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El Satélite Ambiental Operacional Geoestacionario ( GOES ), operado por la división del Servicio Nacional de Información, Datos y Satélites Ambientales de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) de los Estados Unidos , apoya el pronóstico del tiempo , el seguimiento de tormentas severas y la investigación meteorológica . Las naves espaciales y los elementos terrestres del sistema trabajan juntos para proporcionar un flujo continuo de datos ambientales. El Servicio Meteorológico Nacional (NWS) y el Servicio Meteorológico de Canadá utilizan el sistema GOES para sus operaciones de pronóstico y monitoreo del tiempo en América del Norte, y los investigadores científicos utilizan los datos para comprender mejor la dinámica de la tierra, la atmósfera, los océanos y el clima.
El sistema GOES utiliza satélites ecuatoriales geosincrónicos que, desde el lanzamiento del SMS-1 en 1974, han sido un elemento básico del seguimiento y pronóstico del tiempo en Estados Unidos.
La NASA supervisa la adquisición, el diseño y la fabricación de los satélites GOES .
NOAA es el proveedor oficial de datos terrestres GOES y datos meteorológicos espaciales GOES. También se puede acceder a los datos utilizando el software SPEDAS .
El primer satélite GOES, GOES-1, se lanzó en octubre de 1975. Le siguieron dos más, lanzados con casi dos minutos de diferencia con un año de diferencia, el 16 de junio de 1977 y 1978, respectivamente. Antes de los satélites GOES, se habían lanzado dos satélites meteorológicos síncronos (SMS); SMS-1 en mayo de 1974 y SMS-2 en febrero de 1975. Los satélites derivados de SMS eran naves espaciales estabilizadas por giro, que proporcionaban imágenes a través de un radiómetro de barrido de giro visible e infrarrojo, o VISSR. Los primeros tres satélites GOES utilizaron un bus Philco-Ford desarrollado para la generación anterior de satélites meteorológicos síncronos (SMS). [1]
Después de las tres naves espaciales SMS GOES, se adquirieron cinco satélites de Hughes , que se convirtieron en los satélites GOES de primera generación. Cuatro de ellos alcanzaron la órbita y el GOES-G se perdió en un lanzamiento fallido. [2]
Los siguientes cinco satélites GOES fueron construidos por Space Systems/Loral , bajo contrato con la NASA. [3] Los instrumentos de generación de imágenes y sonda fueron producidos por la División de Comunicaciones/Aeroespacial de ITT . GOES-8 y -9 fueron diseñados para funcionar durante tres años, mientras que -10, -11 y -12 tienen una vida útil prevista de cinco años. Los GOES-11 y -12 se lanzaron con suficiente combustible para diez años de funcionamiento, en caso de que sobrevivieran más allá de su vida útil prevista.
Se adjudicó a Hughes Corporation un contrato para desarrollar cuatro satélites GOES de tercera generación , cuyo lanzamiento estaba previsto en cohetes Delta III entre 2002 y 2010. [4] Después de una fusión con Hughes, Boeing se hizo cargo de los contratos de desarrollo y los lanzamientos se transfirieron al Delta IV , tras el retiro del Delta III. El contrato para el cuarto satélite, GOES-Q, se canceló posteriormente [5] y ese satélite sólo se completará en el caso de que otro satélite de tercera generación se pierda en un fallo de lanzamiento o falle poco después del lanzamiento. El primer satélite de tercera generación, el GOES-13, se lanzó en mayo de 2006 y originalmente sirvió como respaldo en órbita. [6] Sin embargo, en abril de 2010, el GOES-12 se trasladó a la cobertura de América del Sur y el GOES-13 se trasladó a la función GOES-Este. [7] Los satélites de tercera generación tienen una vida útil prevista de siete años, pero llevarán un exceso de combustible para permitirles operar durante más tiempo si es posible, como ocurre con los últimos dos satélites de segunda generación.
Lockheed Martin está construyendo los satélites de cuarta generación, la serie GOES-R, [9] utilizando el bus satelital A2100 . La serie GOES-R es un programa de cuatro satélites (GOES-R, -S, -T y -U) que ampliará la disponibilidad del sistema de satélites GOES operativo hasta 2036. [10] El primer satélite de la serie, el homónimo GOES-R, se lanzó el 19 de noviembre de 2016. [9] Pasó a llamarse GOES-16 al alcanzar la órbita. El segundo satélite de la serie, GOES-S, se lanzó el 1 de marzo de 2018. Al alcanzar la órbita, pasó a llamarse GOES-17 .
Hay cuatro satélites GOES disponibles para uso operativo.
