Жоғарғы атмосфераны зерттеу спутнигі - Upper Atmosphere Research Satellite

Жоғарғы атмосфераны зерттеу спутнигі
UARS 1.jpg
Миссия түріЖерді бақылау
ОператорНАСА
COSPAR идентификаторы1991-063B
SATCAT жоқ.21701
Веб-сайтhttp://umpgal.gsfc.nasa.gov/
Миссияның ұзақтығы14 жыл, 3 ай
Ғарыш аппараттарының қасиеттері
АвтобусMultiMission модульдік ғарыш кемесі
ӨндірушіМартин Мариетта
Массаны іске қосыңыз6,540 килограмм (14,420 фунт)
Құрғақ масса5,900 килограмм (13,000 фунт)
Қуат1600,0 ватт
Миссияның басталуы
Іске қосу күні12 қыркүйек 1991 ж., 23:11:04 (1991-09-12UTC23: 11: 04Z) Дүниежүзілік үйлестірілген уақыт
ЗымыранҒарыш кемесі Ашу СТС-48
Сайтты іске қосыңызКеннеди LC-39A
МердігерНАСА
Миссияның аяқталуы
ЖоюПайдаланудан шығарылды
Өшірілген15 желтоқсан 2005 ж (2005-12-16)
Ыдырау күні24 қыркүйек 2011 жыл
Орбиталық параметрлер
Анықтама жүйесіГеоцентрлік
РежимТөмен жер
Жартылай негізгі ось6 953,0 шақырым (4 320,4 миль)
Эксцентриситет0.0003645
Перигей биіктігі574,0 шақырым (356,7 миля)
Апогей биіктігі575,0 шақырым (357,3 миля)
Бейімділік56.97999954223633°
Кезең95,9 минут
Дәуір14 қыркүйек 1991 ж., 20:00:00 UTC[1]
Аспаптар
Шағымдар
ISAMS
MLS
HALOE
HRDI
WINDII
SUSIM
ШЕШІМ
PEM
ACRIM II
 

The Жоғарғы атмосфераны зерттеу спутнигі (ЖАРС) болды НАСА - зерттеуді мақсат еткен орбиталық обсерватория жұмыс істеді Жер атмосферасы, әсіресе қорғаныс озон қабаты. 5900 килограмм (13000 фунт) жерсерік орналастырылды Ғарыш кемесі Ашу кезінде СТС-48 миссиясы 1991 жылы 15 қыркүйекте. Ол Жер орбитасына 600 градус (370 миль) биіктікте орбиталық бейімділікпен 57 градусқа енді.

Бастапқы миссияның ұзақтығы үш жыл ғана болуы керек, бірақ бірнеше рет ұзартылды. Миссия 2005 жылы маусымда қаржыландырудың қысқаруына байланысты аяқталған кезде, жерсерік ұшырылғаннан кейін 14 жыл өткен соң, оның он құралының алтауы жұмыс істеп тұрды.[2] Жер серігін деорбитке дайындау үшін 2005 жылдың желтоқсан айының басында орбитаға түсіретін соңғы күйік жасалды. 2010 жылдың 26 ​​қазанында Халықаралық ғарыш станциясы а-ға жауап ретінде қоқысты болдырмау маневрін жасады конъюнкция UARS көмегімен.[3]

Пайдаланудан шығарылған жерсерік 2011 жылдың 24 қыркүйегінде Жер атмосферасына қайта оралды. Бұқаралық ақпарат құралдарының назары бұл оқиғаны қоршауға алды, бұл көбіне жер серігінің айтарлықтай бөлігі жерге жетіп, елді мекендерге қауіп төндіруі мүмкін деген НАСА-ның болжамдарына байланысты болды. Алайда, жер серігі түптің түбінде шалғай аймаққа әсер етті Тыңық мұхит.[4]

Аспаптар

Химиялық зерттеулер

Криогендік аяқтар массивінің эталон спектрометрі (CLAES)

CLAES құралының қиық көрінісі.

