Джейсон-1
Спутниковая океанографическая миссия

Джейсон-1
Художественная интерпретация спутника Jason-1
Тип миссииОкеанографическая миссия
ОператорНАСА  / КНЕС
ИДЕНТИФИКАТОР КОСПАР2001-055А
Номер SATCAT26997
Веб-сайтТопография поверхности океана из космоса
Продолжительность миссии3 года (планируется)
11+1 ⁄ 2 года (достигнуто)
Свойства космического корабля
АвтобусПротей
ПроизводительThales Alenia Space
Стартовая масса500 кг (1100 фунтов)
Власть1000 Вт
Начало миссии
Дата запуска7 декабря 2001 г., 15:07:00 UTC
РакетаДельта II 7920-10
Стартовая площадкаВанденберг , SLC-2W
ПодрядчикBoeing Оборона, космос и безопасность
Конец миссии
Деактивировано1 июля 2013 г.
Параметры орбиты
Система отсчетаГеоцентрическая орбита
РежимНизкая околоземная орбита
Высота1336 км (830 миль)
Наклон66.0°
Период112.56 минут

Jason-1 [1] был миссией спутниковой океанографии с высотомером . Он стремился контролировать глобальную циркуляцию океана , изучать связи между океаном и атмосферой , улучшать прогнозы и предсказания глобального климата и контролировать такие события, как Эль-Ниньо и океанические вихри . [2] Jason-1 был запущен в 2001 году, за ним последовали OSTM/Jason-2 в 2008 году и Jason-3 в 2016 году — серия спутников Jason . Jason-1 был запущен вместе с космическим аппаратом TIMED .

Нейминг

Родословная названия начинается со встречи JASO1 (JASO=Journées Altimetriques Satellitaires pour l'Océanographie) в Тулузе , Франция, для изучения проблем ассимиляции данных альтиметра в моделях. Jason как аббревиатура также означает «Joint Altimetry Satellite Oceanography Network». Кроме того, оно используется для ссылки на мифический поиск знаний Ясона и аргонавтов .[1] Архивировано 25 марта 2016 года на Wayback Machine [2][3] Общественное достояниеВ этой статье используется текст из этого источника, который находится в открытом доступе .

История

Jason-1 является преемником миссии TOPEX/Poseidon [3] , которая измеряла топографию поверхности океана с 1992 по 2005 год. Как и его предшественник, Jason-1 является совместным проектом космических агентств NASA (США) и CNES (Франция). Преемник Jason-1, миссия Ocean Surface Topography Mission [4] на спутнике Jason-2 , был запущен в июне 2008 года. Эти спутники обеспечивают уникальный глобальный обзор океанов, который невозможно получить с помощью традиционного судового отбора проб.

Jason-1 был построен компанией Thales Alenia Space с использованием платформы Proteus по контракту с CNES , а также основного прибора Jason-1 — высотомера Poseidon-2 (преемника бортового высотомера Poseidon TOPEX/Poseidon).

Jason-1 был разработан для измерения изменения климата посредством очень точных измерений уровня мирового океана с точностью до миллиметра в год . Как и TOPEX/Poseidon, Jason-1 использует альтиметр для измерения холмов и долин поверхности океана. Эти измерения топографии морской поверхности позволяют ученым рассчитывать скорость и направление океанских течений и контролировать глобальную циркуляцию океана. Мировой океан является основным хранилищем солнечной энергии на Земле. Измерения высоты морской поверхности Jason-1 показывают, где хранится это тепло, как оно перемещается вокруг Земли океанскими течениями и как эти процессы влияют на погоду и климат.

Ракета Boeing Delta II со спутниками Jason 1 и Timed с космодрома 2, 7 декабря.

Jason-1 был запущен 7 декабря 2001 года с авиабазы ​​Ванденберг в Калифорнии на борту ракеты-носителя Delta II . В течение первых месяцев Jason-1 делил почти идентичную орбиту с TOPEX/Poseidon, что позволяло проводить перекрестную калибровку. В конце этого периода старый спутник был переведен на новую орбиту на полпути между каждым наземным треком Jason . У Jason был цикл повторения 10 дней.

