0°00′N 75°12′W / 0°N 75,2°W / 0; -75,2
GOES-16 , anteriormente conocido como GOES-R antes de alcanzar la órbita geoestacionaria , es el primero de la serie GOES-R de satélites ambientales operativos geoestacionarios (GOES) operados por la NASA y la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA). GOES-16 sirve como satélite meteorológico geoestacionario operativo en la posición GOES Este a 75,2°O , proporcionando una vista centrada en las Américas . GOES-16 proporciona imágenes de la Tierra de alta resolución espacial y temporal a través de 16 bandas espectrales en longitudes de onda visibles e infrarrojas utilizando su generador de imágenes de referencia avanzado (ABI). El Mapeador de Rayos Geoestacionario (GLM) del GOES-16 es el primer mapeador de rayos operativo que vuela en órbita geoestacionaria. La nave espacial también incluye otros cuatro instrumentos científicos para monitorear el clima espacial y el Sol .
El diseño y la instrumentación del GOES-16 comenzaron en 1999 y estaban destinados a cumplir con los requisitos clave de satélites de la NOAA publicados ese año. Después de casi una década de planificación de instrumentos, en 2008 se contrató la fabricación de naves espaciales a Lockheed Martin Space Systems ; La construcción del GOES-16 comenzó en 2012 y duró hasta 2014, cuando el satélite entró en la fase de pruebas. Después de varios retrasos en el lanzamiento, el GOES-16 se lanzó desde Cabo Cañaveral el 19 de noviembre de 2016 a bordo de un Atlas V de United Launch Alliance (ULA) . La nave espacial alcanzó una órbita geoestacionaria inicial varios días después, comenzando una fase de verificación y validación no operativa de un año de duración. En noviembre de 2017, GOES-16 comenzó a desplazarse hacia su posición operativa GOES Este y fue declarado en pleno funcionamiento el 18 de diciembre de 2017. Se espera que el satélite tenga una vida útil operativa de diez años, con cinco años adicionales como respaldo para sucesivos GOES nave espacial.
El programa Geoestacionario Operacional Ambiental Satélite (GOES) comenzó como un esfuerzo conjunto entre la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA) y la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) en 1975 para desarrollar satélites meteorológicos geoestacionarios tras el éxito del Satélite de Tecnología de Aplicaciones ( ATS) y programas de satélites meteorológicos síncronos a partir de 1966. [2] En el Documento de requisitos operativos (ORD) de 1999 para la evolución de los futuros satélites geoestacionarios operativos de la NOAA , la NOAA enumeró los requisitos de los instrumentos para la próxima generación de generadores de imágenes y sondas GOES . Las principales prioridades incluían capacidades de observación continua, la capacidad de observar fenómenos meteorológicos en todas las escalas espaciales y una resolución espacial y temporal mejorada tanto para el generador de imágenes como para el sondeo. Estas especificaciones sentaron las bases conceptuales para los instrumentos que eventualmente se incluirían en el GOES-16. [3]
El desarrollo más concreto del GOES-16 comenzó con los diseños iniciales de un generador de imágenes de referencia avanzado (ABI), que comenzó en junio de 1999 bajo la dirección de Tim Schmitt del Servicio Nacional de Información, Datos y Satélites Ambientales (NESDIS). [4] [5] En sus inicios, se consideró la inclusión de diez bandas espectrales en el nuevo ABI, derivadas de seis instrumentos de otros satélites. En septiembre de 1999, el Consejo de Investigación y Desarrollo de la NOAA respaldó el desarrollo continuo del instrumento con los anchos de banda y frecuencias sugeridos. [6] A medida que el instrumento se fue perfeccionando, el número de bandas espectrales potenciales aumentó de las diez iniciales a doce en octubre de 1999. [4] Además del ABI, también comenzó el desarrollo de la sonda base avanzada (ABS), que formaría parte de un conjunto ambiental hiperespectral (HES) de instrumentos en los satélites GOES de próxima generación. [3] Al igual que el ABI, el HES también marcó mejoras significativas en la resolución y la cobertura espacial. [7] Las previsiones iniciales eran que el ABI se incluiría como parte del GOES a partir del lanzamiento previsto del GOES-Q en 2008. [8]
En 2001, la NOAA planeó que la generación GOES-R de satélites GOES comenzara con el lanzamiento esperado de GOES-R en 2012, con ABI y ABS como instrumentación esperada. GOES-R y sus satélites hermanos conducirían a mejoras sustanciales en la precisión y el detalle de los pronósticos al proporcionar nuevos productos operativos para los usuarios. [9] Cuatro años más tarde, el número de bandas espectrales propuestas en el instrumento ABI aumentó a 16, cubriendo una franja de longitudes de onda visibles e infrarrojas . [10] En septiembre de 2006, la NOAA abandonó sus planes de incluir el HES a bordo del GOES-R, citando una falta de pruebas suficientes y importantes sobrecostos en el desarrollo del Sistema Nacional de Satélites Ambientales Operacionales en órbita polar (NPOESS). [11] Aunque se esperaba que la serie GOES-R costara 6.200 millones de dólares en total, la mayor complejidad de los instrumentos, los supuestos de inflación revisados y las reservas del programa llevaron a la Oficina de Responsabilidad Gubernamental a estimar un costo mucho mayor de 11.400 millones de dólares para el programa en 2006. [12]