CLAES болды спектрометр концентрациясы мен таралуын анықтаған азот және хлор қосылыстар, озон, су буы және метан. Мұны бірегейлікті өлшеу арқылы атмосферадағы газдардың мөлшерін шығару арқылы жасады инфрақызыл әр газдың қолтаңбасы.[5]

Салыстырмалы түрде әлсіз қолды дифференциалдау үшін газдар бастап фондық радиация атмосферада CLAES жоғары ажыратымдылық пен сезімталдыққа ие болуы керек. Бұған қол жеткізу үшін құрал телескопты инфрақызыл спектрометрмен біріктірді. Барлық құрал болды криогендік аспаптың жылуын оқуларға кедергі келтірмеу үшін салқындатады. Криогеника жүйесі қатты дененің ішкі резервуарынан тұрды неон кезінде −257 ° C (-430 ° F) және қатты ыдыстың сыртқы сыйымдылығы Көмір қышқыл газы кезінде −150 ° C (-238 ° F). Неон мен көмірқышқыл газы буланған кезде, олар құралды жоспарланған 19 айда салқындатты.[5] Ақырғы криогендер аспаптан 1993 жылдың 5 мамырында буланып, құрал қызып, оның қызмет ету мерзімі аяқталды.

Құрал UARS платформасынан сыртқа қарап, құралдың ішінен қарауға мүмкіндік берді стратосфера және төменгі мезосфера. CLAES 19 айлық ғаламдық мәліметтер базасын түзіп, озон қабаты маңызды газдардың стратосферадағы тік таралуын және олардың тәулік, маусым, ендік және бойлық уақытына байланысты өзгеруін көрсетеді.

Жақсартылған стратосфералық және мезосфералық негіздеуші (ISAMS)

ISAMS-тің кескін көрінісі.

ISAMS - өлшеуге арналған инфрақызыл радиометр жылу ғарыш аппараттарының екі жағында да Жердің сәулеленуі (көкжиек сызығы UARS-тен көрінеді). Бұл қолданылған қысыммен модуляциялау техникасы жоғары спектрлік және инновациялық ажыратымдылықты алу стирлинг циклінің салқындатқыштары детектордың жоғары сезімталдығына қол жеткізу. ISAMS 6 түрлі газға 7 газ ұяшықтарын пайдаланады: CO2 (2 рет), CO, CH4, Н.2О, ЖОҚ2 және H2O. CO2 жасушалар сонымен қатар озонды өлшеуге мүмкіндік береді (O3), азот қышқылы (HNO)3) және динитроген пентоксиді (N2O5)[6]

ISAMS-тің нақты міндеттері: (i) атмосфералық температураны қысым функциясы ретінде өлшеуді, тропопауза дейін мезопауза, дәлдікпен және кеңістіктік шешімділікпен, демек, аймақ құрылымы мен динамикасын зерттеу үшін (ii) орта буындағы су буының таралуы мен өзгергіштігін зерттеу, оның атмосфералық жалпы айналымдағы рөлін және оның көздерін анықтау және орта атмосфераға батады, (iii) азот оксидтерінің ғаламдық таралуын өлшеу және олардың шығу тегі мен стратосфералық озон қабатындағы озон мөлшерін бақылайтын каталитикалық циклдардағы рөлдерін зерттеу. Ол сонымен қатар жанартаулық аэрозольдар мен орта атмосферадағы полярлық стратосфералық бұлттарға кең байқаулар жүргізді. Құрал 1991 жылдың қыркүйегінен 1992 жылдың шілдесіне дейін жұмыс істеді.[7]

Микротолқынды аяқтардың құрылтайшысы (MLS)

Негізгі мақала: Микротолқынды пештің құрылғысы
ULS ғарыш кемесіне қондырар алдында MLS құралы.