El GOES-14 está almacenado a 105° O. El lanzamiento de este satélite, que antes de entrar en órbita fue designado GOES-O, se retrasó varias veces. [11] [12] Fue lanzado con éxito el 27 de junio de 2009 desde el Complejo de Lanzamiento Espacial 37, a cuestas en un cohete Delta IV. [13] Se sometió a pruebas posteriores al lanzamiento hasta diciembre de 2009 y luego se almacenó en órbita. [14] Este satélite forma parte de la serie GOES-N. GOES-14 ha sido y será activado en caso de que otro satélite GOES sufra un problema o sea dado de baja. [15] Fue designado temporalmente GOES-Este debido a dificultades técnicas con GOES-13 y se trasladó hacia la ubicación de GOES-Este. Después de la resolución de esos problemas, el GOES-14 fue devuelto al almacenamiento. [dieciséis]
El GOES-15 , que fue designado GOES-P antes de entrar en órbita, se lanzó con éxito el 4 de marzo de 2010. [17] [18] De 2011 a 2018, ocupó la posición GOES-Oeste a 135°O sobre el Océano Pacífico. [19] Se movió hacia el este hasta 128° W a partir del 29 de octubre de 2018 para dejar espacio al GOES-17 , que asumió la posición GOES-Oeste el 10 de diciembre de 2018. [20] El GOES-15 operó en conjunto con el GOES- 17 durante algún tiempo, pero se retiró a principios de 2020 y se trasladó a una órbita de estacionamiento. [21] [22] El GOES-15 volvió a su estado operativo en agosto de 2020 para llenar un vacío en las capacidades del sensor del GOES-17 debido a un problema de hardware.
GOES-16 ocupa la posición GOES-Este a 75° W. Este satélite, que fue designado GOES-R antes de entrar en órbita, fue lanzado por un cohete Atlas V desde el Complejo de Lanzamiento Espacial 41 en la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral en Florida el 19 de noviembre de 2016. [23] Se sometió a pruebas posteriores al lanzamiento hasta principios de 2017 antes de reemplazar al GOES-13 como GOES-Este .
El GOES-17 ocupa la posición GOES-Oeste a 137,2° W. El satélite, designado como GOES-S antes de entrar en órbita, fue lanzado por un cohete Atlas V desde el Complejo de Lanzamiento Espacial 41 el 1 de marzo de 2018. [24] Tras las pruebas posteriores al lanzamiento y resolución de un problema en su generador de imágenes, el satélite fue declarado operativo en febrero de 2019.
Varios satélites GOES todavía están en órbita, pero están inactivos o han sido reutilizados.
Aunque GOES-3 dejó de utilizarse para operaciones meteorológicas en 1989, pasó más de 20 años como parte fundamental de las comunicaciones entre los EE. UU. y la estación Amundsen-Scott del Polo Sur antes de ser desmantelado en 2016. [25] Los satélites geoestacionarios gastan combustible para mantener están estacionarios sobre el ecuador y, por lo tanto, normalmente no pueden verse desde los polos. Cuando ese combustible se agota, las perturbaciones solares y lunares aumentan la inclinación del satélite, de modo que su trayectoria terrestre comienza a describir un analema (una figura de 8 en dirección norte-sur). Esto suele poner fin a la misión principal del satélite. Sin embargo, cuando la inclinación es lo suficientemente alta, el satélite puede comenzar a elevarse por encima de los horizontes polares en los extremos de la figura 8, como fue el caso del GOES-3. En la estación se construyó una antena parabólica de nueve metros y se podía establecer comunicación con el satélite durante unas cinco horas al día. Las velocidades de datos rondaron los 2,048 megabytes/segundo (bidireccional) en condiciones óptimas.
GOES-8 , que fue designado GOES-I antes de entrar en órbita, era el satélite GOES-Este cuando estaba en funcionamiento. Se encuentra en una órbita de estacionamiento y se desplaza hacia el oeste a un ritmo de aproximadamente 4° diarios. [26] Fue dado de baja el 1 de abril de 2003 y desactivado el 5 de mayo de 2004 tras el fallo de su sistema de propulsión. [27]
El GOES-10 , que fue designado GOES-K antes de entrar en órbita, fue dado de baja el 2 de diciembre de 2009 y fue impulsado a una órbita cementerio . Ya no tenía combustible para las maniobras necesarias para mantenerlo en la estación. [28]
El GOES-11 , que fue designado GOES-L antes de entrar en órbita, tuvo una falla parcial el 6 de diciembre de 2011. Fue dado de baja el 16 de diciembre de 2011 y puesto en órbita cementerio.