En diciembre de 2008, la NASA y la NOAA seleccionaron a Lockheed Martin Space Systems como contratista para la fabricación de los dos primeros satélites de la generación GOES-R, incluido el GOES-R, por un valor estimado del contrato de 1.090 millones de dólares. [13] La revisión del diseño preliminar se completó poco más de dos años después, [14] y la revisión del diseño crítico se completó en mayo de 2012. [15] La construcción del bus satelital se contrató a Alliant Techsystems (ATK) y el trabajo comenzó poco después. y la estructura central estuvo lista para pruebas en enero de 2013. [16] Los sensores de irradiancia ultravioleta extrema y de rayos X (EXIS) se convirtieron en los primeros instrumentos listos para instalar para GOES-R en mayo de 2013, [17] mientras que el ABI se convirtió en integración -listo en febrero de 2014; [18] Los módulos del sistema y de propulsión de la nave espacial se entregaron tres meses después, finalizando la fase de construcción inicial y permitiendo la integración y prueba completa de la nave espacial en las instalaciones de Lockheed Martin en Colorado . [19] Luego, el satélite fue transferido al Centro Espacial Kennedy el 22 de agosto de 2016 para someterse a pruebas adicionales y preparar la nave espacial para su lanzamiento. [20]
El GOES-16 y otros satélites de la generación GOES-R se basan en un derivado del autobús de la nave espacial A2100 de Lockheed Martin capaz de soportar hasta 2.800 kg (6.200 lb) de masa seca con capacidades de potencia superiores a 4 kW hasta el final de la vida útil de la nave espacial. . [21] Con propulsor, GOES-16 tenía una masa total de 5.192 kg (11.446 lb), con una masa seca de 2.857 kg (6.299 lb). La nave espacial tiene unas dimensiones de 6,1 m × 5,6 m × 3,9 m (20 pies × 18 pies × 13 pies). [22] GOES-16 funciona con un conjunto de paneles solares que contienen cinco paneles solares que se plegaron en el lanzamiento y se desplegaron después del despliegue. [23] El GOES-16 fue diseñado para tener una vida útil de 15 años, incluidos 10 años como satélite operativo y cinco años adicionales como respaldo para los sucesivos satélites GOES. El subsistema de manejo de datos y comandos del GOES-16 se basa en el bus SpaceWire ; Se desarrolló una versión modificada del protocolo SpaceWire específicamente para GOES-16 como medida de reducción de costos y riesgos, y British Aerospace desarrolló el circuito integrado específico de la aplicación asociada . El protocolo de entrega de datos confiable (GRDDP) GOES complementa las capacidades SpaceWire preexistentes e incluye detección y recuperación de pérdida de paquetes . [21] Los instrumentos del satélite recopilan y transfieren datos de carga útil a la nave espacial a 10-100 Mbit/s. La estabilidad y precisión de la nave espacial se mantienen mediante varias ruedas de reacción , girómetros y un rastreador de estrellas . GOES-16 es también la primera nave espacial civil geoestacionaria que utiliza GPS para evaluar su órbita . Dicho equipo de calibración está destinado a establecer la posición del satélite dentro de un radio de 100 m (330 pies) con una confianza de 3σ . [24]
El generador de imágenes de línea de base avanzada (ABI) y el mapeador de rayos geoestacionario (GLM) conforman los instrumentos orientados hacia la Tierra o que apuntan al nadir del GOES-16 . Estos están colocados en una plataforma estable puntiaguda de precisión aislada del resto de la nave espacial. [25]
El Advanced Baseline Imager (ABI) es el principal instrumento de imágenes del GOES-16 y proporciona más del 65 por ciento de todos los productos de datos del GOES-16. ABI, un radiómetro de imágenes pasivas multicanal , toma imágenes de la Tierra con 16 bandas espectrales, incluidos dos canales visibles , cuatro canales de infrarrojo cercano y diez canales de infrarrojos . Las bandas individuales están optimizadas para diversos fenómenos atmosféricos, incluida la formación de nubes, el movimiento atmosférico, la convección , la temperatura de la superficie terrestre, la dinámica del océano, el flujo de agua, el fuego, el humo, las columnas de ceniza volcánica , los aerosoles y la calidad del aire , y la salud vegetativa. La banda visible "roja" 2 de ABI ( λ = 0,64 μm) tiene la resolución más alta entre las 16 bandas a 0,5 km (0,31 millas) por píxel. Las otras bandas de luz visible y del infrarrojo cercano tienen una resolución de 1 km (0,62 millas), mientras que las bandas infrarrojas tienen una resolución de 2 km (1,2 millas) por píxel. [26]
