TOPEX / Посейдон - TOPEX/Poseidon

TOPEX / Посейдон
	Художественная визуализация спутника TOPEX / Poseidon.
Тип миссии	Дистанционное зондирование
Оператор	НАСА и КНЕС
COSPAR ID	1992-052A
SATCAT нет.	22076
Продолжительность миссии	Финал: 13 лет, 5 месяцев
Свойства космического корабля
Стартовая масса	2400 кг (5300 фунтов)
Начало миссии
Дата запуска	10 августа 1992 г.
Ракета	Ариана 42П
Запустить сайт	Космический центр Гвианы , Куру
Конец миссии
Заявлено	Январь 2006 г.
Параметры орбиты
Справочная система	Геоцентрический
Режим	Не солнечно-синхронный
Эксцентриситет	0,000
Высота перигея	1340 километров (830 миль)
Высота апогея	1340 километров (830 миль)
Наклон	66 градусов
Период	112 минут

TOPEX / Poseidon - совместная миссия космического альтиметра NASA , космического агентства США; и CNES , французское космическое агентство, для составления карт топографии поверхности океана . Запущенный 10 августа 1992 года, это был первый крупный спутник для океанографических исследований. TOPEX / Poseidon помогли произвести революцию в океанографии, предоставив данные, которые ранее было невозможно получить. Океанограф Вальтер Мунк описал TOPEX / Poseidon как «самый успешный океанский эксперимент всех времен». Неисправность прекратила нормальную работу спутников в январе 2006 года.

Описание

До TOPEX / Poseidon ученые имели лишь краткое представление об океане Земли в целом с помощью новаторского, но недолговечного спутника Seasat . Радиолокационный высотомер TOPEX / Poseidon обеспечил первый непрерывный глобальный обзор топографии поверхности Мирового океана. С орбиты на высоте 1330 километров над Землей, TOPEX / Poseidon обеспечил измерения высоты поверхности 95 процентов свободного ото льда океана с точностью до 3,3 сантиметра. Спутниковые измерения холмов и долин на поверхности моря привели к принципиально новому пониманию циркуляции океана и ее влияния на климат.

Цель

Самым важным достижением миссии было определение закономерностей циркуляции океана - того, как тепло, накопленное в океане, перемещается из одного места в другое. Поскольку океан удерживает большую часть тепла Земли от Солнца, циркуляция океана является движущей силой климата. TOPEX / Poseidon впервые позволил сравнить компьютерные модели циркуляции океана с реальными глобальными наблюдениями и использовать эти данные для улучшения прогнозов климата.

Полученные результаты

Хотя планировалась трехлетняя основная миссия, TOPEX / Poseidon доставила с орбиты данные за более чем 10 лет. В те годы миссия:

Измеряется уровень моря с беспрецедентной точностью
Впервые нанесены на карту глобальные приливы и отливы
Отслеживал влияние течений на глобальное изменение климата и подготовил первые глобальные обзоры сезонных изменений течений.
Наблюдал за крупномасштабными океанскими объектами, такими как волны Россби и Кельвина, и изучал такие явления, как Эль-Ниньо , Ла-Нинья и Тихоокеанское десятилетнее колебание.
Картирование изменений течений в масштабах всего бассейна и предоставление глобальных данных для проверки моделей циркуляции океана.
Картированные годовые изменения тепла, хранящегося в верхних слоях океана.
Улучшили наши знания о гравитационном поле Земли.
Наблюдал за температурой океана и основных морей в течение 10 лет.

TOPEX / Poseidon был запущен с использованием одноразовой ракеты-носителя Ariane 42P , а также спутника Kitsat-1 Корейского технологического института и французского спутника S80 / T. Старт с острова Куру во Французской Гвиане состоялся 10 августа 1992 года. При взлете масса спутника составляла 2402 килограмма (5296 фунтов). Миссия была названа в честь океана TOPography EXperiment и греческого бога океана Посейдона .

В октябре 2005 года, после более чем 62000 витков, TOPEX / Poseidon прекратил предоставлять научные данные из-за неисправности импульсного колеса , и 18 января 2006 года спутник был выключен.