MLS табиғи түрде анықталды микротолқынды пеш атмосфералық газдардың, температураның, қысымның және бұлтты мұздардың тік профильдерін жасау үшін Жердің мүшелерінен шығатын жылу шығарындылары. MLS UARS орбитасынан 90 ° көрінеді.[8]

Жылу сәулеленуі аспапқа үш айналы антенна жүйесі арқылы енеді. Антенна әр 65,5 секунд сайын атмосфералық мүше арқылы тік жазықтықта сканерлейді. Сканерлеу биіктіктен бастап биіктікке дейінгі аралықты қамтиды 90 км (55 миль). Аспапқа кірген кезде антеннадан шыққан сигнал әр түрлі радиометрлермен өңдеуге арналған үш сигналға бөлінеді. The 63 ГГц радиометр температура мен қысымды өлшейді. The 183 ГГц радиометр су буы мен озонды өлшейді. The 205 ГГц радиометр өлшеуіштері ClO, озон, күкірт диоксиді, азот қышқылы және су буы.[8]

2005 жылдың маусым айының өзінде 63 және 205 ГГц радиометрлері жұмыс істеп тұрды, бірақ 183 ГГц радиометрі 19 ай жұмыс істегеннен кейін істен шықты.

Галогендік оккультация эксперименті (HALOE)

HALOE құралының сызбасы.

HALOE күн сәулесін пайдаланады оккультация озонның бір уақытта тік профильдерін өлшеу (O3), сутегі хлориді (HCl), фтор сутегі (HF), метан (CH4), су буы (H2O), азот оксиді (ЖОҚ), азот диоксиді (ЖОҚ2), температура, аэрозольдің жойылуы, аэрозоль құрамы және мөлшерінің таралуы, жердегі атмосфералық қысымға қатысты. Өлшемдер инфрақызылның сегіз түрлі толқын ұзындығында Жердің аяқ-қолының 1,6 км (0,99 миль) кең өрісінде орындалады.[9]

Атмосфераны тік сканерлеу оккультация кезінде күнді бақылау арқылы алынды. Сканерлеу кезінде атмосферадағы газдар жұтатын күн энергиясының мөлшері өлшенеді.

Сканерлеуді қолдау үшін құрал екі бөліктен, екі осьтегі оптикалық блоктан тұрды гимбал және бекітілген электроника блогы. Оптикалық қондырғыда күн энергиясын, сондай-ақ газ детекторларын жинайтын телескоп бар. Электрондық қондырғы құралға арналған мәліметтерді, қозғалтқышты басқару және қуатпен жұмыс істейді.

Динамика

Доплерографиясы жоғары ажыратымдылық (HRDI)

HRDI құралының сызбасы.

HRDI молекулалық оттегінің Жер шарының үстіндегі сәулелену және сіңіру сызықтарын бақылайды, пайдаланады Доплерлік ауысым көлденең желді анықтайтын сызықтардың сызбасы және температура мен атмосфералық макияж туралы ақпарат алу үшін сызық формалары мен күштерін қолданады.[10]

Аспап екі бөлімнен тұрады, телескоп және интерферометр ол тұрады оптикалық орындық және электрониканы қолдау.

Телескоп көріністің өрісі бойынша доплерлердің ауысуының нәтижелерді бұрмалауына жол бермеу үшін тар көріністі қолданды. Телескоптан кіріс а арқылы процессорға беріледі талшықты-оптикалық кабель.

HRDI ғылыми операцияларды 1991 жылдың қарашасынан 2005 жылдың сәуіріне дейін жүргізді.[10]

Жел бейнелеу интерферометрі (WINDII)

WINDII құралының сызбасы.

WINDII құралы желді, температураны және шығарылым жылдамдығын өлшеді аэроглоу және аврора. Аспап Жердің мүшесіне ғарыш кемесінің қозғалыс бұрышынан 45 градус және 135 градус екі түрлі жағынан қарады. Бұл аспапқа алдыңғы оқудан бірнеше минут ішінде аспандағы бірдей аймақтарды екі бұрыштан оқуға мүмкіндік берді.[11]

Аспап а-ға берілетін интерферометрден тұрады ПЗС камера. Екі телескоптың (45 градус және 135 градус) әрқайсысында күндізгі көру кезінде жарықтан бас тарту үшін ұзындығы бір метрлік қорғаныс түтігі бар. Телескоптардың кірісі ПЗС-да қатар орналасады, сондықтан екі көрініс те бейнеленеді.

