА SMAP" Я иду !!!!"". НАСА / Лаборатория реактивного движения. 31 января 2015 г.. Получено 31 января 2015.
  3. ^ Рэй, Джастин (16 июля 2012 г.). «НАСА дает ракете Delta 2 новую жизнь». Космический полет сейчас. Получено 17 июля 2012.
  4. ^ «СМАП - Орбита». Небеса-выше. 15 октября 2019 г.. Получено 16 октября 2019.
  5. ^ О'Нил, Пегги; и другие. (2010). Миссия NASA по активному пассивному контролю влажности почвы (SMAP): обзор. 30-й международный симпозиум IEEE по геонаукам и дистанционному зондированию. 25-30 июля 2010 г. Гонолулу, Гавайи. НАСА. HDL:2060/20110015242.
  6. ^ «Десятилетний обзор». НАСА. Архивировано из оригинал 25 августа 2009 г.
  7. ^ а б c d е ж грамм «Активный пассивный запуск влажности почвы» (PDF). Январь 2015. Получено 20 февраля 2020. Эта статья включает текст из этого источника, который находится в всеобщее достояние.
  8. ^ «Инструмент». Активная пассивная влажность почвы. НАСА / Лаборатория реактивного движения. Получено 19 апреля 2015.
  9. ^ https://www.jpl.nasa.gov/images/earth/smap/brochure/SMAP_Mission_Brochure_final.pdf
  10. ^ Белэр, Стефан; и другие. Научный план и возможный вклад Канады в миссию по активному и пассивному увлажнению почвы (SMAP) (PDF). Международный семинар по микроволновому дистанционному зондированию для гидрологии суши: исследования и применения. 20-22 октября 2008 г. Окснард, Калифорния. Канадское космическое агентство. Архивировано из оригинал (PDF) 13 апреля 2009 г. Когда в 2007 году SMAP возник из пепла HYDROS, CSA обсудила с НАСА возможность возобновления сотрудничества. CSA в сотрудничестве с другими правительственными ведомствами Канады в настоящее время разрабатывает планы относительно возможного научного и технического вклада в новую миссию. Научная деятельность будет включать как государственных, так и академических партнеров.
  11. ^ а б c Буис, Алан (15 октября 2014 г.). «Картограф почвенной влаги НАСА прибыл на стартовую площадку». НАСА / Лаборатория реактивного движения. Получено 24 октября 2014.
  12. ^ Буис, Алан (5 августа 2015 г.). «НАСА SMAP выпускает первые калиброванные данные». НАСА / Лаборатория реактивного движения. Получено 10 августа 2015.
  13. ^ Буис, Алан (5 августа 2015 г.). «Группа SMAP исследует аномалию радиолокационных приборов». НАСА / Лаборатория реактивного движения. Получено 11 августа 2015.
  14. ^ Кларк, Стивен (10 августа 2015 г.). «НАСА устраняет неполадки в работе радара на новом спутнике SMAP». Космический полет сейчас. Получено 11 августа 2015.
  15. ^ Коул, Стив и Бьюис, Алан (2 сентября 2015 г.). «Завершение работы радара НАСА для определения влажности почвы, выполнение научных исследований продолжается». НАСА. Получено 2 сентября 2015.
  16. ^ https://www.nasa.gov/sites/default/files/atoms/files/fy2021_congressional_justification.pdf

внешняя ссылка