Использование результатов

Данные TOPEX / Poseidon были предметом более 2100 исследовательских публикаций. Некоторые из областей, в которых используются данные, включают:

Климатические исследования
Исследования коралловых рифов
Прогнозирование Эль-Ниньо и Ла-Нинья
Управление рыболовством
Прогнозирование ураганов
Исследования морских млекопитающих
Оффшорные отрасли
Маршрут корабля

Измерения продолжаются

Следующая миссия TOPEX / Poseidon, Jason-1 , была запущена в 2001 году для продолжения текущих измерений топографии морской поверхности. Два спутника, TOPEX / Poseidon и Jason-1, летали в тандемном режиме в течение трех лет, обеспечивая в два раза больший охват поверхности моря и позволяя ученым изучать более мелкие детали, чем можно было бы увидеть с одного спутника.

Рекорд глобальной высоты морской поверхности, начатый TOPEX / Poseidon и Jason-1, продолжается в будущем с помощью миссии по топографии поверхности океана на спутнике Jason-2 , запущенной в июне 2008 года. Миссия Jason-3 стартовала 17 января 2016 года.

Инструменты

TOPEX / Poseidon управлял двумя бортовыми высотомерами, использующими одну и ту же антенну , но только один высотомер работал в любое время, причем предпочтение отдавалось TOPEX (в среднем 9 из 10 циклов в течение первых 10 лет миссии).

TOPEX: НАСА -Встроенные Надира указывая радар высотомер с использованием C диапазона (5,3 ГГц) и Ku диапазона (13,6 ГГц) для измерения высоты над морской поверхностью.
Poseidon: The КНЕС -Встроенный твердотельный Надир указывая радар высотомер с использованием Ku диапазона (13,65 ГГц).

В дополнение к высотомерам, микроволновый радиометр TOPEX (TMR), работающий на частотах 18, 21 и 37 ГГц, использовался для корректировки задержки атмосферной влажной трассы.

Спутник также был оснащен приборами для точного определения его местоположения. Точное определение орбиты имеет решающее значение, поскольку ошибки в определении местоположения космического корабля могут исказить измерение уровня моря, вычисленное по показаниям высотомера.

Три независимые системы слежения определили положение корабля. Во-первых, система лазерных ретрорефлекторов (LRA) НАСА отражала лазерные лучи от сети из 10-15 наземных лазерных локационных станций при ясном небе. Второй - для всепогодного глобального слежения - обеспечивался доплеровской орбитографией и радиопозиционированием CNES, интегрированной с приемником спутниковой системы слежения ( DORIS ). Это устройство использует микроволновые доплеровские методы (изменения радиочастоты, соответствующие относительной скорости) для отслеживания космического корабля. DORIS состоит из бортового приемника и глобальной сети из 40-50 наземных передающих станций.

Третья система использовала бортовой экспериментальный демонстрационный приемник глобальной системы позиционирования (GPS) для непрерывного точного определения положения спутника путем анализа сигналов, полученных от группировки спутников GPS ВВС США, находящихся на околоземной орбите. TOPEX / Poseidon была первой миссией, продемонстрировавшей, что Глобальная система позиционирования может использоваться для определения точного местоположения космического корабля и отслеживания его на орбите. Знание точного положения спутника с точностью до 2 сантиметров (менее 1 дюйма) по высоте было ключевым компонентом в обеспечении возможности точных измерений высоты океана.

Ряд спутников (см. Ссылки) используют экзотические двухдиапазонные радиолокационные высотомеры для измерения высоты с космического корабля . Это измерение в сочетании с элементами орбиты (возможно, от GPS ) позволяет определить топографию . Две длины радиоволн позволяют высотомеру автоматически корректировать различные задержки в ионосфере .

Галерея

Ракета Ariane 4 с TOPEX / Poseidon на борту.
1997-98 Эль - Ниньо
Jason-1 продолжает те же измерения морской поверхности, которые были начаты TOPEX / Poseidon. За ним последует миссия по топографии поверхности океана на Джейсоне-2 и запланированный будущий Джейсон-3.
Схема различных бортовых систем.