Společný polární satelitní systém - Joint Polar Satellite System

Umělecká ilustrace satelitu NOAA-20.

Joint Polar Satellite System ( JPSS ) je nejnovější generace amerických polární oběžné dráze, non-geosynchronous, environmentálních satelitů. JPSS poskytne globální environmentální data použitá v numerických předpovědních modelech počasí pro předpovědi a vědecká data použitá pro monitorování klimatu. JPSS bude pomáhat při plnění poslání amerického Národního úřadu pro oceán a atmosféru (NOAA) , agentury ministerstva obchodu . Data a snímky získané z JPSS zvýší včasnost a přesnost veřejných varování a předpovědí o klimatických a povětrnostních událostech, čímž sníží potenciální ztráty na lidských životech a majetku a posílí národní ekonomiku. JPSS je vyvíjen Národním úřadem pro letectví a vesmír (NASA) pro Národní úřad pro oceán a atmosféru (NOAA), který je odpovědný za provoz JPSS. Pro souhvězdí satelitů JPSS je plánováno tři až pět satelitů. Na satelity JPSS bude létat a vědecké údaje z JPSS budou zpracovávány systémem JPSS - Common Ground System (JPSS-CGS).

Prvním satelitem v JPSS je satelit Suomi NPP , který byl vypuštěn 28. října 2011. Poté následoval JPSS-1, který byl vypuštěn 18. listopadu 2017, o tři roky později, než když byl uveden při zadání zakázky v roce 2010 21. listopadu 2017, po dosažení konečné oběžné dráhy, byla JPSS-1 přejmenována na NOAA-20 . Mezi lety 2022 a 2031 budou vypuštěny další tři satelity JPSS.

Součástí JPSS je také experiment s převodem kalibrace TSI, který byl zahájen v kosmickém zkušebním programu amerického letectva Satellite-3 (STPSat-3) dne 19. listopadu 2013.

Dějiny

Spojené státy mají dva hlavní polární oběžné družicové programy, které začaly v 60. letech. Série NOAA POES (Polar Orbiting Operational Environmental Satellite) a USAF DMSP (Defense Metrological Satellite Program). JPSS byl vytvořen Bílým domem v únoru 2010 v návaznosti na restrukturalizační rozpuštění programu NPOESS (National Polar-orbiting Environmental Satellite System) . Původní koncepce družicové oběžné dráhy z programu NPOESS byla rozdělena mezi dvě sponzorské agentury: NOAA dostala odpovědnost za odpolední oběžnou dráhu, zatímco měření životního prostředí z ranní oběžné dráhy měla být získána z obranného meteorologického satelitního systému (DWSS). DWSS byl zrušen v dubnu 2012. Armáda se bude i nadále spoléhat na souhvězdí satelitů pro obranný meteorologický satelitní program (DMSP), dokud nebudou funkční družice pro následný meteorologický systém .

Byl přidělen nezávislý kontrolní tým (IRT), který poskytoval nezávislé hodnocení celkového satelitního podniku NOAA, včetně JPSS. Jeho nálezy byly zveřejněny v roce 2012.

Účel

Datové snímky získané ze společného polárního satelitního systému zvýší včasnost a přesnost veřejných varování, jako jsou předpovědi klimatu, počasí a přírodních rizik, a sníží tak potenciální ztráty na lidských životech, majetku a pokrok v národní ekonomice.

JPSS nahradí současné operační družice pro životní prostředí na oběžné dráze (POES) , které spravuje NOAA, a součást pozemního zpracování jak POES, tak obranného meteorologického satelitního programu (DMSP) . Provozní požadavky na životní prostředí z polární oběžné dráhy splňuje také NPOESS Preparatory Project (NPP) (nyní nazývaný Suomi National Polar-orbiting Partnership nebo Suomi NPP nebo S-NPP), který byl zahájen 28. října 2011.

Vláda USA zpřístupní data ze systému JPSS domácím i mezinárodním uživatelům volně na podporu závazků USA vůči Globálnímu systému pozorování Země (GEOSS) .

Ball Aerospace provádí integraci a testování výkonu

Nástroje

Družice JPSS budou nést sadu senzorů určených ke shromažďování meteorologických, oceánografických, klimatologických a solárně-geofyzikálních pozorování pozemské země, oceánů, atmosféry a prostoru blízkého Zemi.