El GOES-12 , que fue designado GOES-M antes de entrar en órbita, fue dado de baja el 16 de agosto de 2013 y puesto en órbita cementerio. [29]
El GOES-13 , que fue designado GOES-N antes de entrar en órbita, fue dado de baja el 3 de enero de 2018 y puesto en órbita de almacenamiento. Se transfiere a la Fuerza Espacial de EE. UU . y se ubica en 61,5ºE con el nuevo nombre EWS-G1.
Diseñada para operar en órbita geoestacionaria a 35.790 kilómetros (22.240 millas) sobre la Tierra, la nave espacial GOES observa continuamente los Estados Unidos continentales , los océanos Pacífico y Atlántico, América Central , América del Sur y el sur de Canadá. El diseño de tres ejes estabilizado por el cuerpo permite a los sensores "mirar fijamente" a la Tierra y, por lo tanto, obtener imágenes de las nubes con mayor frecuencia, monitorear la temperatura de la superficie de la Tierra y los campos de vapor de agua , y sondear la atmósfera para detectar sus estructuras verticales térmicas y de vapor. Se puede seguir la evolución de los fenómenos atmosféricos , asegurando una cobertura en tiempo real de eventos meteorológicos como tormentas locales severas y ciclones tropicales . La importancia de esta capacidad quedó demostrada durante los huracanes Hugo (1989) y Andrew (1992).
La nave espacial GOES también mejora los servicios operativos y mejora el apoyo a la investigación científica atmosférica, los modelos numéricos de predicción meteorológica y el diseño y desarrollo de sensores ambientales.
Los datos satelitales se transmiten en la banda L y se reciben en la estación terrestre de Adquisición de Datos y Comando de la NOAA en Wallops Island, Virginia [30] desde donde se difunden a los usuarios. Además, cualquiera puede recibir datos directamente de los satélites utilizando una pequeña antena parabólica y procesando los datos con un software especial. [31]
Los satélites GOES se controlan desde el Centro de Control de Operaciones de Satélites en Suitland, Maryland. Durante eventos climáticos importantes u otros eventos, los horarios normales pueden modificarse para brindar la cobertura solicitada por el NWS y otras agencias.
GOES-12 y superiores también han proporcionado una plataforma para el generador de imágenes de rayos X solares (SXI) y los instrumentos de monitoreo del entorno espacial (SEM).
El SXI proporciona monitoreo de alta cadencia de estructuras solares a gran escala para respaldar la misión del Centro de Servicios Ambientales Espaciales (SESC). Sin embargo, la unidad SXI del GOES-13 resultó dañada por una erupción solar en 2006. El SESC, como servicio nacional de "clima espacial", recibe, monitorea e interpreta una amplia variedad de datos solares-terrestres. También emite informes, alertas y pronósticos para eventos especiales como erupciones solares o tormentas geomagnéticas. Esta información es importante para el funcionamiento de los sistemas de navegación y comunicaciones por satélite y ondas de radio militares y civiles. La información también es importante para las redes de energía eléctrica, las misiones de exploradores geofísicos, astronautas de la estación espacial, aviadores de gran altitud e investigadores científicos.
El SEM mide el efecto del Sol en el entorno electromagnético solar-terrestre cercano a la Tierra, proporcionando datos en tiempo real al SESC.
La misión principal de un satélite GOES la llevan a cabo los principales instrumentos de carga útil, que son el Imager y el Sounder. El Imager es un instrumento multicanal que detecta la energía radiante infrarroja y la energía solar reflejada visible de la superficie y la atmósfera de la Tierra. La sonda proporciona datos sobre la temperatura atmosférica vertical y los perfiles de humedad, la temperatura de la superficie y de las cimas de las nubes y la distribución del ozono .
GOES también ofrece el Sistema de Recopilación de Datos , un servicio de retransmisión y recopilación de datos satelitales de plataforma meteorológica terrestre . [33] Otros instrumentos a bordo de la nave espacial son el conjunto SEM, que consta de un magnetómetro , un sensor de rayos X , un detector de protones y partículas alfa de alta energía y un sensor de partículas energéticas.
Las naves espaciales de la serie GOES-N (GOES-13 a GOES-15) también tienen un sensor ultravioleta extremo orientado hacia el sol.
Además, los satélites GOES llevan un repetidor de búsqueda y rescate que recopila datos de radiobalizas indicadoras de posición de emergencia y balizas transmisoras de localización de emergencia, que se utilizan durante las operaciones de búsqueda y rescate por el Centro de Coordinación de Rescate de la Fuerza Aérea de EE. UU .