16 марта 2002 года Jason-1 испытал внезапное нарушение ориентации, сопровождавшееся временными колебаниями в бортовых электрических системах. Вскоре после этого инцидента на орбитах, немного ниже орбиты Jason-1, были обнаружены два новых небольших фрагмента космического мусора , и спектроскопический анализ в конечном итоге доказал, что они произошли от Jason-1. В 2011 году было установлено, что фрагменты мусора, скорее всего, были выброшены из Jason-1 неопознанной небольшой «высокоскоростной частицей», поразившей одну из солнечных панелей космического корабля . [5]

Маневры на орбите в 2009 году поместили спутник Jason-1 на противоположную сторону Земли от спутника OSTM/Jason-2 , который эксплуатируется метеорологическими агентствами США и Франции. В то время Jason-1 пролетал над тем же районом океана, над которым OSTM/Jason-2 пролетел пятью днями ранее. Его наземные траектории проходили посередине между траекториями OSTM/Jason-2, которые находятся на расстоянии около 315 км (196 миль) друг от друга на экваторе .

Эта чередующаяся тандемная миссия обеспечила в два раза больше измерений поверхности океана, выведя на экран более мелкие детали, такие как океанские водовороты. Тандемная миссия также помогла проложить путь для будущей миссии океанского альтиметра, которая соберет гораздо больше подробных данных с помощью своего одного инструмента, чем два спутника Jason сейчас делают вместе. [6]

В начале 2012 года, помогая в кросс-калибровке миссии замены OSTM/Jason-2, Jason-1 был выведен на орбиту захоронения, и все оставшееся топливо было сброшено. [7] Миссия все еще могла возвращать научные данные, измеряя гравитационное поле Земли над океаном. 21 июня 2013 года контакт с Jason-1 был потерян; многочисленные попытки восстановить связь не увенчались успехом. Было установлено, что последний оставшийся передатчик на борту космического корабля вышел из строя. Операторы отправили на спутник команды на отключение оставшихся функционирующих компонентов 1 июля 2013 года, что сделало его выведенным из эксплуатации. Предполагается, что космический корабль останется на орбите по крайней мере 1000 лет. [8]

Программа названа в честь греческого мифологического героя Ясона .

Спутниковые приборы

Радиолокационный высотомер «Посейдона»
Лазерный ретрорефлектор
Микроволновый радиометр (JMR)

У Jason-1 пять инструментов:

Спутник Jason-1, его высотомер и антенна слежения за положением были построены во Франции. Радиометр, приемник Глобальной системы позиционирования и лазерная ретрорефлекторная решетка были построены в Соединенных Штатах.

Использование информации

TOPEX/Poseidon и Jason-1 привели к крупным достижениям в науке физической океанографии и в климатических исследованиях. [9] Их 15-летняя запись данных о топографии поверхности океана предоставила первую возможность наблюдать и понимать глобальное изменение циркуляции океана и уровня моря. Результаты улучшили понимание роли океана в изменении климата и улучшили прогнозы погоды и климата. Данные этих миссий используются для улучшения моделей океана, прогнозирования интенсивности ураганов и выявления и отслеживания крупных явлений океана/атмосферы, таких как Эль-Ниньо и Ла-Нинья . Данные также используются каждый день в таких разнообразных приложениях, как маршрутизация судов, повышение безопасности и эффективности операций морской промышленности, управление рыболовством и отслеживание морских млекопитающих. [10] Их 15-летняя запись данных о топографии поверхности океана предоставила первую возможность наблюдать и понимать глобальное изменение циркуляции океана и уровня моря. Результаты улучшили понимание роли океана в изменении климата и улучшили прогнозы погоды и климата. Данные этих миссий используются для улучшения моделей океана, прогнозирования интенсивности ураганов, а также для выявления и отслеживания крупных океанических/атмосферных явлений, таких как Эль-Ниньо и Ла-Нинья. Данные также используются каждый день в таких разнообразных приложениях, как маршрутизация судов, повышение безопасности и эффективности операций в оффшорной промышленности, управление рыболовством и отслеживание морских млекопитающих.

