Миссия по измерению тропических осадков - Tropical Rainfall Measuring Mission

Миссия по измерению тропических осадков
TRMM SATELLITE.blurred.medium.jpg
Художественная концепция спутника TRMM
Тип миссииЭкологические исследования
ОператорНАСА
COSPAR ID1997-074A
SATCAT нет.25063
Продолжительность миссии3 года (планируется) [1]
17 лет, 4 месяца (прошло)
Свойства космического корабля
Стартовая масса3524 кг
Сухая масса2634 кг [2]
Мощность1100 Вт
Начало миссии
Дата запуска27 ноября 1997, 21:27 универсальное глобальное время
РакетаH-II
Запустить сайтТанегасима, LA-Y1
ПодрядчикMitsubishi Heavy Industries
Конец миссии
УтилизацияДеорбит
Деактивировано15 апреля 2015 г.
Дата распада6 июня 2015, 06:54 UTC [3]
Параметры орбиты
Справочная системаГеоцентрическая орбита [3]
РежимНизкая околоземная орбита
Высота перигея366 км (227 миль)
Высота апогея381 км (237 миль)
Наклон35.0°
Период92,0 мин.
Программа NASA Earth Probe
Измерение глобальных осадков (Галлонов в минуту) →
 

В Миссия по измерению тропических осадков (TRMM) был совместным космическая миссия между НАСА и Японское агентство аэрокосмических исследований JAXA предназначен для мониторинга и изучения тропический осадки. Этот термин относится как к самой миссии, так и к спутник что миссия использовала для сбора данных. TRMM был частью НАСА Миссия на планету Земля, долгосрочные скоординированные исследования по изучению земной шар как глобальная система. Спутник запущен 27 ноября 1997 г. Космический центр Танегасима в Танегасима, Япония. TRMM проработал 17 лет, включая несколько продлений миссии, прежде чем был выведен из эксплуатации 15 апреля 2015 года. TRMM повторно вошел в атмосферу Земли 16 июня 2015 года.

Фон

Тропические осадки - параметр, который сложно измерить из-за больших пространственных и временных вариаций. Однако понимание тропических осадков важно для прогнозирования погоды и климата, поскольку они содержат три четверти энергии, которая управляет циркуляцией атмосферного ветра.[4] До TRMM о распределении осадков по всему миру было известно только с 50% достоверностью.[5]

Концепция TRMM была впервые предложена в 1984 году. Первоначально предложенные научные цели заключались в следующем:[4]

  • Продвинуть понимание глобальных энергетических и водных циклов, предоставив распределение осадков и скрытого нагрева по глобальным тропикам.
  • Понимать механизмы, с помощью которых изменения тропических осадков влияют на глобальную циркуляцию, и улучшить способность моделировать эти процессы для прогнозирования глобальной циркуляции и изменчивости количества осадков в месячном и более долгосрочном периодах.
  • Обеспечить распределение дождя и скрытого нагрева для улучшения инициализации моделей, начиная от суточных прогнозов и заканчивая краткосрочными изменениями климата.
  • Помочь понять, диагностировать и спрогнозировать начало и развитие Эль-Ниньо, Эль-Ниньо – Южное колебание, а распространение 30-60-дневных колебаний в Тропики.
  • Чтобы помочь понять влияние дождя на океан термохалинные циркуляции и строение верхнего слоя океана.
  • Обеспечение перекрестной калибровки между TRMM и другими датчиками с ожидаемым сроком службы, превышающим срок службы самого TRMM.
  • Оценить суточную изменчивость тропических осадков во всем мире.
  • Оценить космическую систему измерения осадков.

Япония присоединилась к первоначальному исследованию миссии TRMM в 1986 году.[4] Создание спутника стало совместным проектом космических агентств Соединенные Штаты и Япония, Япония предоставила радар осадков (PR) и H-II ракета-носитель, а Соединенные Штаты предоставили спутниковую шину и оставшиеся инструменты.[1] Проект получил официальную поддержку от Конгресс США в 1991 году, после чего с 1993 по 1997 год было построено космическое судно. TRMM был запущен из космического центра Танегасима 27 ноября 1997 года.[4]

Космический корабль

Миссия по измерению тропических осадков (TRMM), один из космических аппаратов в серии исследовательских спутников НАСА Earth Probe, представляет собой узконаправленную программу с ограниченными целями, направленную на измерение ежемесячных и сезонных осадков над глобальными тропиками и субтропиками. TRMM - это совместный проект США и Японии по измерению осадков между 35,0 ° северной широты и 35,0 ° южной широты на высоте 350 км.[6]