Энергия кірістері

Күн ультрафиолет спектрлі сәулелену мониторы (SUSIM)

SUSIM құралының сызбасы.

SUSIM өлшенді ультрафиолет (Ультрафиолет) күн сәулесі. Бақылау вакуум арқылы да, атмосфера арқылы күннің оккультациясы арқылы да жүзеге асырылады. Бұл жерге түсетін ультрафиолет сәулесінің және атмосфераның жоғарғы қабаттарының жұтылатын мөлшерін салыстыруға мүмкіндік берді.[12]

Ультрафиолет энергиясының әсерінен аспаптардың деградациясы басты мәселе болып табылады. Бұл мәселеге көмектесу үшін аспапта екі бірдей спектрометр болды. Біреуі UARS орбитаның күндізгі бөлігі кезінде үздіксіз қолданылған. Екіншісі біріншінің сезімталдығын тексеру үшін сирек қолданылған.

Күн сәулелерін сәулелендіруді салыстыру тәжірибесі (SOLSTICE)

Күн жұлдыздарының сәулеленуін салыстыру тәжірибесі күн радиациясын өлшеуге арналған. Аспап калибрлеудің жаңа әдісін қолданды: ішкі анықтамалық шамға қарсы калибрлеудің орнына құрал үнемі ғарыш кемесінің жұмыс істеу реті бойынша интервалдар бойынша өте тұрақты шығарындылары бар ашық көк жұлдыздарды өлшеп отырды. Аспаптың кіріс саңылауы күн немесе жұлдыз режимдеріне теңшелетін, олар мақсатты жарықтықтағы үлкен айырмашылықты ескере алатын. SOLSTICE жұлдыздардан басқа, мезгіл-мезгіл мүмкіндіктің нысандарын, оның ішінде Ай мен Күн жүйесінің басқа нысандарын өлшеді.

Белсенді қуыс радиометрі сәулелену мониторы II (ACRIM2)

UARS / ACRIM2 Total Solar Irradiance бақылау құралы фотосуреті.

UARS жер серігіндегі ACRIM2 құралы 1980 жылы Solar Maximum Mission (SMM) бойынша ACRIM1 экспериментімен басталған климаттың өзгеруі туралы мәліметтер базасын жалғастыра отырып, Жерге келетін күн сәулесінің жалпы энергиясын (TSI) өлшеді.[13] ACRIM1 экспериментінің нәтижелері TSI-дегі ішкі вариациялардың алғашқы ашылуын және олардың күн магниттік белсенділігі құбылыстарымен байланысын қамтамасыз етті.[14] ACRIM эксперименттері TSI вариациясының 2 минуттық бақылау қабілетінен бастап, осы уақытқа дейінгі TSI жазбасының онжылдыққа дейінгі ұзақтығына дейінгі әр уақыт шкаласында болатындығын растады.[15] TSI туралы нақты білім және оның уақыт бойынша өзгеруі климаттың өзгеруін түсіну үшін өте маңызды. Соңғы нәтижелер көрсеткендей, TSI инстинктік вариациясы ғаламдық жылынуда ғаламдық айналым модельдерімен (GCM) алдын-ала болжанғаннан гөрі әлдеқайда үлкен рөл атқарды (50% дейін).[16] Табиғи және антропогендік күштердің климаттың өзгеруіне қатысты үлестерін түсінудің терең социологиялық және экономикалық салдары климаттың өзгеруіне байланысты зерттеулердің маңызды компоненті болып табылатын TSI мәліметтер базасын жақын болашаққа сақтап қалуды қажет етеді. UARS / ACRIM2 тәжірибесі ұзақ мерзімді TSI мәліметтер базасын қамтамасыз етудің маңызды бөлігі болды.

Суреттен түсірілген UARS жарқын өткелі Нидерланды 16 маусым 2010 ж.