Senzory / nástroje JPSS:

Sada viditelných infračervených zobrazovacích radiometrů (VIIRS)
provádí globální viditelná a infračervená pozorování parametrů pevniny, oceánu a atmosféry při vysokém časovém rozlišení. Vyvinutý z přístroje MODIS letěl na satelitech systému pozorování Země Aqua a Terra , má výrazně lepší výkon než radiometr AVHRR dříve letěl na satelitech NOAA.
Křížový infračervený sirén (CrIS)
produkuje trojrozměrné teplotní, tlakové a vlhkostní profily s vysokým rozlišením. Tyto profily budou použity k vylepšení modelů předpovědi počasí a usnadní krátkodobé i dlouhodobé předpovědi počasí. V delších časových lhůtách pomohou lépe porozumět klimatickým jevům, jako jsou El Niño a La Niña . Jedná se o zcela nový nástroj s průlomovým výkonem. CrIS představuje významné vylepšení oproti staršímu infračervenému sirénu NOAA - vysokofrekvenčnímu infračervenému záření (HIRS) a má být protějškem infračerveného atmosférického znějícího interferometru (IASI).
Mikrovlnná siréna s pokročilou technologií (ATMS)
cross-track skener s 22 kanály, poskytuje zvuková pozorování potřebná k získání profilů atmosférické teploty a vlhkosti pro civilní provozní předpovědi počasí, jakož i kontinuitu těchto měření pro účely monitorování klimatu. Jedná se o odlehčenou verzi předchozích přístrojů AMSU a MHS letěných na předchozích druzích NOAA a NASA bez nových výkonnostních schopností.
Ozone Mapping and Profiler Suite (OMPS)
pokročilá sada tří hyperspektrálních nástrojů rozšiřuje 25 a víceleté rekordy celkového ozonu a profilu ozonu. Tyto záznamy používají výzkumní pracovníci a tvůrci politik pro hodnocení ozonu ke sledování zdraví ozonové vrstvy. Vylepšené vertikální rozlišení datových produktů OMPS umožňuje lepší testování a monitorování složité chemie podílející se na ničení ozonu v blízkosti troposféry. Produkty OMPS v kombinaci s cloudovými předpovědi také pomáhají vytvářet lepší předpovědi ultrafialového indexu. OMPS navazuje na dlouhou tradici vesmírných měření ozonu počínaje rokem 1970 pomocí satelitu Nimbus 4 a pokračuje pomocí přístrojů Solar Backscatter Ultraviolet (SBUV a SBUV / 2), Total Ozone Mapping Spectrometer (TOMS) a Ozone Monitoring Instrument (OMI). na různých NASA, NOAA a mezinárodních druzích. Za více než 30 let, kdy tyto přístroje fungují, poskytly velmi podrobné a důležité dlouhodobé záznamy o globální distribuci ozonu.
Mraky a systém záření Země (CERES)
snímá sluneční odražené i zemské záření z vrcholu atmosféry na zemský povrch. Vlastnosti mraků se určují pomocí simultánních měření jinými nástroji JPSS, jako je VIIRS, a povedou k lepšímu pochopení úlohy mraků a energetického cyklu v globálních změnách klimatu.
Radiační rozpočtový nástroj (RBI)
by měřilo odražené sluneční světlo a tepelné záření vyzařované Zemí. Měření RBI, která měla být zahájena na JPSS-2 až JPSS-4, by pokračovala v záznamu zahájeném experimentem Budget Radiation Budget Experiment a pokračovala sedmi nástroji CERES spuštěnými v letech 1998 až 2017 .. Projekt byl zrušen 26. ledna 2018; NASA uvedla technické, nákladové a časové problémy a dopad očekávaného růstu nákladů RBI na jiné programy.
Experiment přenosu kalibrace celkového slunečního záření (TSI) (TCTE)
TCTE je nástroj, který měří energetický výkon slunce. Byl umístěn na palubě vesmírného testovacího programu amerického letectva Satellite-3 (STPSat-3) a zahájen 19. listopadu 2013 z NASA Wallops Flight Facility, Wallops Island, VA. JPSS byla schopna využít této příležitosti pro sdílení jízd poskytnout nízkonákladový prostředek pro zachování kontinuity pozorování TSI.

Operace

Systém pozemní komunikace a zpracování pro JPSS je známý jako JPSS Common Ground System (JPSS CGS) a skládá se z segmentu velení, řízení a komunikace (C3S) a segmentu zpracování dat rozhraní (IDPS). Oba jsou vyvíjeny společností Raytheon Intelligence and Information Systems (IIS) . IDPS bude zpracovávat satelitní data JPSS za účelem poskytování produktů environmentálních dat (aka, Environmental Data Records nebo EDR) do NOAA a DoD zpracovatelských center provozovaných vládou Spojených států. IDPS zpracoval EDR počínaje NPP a má pokračovat v tom po celou dobu životnosti systémů JPSS a WSF-M .

C3S je zodpovědný za správu celkových misí JPSS (a potenciálně WSF-M) od kontroly a stavu vesmírných a pozemních aktiv až po zajištění dodávky včasných a vysoce kvalitních dat ze vesmírných segmentů (SS) do IDPS ke zpracování. C3S navíc poskytuje globálně distribuovaná pozemní aktiva nezbytná ke shromažďování a přepravě dat mise, telemetrie a příkazů mezi satelity a místy zpracování.