El paquete de instrumentos propuesto para la serie GOES-R inicialmente incluía lo siguiente: [34] [35]
En septiembre de 2006, se canceló el HES.
Antes de ser lanzados, los satélites GOES se designan con letras (A, B, C, etc.). Una vez que un satélite GOES se lanza con éxito, se le vuelve a designar con un número (1, 2, 3, etc.). Entonces, GOES-A a GOES-F se convirtió en GOES-1 a GOES-6. Debido a que GOES-G fue un fracaso en el lanzamiento, nunca recibió un número. GOES-H a GOES-R se convirtió en GOES-7 a GOES-16 (omitiendo GOES-Q, que no se construyó).
Una vez operativos, las diferentes ubicaciones utilizadas por los satélites reciben un nombre correspondiente a las regiones que cubren. Estos son GOES-Este y GOES-Oeste, que vigilan las mitades este y oeste de los EE. UU., respectivamente. GOES-Este está ocupado por GOES-16, [36] mientras que GOES-Oeste está ocupado por GOES-17. La designación -Este/-Oeste se utiliza con más frecuencia que la designación numérica del satélite. GOES-IO ( Océano Índico ), una nueva designación revelada a principios de mayo de 2020, está actualmente ocupada por GOES-13 (DOD-1). [37]
También hubo una posición GOES-Sur, cuyo objetivo es brindar cobertura dedicada a América del Sur. Antes de que la serie GOES-R entrara en funcionamiento, a menos que se dedicara un satélite a este continente, las imágenes de América del Sur se actualizaban cada 3 horas en lugar de cada 30 minutos. [38] La estación GOES-Sur generalmente se asignaba a satélites más antiguos cuyas operaciones en América del Norte han sido asumidas por satélites nuevos. Por ejemplo, el GOES-10 se trasladó de la posición GOES-Oeste al GOES-Sur después de haber sido reemplazado en la estación Oeste por el GOES-11. Cuando el GOES-10 fue dado de baja el 1 de diciembre de 2009, el GOES-12 se hizo cargo del GOES-Sur. Desde el retiro del GOES-12 el 16 de agosto de 2013, la estación GOES-Sur ha estado desocupada. Desde entonces, GOES-16 ha hecho obsoleta la necesidad de un satélite GOES-Sur dedicado; A partir de 2019, el satélite produce imágenes de disco completo cada 10 minutos.
En septiembre de 2006, la NOAA redujo el número previsto de satélites GOES-R de cuatro a dos debido a preocupaciones sobre los sobrecostos. El calendario de entrega previsto también se ralentizó para reducir costes. El costo esperado de la serie es de 7.690 millones de dólares , un aumento de 670 millones de dólares con respecto a la estimación anterior de 7.000 millones de dólares. [39]
El contrato para la construcción de los satélites y la fabricación del magnetómetro, SUVI y GLM se adjudicó a Lockheed Martin. Esta adjudicación fue impugnada por el postor perdedor Boeing; [40] sin embargo, la protesta fue posteriormente desestimada.
El instrumento ABI fue entregado por L3Harris (anteriormente ITT Exelis ). [41] El SEISS fue entregado por Assurance Technology Corporation.
XRS y EUVS se están combinando en los sensores de irradiancia de rayos X y ultravioleta extremo (EXIS), que fueron entregados por el Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial de la Universidad de Colorado . [42]
El contrato para el sistema terrestre, incluido el procesamiento de datos, se adjudicó a un equipo liderado por la división Weather Systems de L3Harris , incluidos subcontratos para Boeing, Atmospheric and Environmental Research (AER), Honeywell , Carr Astronautics, Wyle Laboratories y Ares . [43]
Las naves espaciales GOES han sido fabricadas por Boeing (GOES-D a -H y GOES-N a -P) y Space Systems/Loral (GOES-A a -C y GOES-I a -M). La serie GOES-I (IM) y la serie GOES-N (NP) están documentadas en el "Libro de datos GOES I – M" y el "Libro de datos de la serie GOES-N", respectivamente. Lockheed Martin está construyendo la serie GOES-R y el primero y el segundo de la serie, GOES-16 y -17, estarán operativos antes de mediados de 2019. [44] [45]
Boeing habría construido y lanzado el GOES-Q sólo si el GOES-O o el GOES-P no hubieran sido entregados en órbita en buen estado de funcionamiento.
Lombardi, Michael A.; Hanson, D. Wayne (marzo-abril de 2005). "El servicio de código de tiempo GOES, 1974-2004: una retrospectiva". Revista de Investigación del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología . 110 (2): 79–96. doi :10.6028/jres.110.008. PMC 4847573 . PMID 27308105.
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