Mise měření tropických srážek - Tropical Rainfall Measuring Mission

Mise na měření tropických srážek
TRMM SATELLITE.blurred.medium.jpg
Umělecké pojetí satelitu TRMM
Typ mise Environmentální výzkum
Operátor NASA
ID COSPARU 1997-074A
SATCAT č. 25063
Délka mise 18 let
Vlastnosti kosmických lodí
Spustit hmotu 3524 kg
Suchá hmota 2634 kg
Napájení 1100 wattů
Začátek mise
Datum spuštění 27. listopadu 1997, 21:27 UTC
Raketa H-II
Spusťte web Tanegashima , LA-Y1
Dodavatel Mitsubishi Heavy Industries
Konec mise
Likvidace Deorbited
Deaktivováno 15. dubna 2015
Datum rozpadu 6. června 2015, 06:54 UTC
Orbitální parametry
Referenční systém Geocentrická oběžná dráha
Režim Nízká oběžná dráha Země
Nadmořská výška 366 km (227 mi)
Apogee výška 381 km (237 mi)
Sklon 35,0 °
Doba 92,0 minut
Program NASA Earth Probe
 

Tropical Srážky Měření Mission ( TRMM ) byl společný prostor mise mezi NASA a Japan Aerospace Exploration Agency JAXA určen ke sledování a studovat tropický déšť . Termín označuje jak samotnou misi, tak satelit, který mise používala ke shromažďování dat. TRMM byla součástí mise NASA na planetu Zemi , dlouhodobého, koordinovaného výzkumného úsilí o studium Země jako globálního systému. Družice byla zahájena dne 27. listopadu 1997 od Tanegashima Space Center v Tanegashima , Japonsko . TRMM fungoval 17 let, včetně několika rozšíření misí, předtím, než byl 15. dubna 2015 vyřazen z provozu. TRMM znovu vstoupil do zemské atmosféry 16. června 2015.

Pozadí

Tropické srážky jsou obtížně měřitelným parametrem kvůli velkým prostorovým a časovým odchylkám. Pochopení tropických srážek je však důležité pro předpověď počasí a klimatu, protože tyto srážky obsahují tři čtvrtiny energie, která pohání atmosférickou cirkulaci větru. Před TRMM bylo rozdělení dešťových srážek po celém světě známo pouze s 50% jistotou.

Koncept pro TRMM byl poprvé navržen v roce 1984. Vědecké cíle, jak byly poprvé navrženy, byly:

  • Pokročit v porozumění globálním energetickým a vodním cyklům poskytováním distribucí srážek a latentního ohřevu v globálních tropech.
  • Pochopit mechanismy, kterými změny tropických srážek ovlivňují globální cirkulaci, a zlepšit schopnost modelovat tyto procesy s cílem předpovědět globální cirkulace a variabilitu srážek v měsíčních a delších časových obdobích.
  • Zajistit distribuci deště a latentního topení pro zlepšení inicializace modelů od 24hodinových předpovědí po klimatické změny krátkého dosahu.
  • Pomáhat porozumět, diagnostikovat a předpovídat nástup a vývoj El Niño , El Niño – jižní oscilace a šíření 30- až 60denních oscilací v tropech .
  • Pomůže pochopit účinek srážek na termohalinní cirkulaci oceánu a strukturu horního oceánu.
  • Umožnit křížovou kalibraci mezi TRMM a jinými senzory s očekávanou délkou života nad rámec samotné TRMM.
  • Globálně vyhodnotit denní variabilitu tropických srážek.
  • Vyhodnotit vesmírný systém pro měření srážek.

Japonsko se připojilo k počáteční studii pro misi TRMM v roce 1986. Vývoj satelitu se stal společným projektem mezi vesmírnými agenturami USA a Japonska , přičemž Japonsko poskytlo srážkový radar (PR) a nosnou raketu H-II a Spojené státy Státy poskytující satelitní sběrnici a zbývající přístroje. Projekt získal formální podporu od Kongresu Spojených států v roce 1991, následovala stavba kosmických lodí od roku 1993 do roku 1997. TRMM odstartovalo z vesmírného střediska Tanegashima dne 27. listopadu 1997.