Миссияның аяқталуы және қайта кіру

Орбитаға түсіретін күйік

UARS 2005 жылдың 14 желтоқсанында пайдаланудан шығарылды. Перигейдің соңғы түсірілуімен орбита 518 км х 381 км дейін төмендеді. Олардың артынан пассивтілік спутниктік жүйелер.[17]

2010 жылдың 26 ​​қазанында Халықаралық ғарыш станциясы а-ға жауап ретінде қоқысты болдырмау маневрін жасады конъюнкция UARS көмегімен.[3]

Қайта кіру

2011 жылғы 7 қыркүйекте NASA UARS-тің бақыланбайтын қайта кіруін жариялады және қоғам үшін ықтимал қауіптің аз екенін атап өтті.[18] 2011 жылдың 23 қыркүйегіне қарай орбита UARS 175-тен 185 км-ге дейін төмендеді (109-тен 115 мильге дейін).[түсіндіру қажет ] 26 қоқыс қайта кіріп аман-есен бетке соғылады деп күтілген, олардың ең үлкені 158,30 кг (348,99 фунт) салмақпен есептелген, мүмкін бетіне секундына 44 метр жылдамдықпен жетеді (140 фут / с) (98 миль; 160 км / сағ).[19] Кішігірім кесектер секундына 107 метрге (350 фут / с) жылдамдықпен соғылады деп күтілген (240 миль / сағ; 390 км / сағ).[20]

2011 жылдың 24 қыркүйегінде UTC сағат 07: 46-да NASA UARS веб-сайтында жаңартылған мәлімдеме жариялады: «Біріккен ғарыштық операциялар орталығы Ванденберг әуе базасы Калифорнияда спутниктің Тынық мұхитының үстінен атмосфераға еніп кеткенін айтты «. Қайта кірудің нақты уақыты мен орны бастапқыда айтылмаған[21][22] Николас Джонсон, НАСА-ның орбиталық қоқыстар жөніндегі бас ғалымы Джонсон ғарыш орталығы, «Біз қоқыс өрісі қай жерде болатынын білмейміз ... Біз ешқашан білмеуіміз мүмкін» деп мәлімдеді.[23] Алайда кейінірек Біріккен ғарыштық операциялар орталығы қайта кіру 24 қыркүйек UTC сағат 04: 00-де болды деп хабарлады 14 ° 06′S 170 ° 06′W / 14,1 ° S 170,1 ° W / -14.1; -170.1, тек төмендеу Американдық Самоа. NASA мәліметі бойынша, спутниктің қоқыс өрісі позициялар арасында 300 мен 800 миль (480 және 1300 км) аралығында созылатын болады. төмендету, жалпы осы позицияның солтүстік-шығысы.[4]