Продление миссии и выход с орбиты

Чтобы продлить срок службы TRMM за пределами его основной миссии, НАСА увеличило высоту орбиты космического корабля до 402,5 км в 2001 году.[7]

В 2005 году директор НАСА Майкл Гриффин решил снова продлить миссию, используя топливо, изначально предназначенное для управляемого спуска. Это произошло после того, как обзор рисков НАСА в 2002 году поставил вероятность травмы или смерти человека, вызванных неконтролируемым повторным входом TRMM, в 1 из 5000, что примерно вдвое превышает риск несчастного случая, который считается приемлемым для повторного входа в спутники НАСА; и последующая рекомендация от Национальный исследовательский совет Панель о том, что миссия будет продлена, несмотря на риск неконтролируемого проникновения.[8]

Проблемы с аккумулятором начали ограничивать космический корабль в 2014 году, и операционная группа миссии должна была принять решение о том, как нормировать мощность. В марте 2014 года приборы ВИРС были отключены для продления срока службы батареи.[7]

В июле 2014 года, когда топливо на TRMM истощилось, НАСА решило прекратить маневры по удержанию станции и позволить орбите космического корабля медленно затухать, продолжая при этом сбор данных. Оставшееся топливо, изначально зарезервированное для предотвращения столкновений с другими спутниками или космическим мусором, было израсходовано в начале марта 2015 года.[7] Изначально возвращение в атмосферу ожидалось в период с мая 2016 года по ноябрь 2017 года, но произошло раньше из-за повышенной солнечной активности.[9] Основной датчик зонда, радар осадков, был в последний раз отключен 1 апреля 2015 года, а последний научный датчик, LIS, был отключен 15 апреля 2015 года.[8] Повторный вход произошел 16 июня 2015 года в 06:54 UTC.[10]

Инструменты на борту TRMM

Радар осадков

Радар осадков (PR) был первым бортовым прибором, предназначенным для создания трехмерных карт структуры шторма. Измерения дали информацию об интенсивности и распределении дождя, типе дождя, глубине шторма и высоте, на которой снег тает в дождь. Оценки тепла, выделяемого в атмосферу на разных высотах на основе этих измерений, могут быть использованы для улучшения моделей глобальной атмосферной циркуляции. PR работал на частоте 13,8 ГГц и измерял трехмерное распределение осадков по суше и поверхности океана. Он определял глубину восприятия слоя и, следовательно, измерял количество осадков, которое фактически достигало скрытого тепла атмосферы. Он имел разрешение 4,3 км при радиусе обзора 220 км.

СВЧ тепловизор TRMM

TRMM Microwave Imager (TMI) был пассивным микроволновая печь датчик, предназначенный для получения количественной информации о количестве осадков в широком диапазоне под спутником TRMM. Тщательно измеряя небольшое количество микроволновой энергии, излучаемой земной шар и его атмосфера, TMI смогла количественно оценить водяной пар, то облако воды, и интенсивность осадков в атмосфера. Это был относительно небольшой инструмент, потреблявший мало энергии. Это, в сочетании с широкой полосой обзора и количественной информацией об осадках, сделало TMI «рабочей лошадкой» пакета измерения дождя в миссии по измерению тропических осадков. TMI - не новый инструмент. Он основан на конструкции очень успешного специального датчика микроволновой печи / тепловизора (SSM / I), который постоянно Оборонные метеорологические спутники с 1987 года. TMI измеряет интенсивность излучения на пяти отдельных частотах: 10,7, 19,4, 21,3, 37,0, 85,5 ГГц. Эти частоты аналогичны частотам SSM / I, за исключением того, что TMI имеет дополнительный канал 10,7 ГГц, предназначенный для обеспечения более линейного отклика при высокой интенсивности дождя, характерной для тропических дождей. Другое главное улучшение, которое ожидается от TMI, связано с улучшенным разрешением земли. Это улучшение, однако, не является результатом каких-либо усовершенствований приборов, а является функцией меньшей высоты TRMM 402 км по сравнению с 860 км SSM / I). TMI имеет полосу шириной 878 км на поверхности. Более высокое разрешение TMI на TRMM, а также дополнительная частота 10,7 ГГц делают TMI лучше, чем его предшественники. Дополнительная информация, предоставляемая радаром осадков, еще больше помогает улучшить алгоритмы. Усовершенствованные продукты для осадков в широком диапазоне будут служить как для TRMM, так и для продолжающихся измерений, проводимых SSM / I и радиометрами, летающими на EOS-PM НАСА (Аква (спутник) ) и японцы ADEOS II спутники.