Kosmická loď

Mise na měření tropických srážek (TRMM), jedna ze sond v sérii výzkumných satelitů NASA Earth Probe, je vysoce zaměřený program s omezeným cílem zaměřený na měření měsíčních a sezónních srážek v globálních tropech a subtropech. TRMM je společný projekt mezi USA a Japonskem na měření srážek mezi 35,0 ° severně a 35,0 ° jižně ve výšce 350 km.

Rozšíření misí a oběžná dráha

Aby se prodloužila životnost mise TRMM nad rámec její primární mise, NASA v roce 2001 zvýšila výšku oběžné dráhy kosmické lodi na 402,5 km.

V roce 2005 se ředitel NASA Michael Griffin rozhodl misi znovu rozšířit pomocí hnacího plynu původně určeného pro řízený sestup. Stalo se to poté, co v roce 2002 přezkoumání rizik NASA stanovilo pravděpodobnost zranění nebo smrti člověka způsobené nekontrolovaným opětovným vstupem společnosti TRMM na 1 v 5 000, což je asi dvojnásobek rizika úrazu, které bylo považováno za přijatelné pro opětovný vstup do satelitů NASA; a následné doporučení panelu Národní rady pro výzkum, aby byla mise prodloužena navzdory riziku nekontrolovaného vstupu.

Problémy s baterií začaly kosmickou loď omezovat v roce 2014 a operační tým mise se musel rozhodnout, jak přidělit energii. V březnu 2014 byly nástroje VIRS vypnuty, aby se prodloužila životnost baterie.

V červenci 2014, když se pohonná látka na TRMM snížila, se NASA rozhodla ukončit manévry s udržováním stanic a umožnit pomalému rozpadu oběžné dráhy kosmické lodi a zároveň pokračovat ve sběru dat. Zbývající palivo, původně vyhrazené, aby se zabránilo kolizím s jinými satelity nebo vesmírným odpadem, bylo vyčerpáno na začátku března 2015. Opětovný vstup se původně očekával někdy mezi květnem 2016 a listopadem 2017, ale nastal dříve kvůli zvýšené sluneční aktivitě. Primární senzor sondy, radar srážek, byl naposledy vypnut 1. dubna 2015 a konečný vědecký senzor LIS byl vypnut 15. dubna 2015. K opětovnému vstupu došlo 16. června 2015 v 06:54 UTC.

Nástroje na palubě TRMM

Radar srážek

Precipitation Radar (PR) byl první vesmírný nástroj navržený tak, aby poskytoval trojrozměrné mapy struktury bouře. Měření poskytla informace o intenzitě a rozložení deště, o typu deště, o hloubce bouře a o výšce, ve které sníh taje v déšť. Odhady tepla uvolněného do atmosféry v různých výškách na základě těchto měření lze použít ke zlepšení modelů globální atmosférické cirkulace. PR fungoval na 13,8 GHz a měřil distribuci 3-D srážek na pevnině a povrchu oceánu. Definovala hloubku vnímání vrstvy, a proto měřila srážky, které ve skutečnosti dosáhly latentního tepla atmosféry. Mělo rozlišení 4,3 km při poloměru a 220 km řádku.