TOPEX/Poseidon и Jason-1 внесли большой вклад [11] в понимание:

Изменчивость океана

Хотя спутник Topex/Poseidon 1993–2005 гг . (слева) измерял среднегодовой подъем уровня моря на 3,1 мм/год, Jason-1 измеряет подъем уровня моря всего на 2,3 мм/год, а спутник Envisat (2002–2012 гг.) измеряет подъем уровня моря всего на 0,5 мм/год. На этом графике вертикальная шкала представляет собой усредненный по всему миру средний уровень моря. Сезонные колебания уровня моря были удалены, чтобы показать основную тенденцию. (Изображение предоставлено Университетом Колорадо)

Миссии выявили удивительную изменчивость океана, насколько он меняется от сезона к сезону, из года в год, из десятилетия в десятилетие и даже в более длительных временных масштабах. Они положили конец традиционному представлению о квазиустойчивой крупномасштабной модели глобальной циркуляции океана, доказав, что океан быстро меняется во всех масштабах, от таких огромных явлений, как Эль-Ниньо и Ла-Нинья, которые могут охватывать всю экваториальную часть Тихого океана, до крошечных водоворотов, закручивающихся от большого течения Гольфстрим в Атлантике.

Изменение уровня моря

Измерения Jason-1 показывают, что средний уровень моря повышается со средней скоростью 2,28 мм (0,09 дюйма) в год с 2001 года. Это несколько меньше скорости, измеренной более ранней миссией TOPEX/Poseidon , но более чем в четыре раза больше скорости, измеренной более поздней миссией Envisat . Измерения среднего уровня моря с Jason-1 постоянно отображаются в виде графика на веб-сайте Centre National d'Études Spatiales на странице Aviso. Составной график уровня моря, использующий данные с нескольких спутников, также доступен на этом сайте.

Данные, полученные в ходе этих альтиметрических миссий, дали ученым важную информацию о том, как на уровень мирового океана влияют естественная изменчивость климата, а также деятельность человека.

Планетарные волны

TOPEX/Poseidon и Jason-1 ясно показали важность волн планетарного масштаба, таких как волны Россби и Кельвина . Никто не осознавал, насколько широко распространены эти волны. Эти волны шириной в тысячи километров приводятся в движение ветром под влиянием вращения Земли и являются важными механизмами передачи климатических сигналов через большие океанические бассейны. В высоких широтах они перемещаются в два раза быстрее, чем ученые считали ранее, показывая, что океан реагирует на изменения климата гораздо быстрее, чем было известно до этих миссий.

Океанские приливы

Точные измерения TOPEX/Poseidon и Jason-1 вывели знания об океанских приливах на беспрецедентный уровень. Изменение уровня воды из-за приливного движения в глубоком океане известно по всему земному шару с точностью до 2,5 сантиметров (1 дюйм). Эти новые знания пересмотрели представления о том, как рассеиваются приливы. Вместо того чтобы терять всю свою энергию на мелководье у берегов, как считалось ранее, около трети приливной энергии фактически теряется в глубоком океане. Там энергия потребляется путем смешивания воды с различными свойствами, что является фундаментальным механизмом в физике, регулирующим общую циркуляцию океана.

Модели океана

Наблюдения TOPEX/Poseidon и Jason-1 предоставили первые глобальные данные для улучшения производительности числовых моделей океана, которые являются ключевым компонентом моделей прогнозирования климата. Данные TOPEX/Poseidon и Jason-1 доступны в Центре исследований астродинамики Университета Колорадо, [12] в Центре распределенных активных архивов физической океанографии НАСА, [13] и во французском центре архива данных AVISO. [14]

Польза для общества

Данные альтиметрии имеют широкий спектр применения от фундаментальных научных исследований климата до маршрутизации судов. Приложения включают:

  • Климатические исследования : данные альтиметрии включаются в компьютерные модели для понимания и прогнозирования изменений в распределении тепла в океане, ключевого элемента климата.
  • Прогнозирование Эль-Ниньо и Ла-Нинья : понимание закономерностей и последствий климатических циклов, таких как Эль-Ниньо, помогает прогнозировать и смягчать катастрофические последствия наводнений и засух.
  • Прогнозирование ураганов : данные альтиметра и спутниковые данные об океанском ветре включаются в атмосферные модели для прогнозирования сезона ураганов и силы отдельных штормов.
  • Маршрутизация судов: карты океанских течений , водоворотов и векторов ветра используются в коммерческом судоходстве и прогулочном яхтинге для оптимизации маршрутов.
  • Оффшорная промышленность: кабелеукладочные суда и морские нефтяные операции требуют точного знания закономерностей циркуляции океана, чтобы свести к минимуму воздействие сильных течений.
  • Исследования морских млекопитающих : кашалотов, морских котиков и других морских млекопитающих можно отслеживать и, следовательно, изучать вокруг океанских водоворотов, где много питательных веществ и планктона.
  • Управление рыболовством : спутниковые данные позволяют определить океанские водовороты, которые приводят к увеличению количества организмов, входящих в морскую пищевую сеть, привлекая рыбу и рыбаков.
  • Исследование коралловых рифов : данные дистанционного зондирования используются для мониторинга и оценки экосистем коралловых рифов, которые чувствительны к изменениям температуры океана.
  • Отслеживание морского мусора : количество плавающего и частично затопленного материала, включая сети, древесину и обломки кораблей, увеличивается с ростом населения. Альтиметрия может помочь обнаружить эти опасные материалы.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "Топография поверхности океана из космоса". NASA/JPL. Архивировано из оригинала 13 мая 2008 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  2. ^ "Джейсон отправляется в плавание; спутник выслеживает солнечные/атмосферные качели в море". NASA/JPL. Архивировано из оригинала 17 февраля 2013 года . Получено 30 июня 2008 года . Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  3. ^ "Топография поверхности океана из космоса". NASA/JPL. Архивировано из оригинала 31 мая 2008 года. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  4. ^ "Топография поверхности океана из космоса". NASA/JPL. Архивировано из оригинала 6 августа 2002 года. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  5. ^ "Новые доказательства воздействия частиц на космический аппарат Jason-1" (PDF) . NASA. Июль 2011 г. Архивировано из оригинала (PDF) 20 октября 2011 г. Получено 2 февраля 2017 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  6. ^ "Tandem Mission Brings Ocean Currents Into Sharper Focus". NASA/JPL. Архивировано из оригинала 22 апреля 2009 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  7. ^ "Последний передатчик умирает, завершая вывод из эксплуатации спутника для зондирования океана" Ars Technica Дата получения: 25 мая 2017 г.
  8. ^ «Длительный запуск спутника Jason-1 Ocean Satellite Takes Final Bow», Jet Propulsion Laboratory , дата обращения: 25 мая 2017 г. Общественное достояниеВ этой статье использован текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
  9. ^ "OSTM/JASON-2 SCIENCE AND OPERATIONAL REQUIREMENTS". EUMETSAT. Архивировано из оригинала 28 сентября 2007 г.
  10. ^ "OSTM/JASON-2 SCIENCE AND OPERATIONAL REQUIREMENTS". EUMETSAT. Архивировано из оригинала 28 сентября 2007 г.
  11. ^ ""Наследие Topex/Poseidon и Jason 1", стр. 30. Пресс-кит по запуску миссии по топографии поверхности океана/Jason 2, июнь 2008 г." (PDF) . NASA/JPL. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  12. ^ "CCAR Near Real-time Altimetry Data Homepage". Университет Колорадо. Архивировано из оригинала 15 мая 2008 г.
  13. ^ "Физическая океанография DAAC". NASA. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  14. ^ "Aviso Altimetry". CNES.
  • Сайт Jason 1 и 2 в CNES (на французском)
  • Сайт Jason 1 и 2 в CNES (на английском языке)
  • Сайт TOPEX/Jason в NASA
  • DEOS: Система базы данных радиолокационных высотомеров (RADS)
  • Страница миссии NASA Jason-1
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Jason-1&oldid=1260730045"