Common Ground System JPSS (CGS) konverguje občanskou polární oblasti životního prostředí satelitního programu NOAA-NASA, NPOESS přípravný projekt (NPP) a Air Force Defense meteorologická družice System (DWSS) pozemní systémů do jediného společného systému, který uspokojí i USA a partnerské mezinárodní potřeby satelitního monitorování životního prostředí z polární oběžné dráhy.

Satelity

Existuje pouze jeden operační satelit, NOAA-20 , který byl navržen jako součást JPSS, ale k programu jsou přidruženy další dva satelity.

Suomi National Polar-orbiting Partnership ( Suomi NPP ), dříve známé jako National Polar- orbiting Operational Environmental Satellite System ( NPOESS ) Preparatory Project ( NPP ) and NPP-Bridge, has a almost totožný design jako NOAA-20 a sdílí určitou půdu systémy s ním, ale nebyl navržen jako součást JPSS. Původně byl navržen jako proof-of-concept satelit a nyní podporuje operace NOAA a DoD. JE Suomi byla vypuštěna z letecké základny Vandenberg v Kalifornii dne 28. října 2011 v 9:48 GMT. Jedná se o první použití pozemního systému JPSS a klíčových senzorů za letu na NOAA-20 a pro program JPSS sloužilo jako příležitost ke snížení rizika i jako příležitost k prvnímu letu.

Kromě toho je experiment s přenosem kalibrace Total Solar Irradiance (TSI), který byl zahájen v kosmickém testovacím programu amerického letectva Satellite-3 (STPSat-3) 19. listopadu 2013, experimentálním užitečným zatížením v rámci systému JPSS. Jedná se o nástroj, který měří energetický výkon slunce a byl spuštěn jako příležitost ke sdílení jízdy jako způsob zachování kontinuity pozorování TSI.

NOAA-20 zahájen 18. listopadu 2017. NOAA-20 hostí následující nástroje: (1) VIIRS, (2) CrIS, (3) ATMS, (4) OMPS-N a (5) CERES.

Vypuštění JPSS-2 je naplánováno na rok 2022. Kosmická loď JPSS-2 bude hostit následující přístroje: (1) VIIRS, (2) CrIS, (3) ATMS a (4) OMPS-N.

Spuštění JPSS-3 je naplánováno na rok 2027. JPSS-3 bude obsahovat aktualizované verze: (1) VIIRS, (2) CrIS, (3) ATMS a (4) OMPS-N.

Spuštění JPSS-4 je naplánováno na rok 2031. Stejně jako JPSS-3 bude i JPSS-4 obsahovat aktualizované verze: (1) VIIRS, (2) CrIS, (3) ATMS a (4) OMPS-N.

Hlavní dodavatelé

Ball Aerospace

Ball Aerospace & Technologies Corp. (BATC) z Boulderu, CO, je dodavatelem kosmických lodí jak pro satelit JPSS-1, tak pro ozonový přístroj (OMPS) v programu JPSS a JE.

Northrop Grumman

K výrobě kosmické lodi JPSS-2 byl vybrán Northrop Grumman Innovation Systems of Dulles, VA.

Společnost Northrop Grumman Aerospace Systems (NGAS) z Azusa, CA, je vývojářem a stavitelem technologie Advanced Technology Microwave Sounder (ATMS), staršího nástroje, který dříve používal na misi JE.

Společnost Northrop Grumman Aerospace Systems (NGAS) z Redondo Beach v Kalifornii je vývojářem a stavitelem systému Clouds and Earth's Radiant Energy System (CERES), staršího nástroje, který dříve používal satelity NASA Earth Observation System (EOS).

Společnost Raytheon

Raytheon Intelligence and Information Systems (IIS) of Aurora, CO je hlavním dodavatelem systému JPSS Common Ground System (CGS), jehož hlavní součásti nezbytné pro provoz kosmické lodi JE byly dodány. Systémy IDPS (Interface Data Processing Systems) byly instalovány ve dvou amerických zpracovatelských zařízeních, známých jako meteorologické ústředny.

Společnost Raytheon Space and Airborne Systems (SAS) z El Segundo v Kalifornii je vývojářem a stavitelem sady Visible Infrared Imaging Radiometer Suite (VIIRS).

L3Harris

L3Harris Technologies Fort Wayne, divize Indiana , je vývojářem a stavitelem nástroje Cross-track Infrared Sounder (CrIS) plánovaného pro let na prvním a druhém společném systému Polar Satellite (JPSS-1 a JPSS-2).

Reference

Další čtení

  1. Národní environmentální satelitní datová a informační služba - Společný satelitní systém Polar (archivováno)
  2. Heckmann, Gary (2011-01-26). "Vlastnosti zavedeného systému společné zemní sítě NPP-JPSS-DWSS" . Americká meteorologická společnost . Citováno 2016-12-18 .
  3. http://www.ll.mit.edu/publications/journal/pdf/vol18_no2/18_2_4_Fischer.pdf
  4. [1]
  5. https://web.archive.org/web/20110725062022/http://www.oso.noaa.gov/history/future-polar.htm

externí odkazy