Mikrovlnná kamera TRMM

TRMM Microwave Imager (TMI) byl pasivní mikrovlnný senzor navržený tak, aby poskytoval kvantitativní informace o srážkách v širokém řádku pod satelitem TRMM. Pečlivým měřením nepatrných množství mikrovlnné energie emitované Zemí a její atmosférou dokázala TMI kvantifikovat vodní páru , oblačnou vodu a intenzitu srážek v atmosféře . Byl to relativně malý nástroj, který spotřebovával málo energie. Díky tomu, v kombinaci se širokým řádkem a kvantitativními informacemi o srážkách, se TMI stalo „pracovním koněm“ balíčku pro měření deště na misi na měření tropických dešťů. TMI není nový nástroj. Vychází z konstrukce velmi úspěšného mikrovlnného/zobrazovacího zařízení Special Sensor Microwave/Imager (SSM/I), které nepřetržitě létá na obranných meteorologických satelitech od roku 1987. TMI měří intenzitu záření na pěti různých frekvencích: 10,7, 19,4, 21,3, 37,0, 85,5 GHz. Tyto frekvence jsou podobné frekvencím SSM/I, kromě toho, že TMI má další kanál 10,7 GHz navržený tak, aby poskytoval lineárnější odezvu na vysoké srážky běžné u tropických srážek. Další hlavní vylepšení, které se od TMI očekává, je způsobeno vylepšeným rozlišením země. Toto vylepšení však není výsledkem žádných vylepšení přístrojů, ale spíše funkcí nižší nadmořské výšky TRMM 402 kilometrů ve srovnání s 860 kilometry SSM/I). TMI má na povrchu široký řádek 878 kilometrů. Vyšší rozlišení TMI na TRMM a dodatečná frekvence 10,7 GHz dělají z TMI lepší nástroj než jeho předchůdci. Dodatečné informace poskytnuté radarem srážek dále pomáhají vylepšovat algoritmy. Vylepšené srážkové produkty v širokém řádku budou sloužit jak TRMM, tak i pokračujícím měřením prováděným SSM/I a radiometry létajícími na NASA EOS-PM ( Aqua (satelit) ) a japonských satelitech ADEOS II .

Viditelný a infračervený skener

Visible and Infrared Scanner (VIRS) byl jedním ze tří přístrojů v balíčku pro měření deště a slouží jako velmi nepřímý indikátor srážek. VIRS, jak naznačuje jeho název, snímalo záření přicházející ze Země v pěti spektrálních oblastech, od viditelných po infračervené , nebo od 0,63 do 12 mm . VIRS byl součástí primárního balíčku nástrojů ze dvou důvodů. První byla jeho schopnost vymezit srážky. Druhým, a ještě důležitějším důvodem, bylo sloužit jako přenosový standard pro jiná měření, která se běžně provádějí pomocí satelitů Polar Operational Environmental Satellites (POES) a Geostationary Operational Environmental Satellite (GOES). Intenzitu záření v různých spektrálních oblastech (nebo pásmech) lze použít ke stanovení jasu (viditelného a blízkého infračerveného) nebo teploty (infračerveného) zdroje.

Mraky a snímač zářivé energie Země

Mraky a zemský sálavý energetický systém (CERES) měřily energii v horní části atmosféry a také odhadovaly energetické hladiny v atmosféře a na zemském povrchu. Nástroj CERES byl založen na úspěšném experimentu Budget Radiation Budget Experiment (ERBS), který využíval tři satelity k poskytování měření globálního energetického rozpočtu v letech 1984 až 1993. Pomocí informací z cloudových zobrazovacích přístrojů s velmi vysokým rozlišením na stejné kosmické lodi CERES určuje vlastnosti mraků, včetně množství mraku, nadmořská výška , tloušťka a velikost částic mraku. Tato měření jsou důležitá pro pochopení celkového klimatického systému Země a zlepšení modelů predikce klimatu.

Fungovalo to pouze v období leden – srpen 1998 a v březnu 2000, takže dostupný datový záznam je poměrně stručný (ačkoli později byly přístroje CERES létány na jiných misích, jako je systém pro pozorování Země (EOS) AM (Terra) a PM (Aqua) satelity.)

Senzor blesku

Lightning Imaging Sensor (LIS) byl malý, vysoce sofistikovaný nástroj, který detekuje a lokalizuje blesky nad tropickou oblastí zeměkoule. Detektor blesku byl kompaktní kombinací optických a elektronických prvků včetně zíracího zobrazovače schopného lokalizovat a detekovat blesky v rámci jednotlivých bouří. Zorné pole zobrazovače umožnilo senzoru pozorovat bod na Zemi nebo v oblaku po dobu 80 sekund, což je dostatečný čas k odhadu rychlosti blikání, což vědcům prozradilo, zda bouře roste nebo chátrá.

Viz také

Reference

externí odkazy