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ «NASA - NSSDCA - Ғарыш кемесі - Траектория туралы мәліметтер». nssdc.gsfc.nasa.gov. Алынған 1 мамыр, 2018.
  2. ^ Генри Лэмбрайт, 2005. NASA және қоршаған орта: озон қабатының бұзылу жағдайы, «UARS дауы» 43f.
  3. ^ а б «Орбиталық қоқыстың тоқсандық жаңалықтары» (PDF). 15 (3). NASA қоқыс бағдарламасының кеңсесі. 2011 жылғы шілде: 2. Алынған 22 қыркүйек, 2011. Журналға сілтеме жасау қажет | журнал = (Көмектесіңдер)
  4. ^ а б «Соңғы жаңарту: NASA-ның UARS Жер атмосферасына қайта енеді». Алынған 27 қыркүйек, 2011.
  5. ^ а б «CLAES миссиясы». Локхид Мартин ғарыш физикасы зертханасы. Архивтелген түпнұсқа 2009 жылғы 6 қаңтарда. Алынған 10 қыркүйек, 2011.
  6. ^ «Жақсартылған стратосфералық және мезосфералық негіздеуші (ISAMS)». Британдық атмосфералық мәліметтер орталығы. Алынған 22 қыркүйек, 2011.
  7. ^ «Жақсартылған стратосфералық және мезосфералық негіздеуші (ISAMS) 2-деңгей деректері». Британдық атмосфералық мәліметтер орталығы (BADC). Алынған 10 қыркүйек, 2011.
  8. ^ а б «UARS MLS инструменті: Микротолқынды аяқтардың негізін қалаушы (MLS)». NASA / JPL. Алынған 10 қыркүйек, 2011.
  9. ^ «Галогендік оккультация эксперименті (HALOE)». NASA Langley зерттеу орталығы. Алынған 10 қыркүйек, 2011.
  10. ^ а б «Ажыратымдылығы жоғары доплерограф». Доплерографиясы жоғары ажыратымдылық. Архивтелген түпнұсқа 2011 жылдың 24 қыркүйегінде. Алынған 10 қыркүйек, 2011.
  11. ^ «WINDII - желді бейнелеу интерферометрі». Йорк университетінің жердегі физикалық физика зертханасы. Архивтелген түпнұсқа 2007 жылы 28 маусымда. Алынған 10 қыркүйек, 2011.
  12. ^ «SUSIM UARS: Күн сәулесінің ультрафиолет спектрлік құрамын өлшейтін жерсеріктік тәжірибе». Әскери-теңіз зертханасы Э. О. Хульбурт ғарыштық зерттеулер орталығы. Алынған 10 қыркүйек, 2011.
  13. ^ «Күн сәулесінің жалпы мониторингі (TSI)». Реактивті қозғалыс зертханасы. 2005 ж. Алынған 2 қыркүйек, 2011.
  14. ^ Уилсон, РС, С. Гулкис, М Янсен, Х.С. Хадсон және Г.А. Чэпмен, Күн сәулесінің өзгергіштігінің бақылаулары, ғылым, 211 т., 1981 ж.
  15. ^ Уилсон, Р.С., Хадсон, Х.С., Күннің толық циклдегі жарқырауы, Табиғат, 351 т., 42-44 бб., 1991
  16. ^ Scafetta, N., West, B. J., 1900–2000 ғаламдық бетінің жылынуына феноменологиялық күн үлесі, Геофиз. Res. Летт., В. 33, 2006
  17. ^ Хьюз, Джон және Мариус, Хулио Л және Монторо, Мануэль және Пател, Мехул және Блудворт, Дэвид (2006). «UARS және ERBS миссияның аяқталу жоспарларын миссияның соңындағы операциялық жағдайларды әзірлеу және орындау» (PDF). Журналға сілтеме жасау қажет | журнал = (Көмектесіңдер)CS1 maint: бірнеше есімдер: авторлар тізімі (сілтеме)
  18. ^ Дэвид, Леонард (7 қыркүйек, 2011). «Жақында жерге құлап кететін үлкен жер серігі, дейді НАСА». Space.com. Алынған 10 қыркүйек, 2011.
  19. ^ «Орбиталық қоқыс ORSAT». НАСА. Алынған 17 қыркүйек, 2011.
  20. ^ «NASA жоғарғы атмосфераны зерттеу спутнигіне (UARS) қайта кіру және қауіп-қатерді бағалау» (PDF). NASA қоқыс бағдарламасының кеңсесі. 2011 жылғы 9 қыркүйек. Алынған 22 қыркүйек, 2011. Журналға сілтеме жасау қажет | журнал = (Көмектесіңдер)
  21. ^ Джоэль Аченбах (2011 жылғы 24 қыркүйек). «NASA: Жерге спутниктік қоқыс түсті». Алынған 24 қыркүйек, 2011.
  22. ^ «Орбиталық және қайта кіру қалдықтарын зерттеу орталығы». Аэроғарыш корпорациясы. Алынған 24 қыркүйек, 2011.
  23. ^ «UARS: қашан және қайда түсіп кетті?». ADRIAN WEST. Әлем. Алынған 25 қыркүйек, 2011.

Әрі қарай оқу

Сыртқы сілтемелер