Видимый и инфракрасный сканер

Сканер видимого и инфракрасного диапазона (VIRS) был одним из трех инструментов в пакете измерения дождя и служит очень косвенным индикатором количества осадков. ВИРС, как следует из названия, почувствовал радиация приходящий с Земли в пяти спектральных областях, начиная от видимый к инфракрасный, или от 0,63 до 12 мм. ВИРС был включен в основной пакет инструментов по двум причинам. Во-первых, его способность определять количество осадков. Вторая и даже более важная причина заключалась в том, чтобы служить эталоном для других измерений, которые обычно выполняются с использованием Полярные оперативные спутники окружающей среды (POES) и Геостационарный оперативный спутник окружающей среды (Идет) спутники. Интенсивность излучения в различных спектральных областях (или диапазонах) может использоваться для определения яркости (видимой и ближней инфракрасной области спектра) или температуры (инфракрасной области спектра) источника.

Облака и датчик лучистой энергии Земли

Основная статья: Облака и система лучистой энергии Земли

Облака и система лучистой энергии Земли (CERES) измерил энергию в верхней части атмосфера, а также оценивает уровни энергии в атмосфере и на поверхности Земли. Инструмент CERES был основан на успешном Эксперимент по радиационному бюджету Земли (ERBS), которая использовала три спутника для измерения глобального баланса энергии с 1984 по 1993 год.[11] Используя информацию от приборов для получения изображений облаков с очень высоким разрешением на том же космическом корабле, CERES определяет свойства облаков, включая количество облаков, высота, толщину и размер частиц облака. Эти измерения важны для понимания общей климатической системы Земли и улучшения моделей прогнозирования климата.

Он работал только в период с января по август 1998 г. и в марте 2000 г., поэтому имеющиеся данные довольно краткие (хотя позже приборы CERES использовались в других миссиях, таких как Система наблюдения Земли (EOS) ЯВЛЯЮСЬ (Терра) и ВЕЧЕРА (Aqua) спутники.)

Датчик изображения молнии

Датчик изображения молнии (LIS) был небольшим, очень сложным прибором, который обнаруживает и определяет местонахождение молния над тропическим регионом земного шара. Детектор молний представлял собой компактную комбинацию оптических и электронных элементов, включая визуализатор, способный обнаруживать и обнаруживать молнии в отдельных штормах. Поле зрения тепловизора позволяло датчику наблюдать точку на Земле или облако в течение 80 секунд - времени, достаточного для оценки частоты вспышек, которая сообщала исследователям, усиливается ли шторм или затухает.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б «История ТРММ» JAXA Проверено 5 июля 2015 г.
  2. ^ "Обзор спутника" JAXA Проверено 5 июля 2015 г.
  3. ^ а б «Траектория: ТРММ 1997-074А». НАСА. 14 мая 2020. Получено 4 ноября 2020. Эта статья включает текст из этого источника, который находится в всеобщее достояние.
  4. ^ а б c d Kummerow, C .; Дж. Симпсон; О. Тиле; У. Барнс; А. Т. К. Чанг; Э. Стокер; Р. Ф. Адлер; А. Хоу; Р. Какар; Ф. Венц; и другие. (Декабрь 2000 г.). «Статус миссии по измерению тропических осадков (TRMM) после двух лет на орбите». Журнал прикладной метеорологии. 39 (12): 1965–1982. Bibcode:2000JApMe..39.1965K. CiteSeerX  10.1.1.332.5342. Дои:10.1175 / 1520-0450 (2001) 040 <1965: TSOTTR> 2.0.CO; 2.
  5. ^ "Университет миссии по измерению тропических осадков". НАСА. Получено 5 июля 2015. Эта статья включает текст из этого источника, который находится в всеобщее достояние.
  6. ^ «Дисплей: TRMM 1997-097A». НАСА. 14 мая 2020. Получено 5 ноября 2020. Эта статья включает текст из этого источника, который находится в всеобщее достояние.
  7. ^ а б c «Миссия TRMM Rainfall подходит к концу через 17 лет». НАСА. 9 апреля 2015 г.. Получено 21 декабря 2017. Эта статья включает текст из этого источника, который находится в всеобщее достояние.
  8. ^ а б Кларк, Стивен (9 апреля 2015 г.). «Исследовательский спутник Rain завершает научную миссию, возвращается в атмосферу». Получено 21 декабря 2017.
  9. ^ "Спутник для исследования осадков начинает спуск с орбиты" Космический полет сейчас Проверено 17 сентября 2014 г.
  10. ^ «Космический корабль дождя снова входит в тропики». 4 июня 2015.
  11. ^ «Облака и система лучистой энергии Земли (CERES)». НАСА. Получено 9 сентября 2014. Эта статья включает текст из этого источника, который находится в всеобщее достояние.

внешняя ссылка