Los sensores del ABI están hechos de diferentes materiales según la banda espectral: el silicio se utiliza para los sensores que funcionan en luz visible y el telururo de mercurio y cadmio se utiliza para los sensores que funcionan en el infrarrojo cercano y el infrarrojo. [27] Una unidad electrónica ABI y una electrónica de control del crioenfriador complementan la unidad del sensor para alimentar el generador de imágenes y mantener el instrumento a temperaturas criogénicas ; [27] [28] todos los componentes electrónicos y el conjunto de sensores son redundantes para garantizar la longevidad del funcionamiento. [27] El desarrollo del ABI fue contratado por Harris Corporation de Fort Wayne, Indiana . [26] Varias otras empresas participaron en el desarrollo y fabricación del ABI, incluidas BAE Systems , BEI Technologies, Babcock Corporation , DRS Technologies , L3 Technologies SSG-Tinsley y Northrop Grumman Space Technology . [29]
El ABI toma imágenes con tres extensiones geográficas diferentes, [26] y cada imagen se produce como una combinación de exploraciones de imágenes estrechas unidas de oeste a este realizadas por el instrumento. [30] En el modo de operación predeterminado "flexible" (modo de escaneo 3), el ABI produce imágenes de disco completo de la Tierra cada 15 minutos, con una resolución espacial de 0,5 a 2 km (0,31 a 1,24 millas). [27] [26] Sin embargo, el ABI también puede funcionar en modo de disco continuo (modo de escaneo 4), mediante el cual las imágenes del disco completo se graban cada 5 minutos. [27] [26] Las imágenes de disco completo se componen de 26 tiras de imágenes, lo que las hace más eficientes que el generador de imágenes GOES anterior, que se fabricó con 1300 tiras de imágenes. [31] El instrumento también toma imágenes de un área de 5.000 km × 3.000 km (3.100 mi × 1.900 mi) centrada en los Estados Unidos continentales cada cinco minutos con una resolución de 0,5 a 2 km (0,31 a 1,24 mi). Siempre que sea posible, el ABI también puede obtener imágenes de fenómenos de mesoescala en dos áreas seleccionadas de 1000 km × 1000 km (620 mi × 620 mi) cada 60 segundos con una resolución de 0,5 a 2 km (0,31 a 1,24 mi). [26] Los modos de escaneo variables hacen del GOES-16 el primer satélite GOES configurable mientras está en órbita. [31] Además, un difusor solar nuevo en el GOES-16 permite la calibración de los datos de imágenes ABI. [27] El 2 de abril de 2019, el ABI del GOES-16 se reconfiguró para utilizar el modo de escaneo 6 como predeterminado, lo que permite escaneos completos del disco cada 10 minutos. [32] [33]
El ABI a bordo del GOES-16 representa una mejora significativa con respecto al generador de imágenes a bordo de los satélites GOES anteriores. Las dieciséis bandas espectrales del ABI, a diferencia de las cinco de la generación anterior del GOES, representan un aumento del doble en la información espectral. Además, el ABI presenta una resolución espacial hasta cuatro veces mayor y una resolución temporal cinco veces mayor que el generador de imágenes GOES anterior. [34] El ABI es casi idéntico al Advanced Himawari Imager (AHI) utilizado por primera vez en el Himawari 8 de la Agencia Meteorológica de Japón , que se lanzó el 7 de octubre de 2014. [35] Los dos instrumentos comparten 15 de las mismas bandas espectrales y tienen una banda espectral exclusiva de cada instrumento: el ABI presenta una banda de infrarrojo cercano de 1,37 μm para la detección de nubes cirros, mientras que el AHI utiliza una banda de 0,51 μm optimizada para la reflectancia alrededor de la porción verde del espectro visible . [27] Al carecer de una banda explícita para la luz verde, se crean imágenes en color verdadero para ABI utilizando la combinación de las bandas visibles roja y azul del ABI junto con una banda verde sintetizada; La banda verde simulada se crea aplicando algoritmos basados en MODIS y AHI a las bandas espectrales ABI existentes. [36]
El mapeador de rayos geoestacionario (GLM) GOES-16 es un detector de infrarrojo cercano de un solo canal que monitorea la luz de corta duración emitida por los rayos . [53] Al mapear los relámpagos, los datos GLM se pueden utilizar para alertar a los pronosticadores sobre el incipiente clima severo, ya que las tormentas en desarrollo o los progenitores de tornados a menudo exhiben un aumento en la actividad de los relámpagos debido a la intensificación de las corrientes ascendentes ; [54] [55] [56] por extensión, dicha información también puede reducir las tasas de falsas alarmas de advertencias de tormentas eléctricas severas y tornados . [54] GOES-16 fue la primera nave espacial en llevar un mapeador de rayos en órbita geoestacionaria. [57] El GLM puede detectar rayos de nube a nube y de nube a tierra durante el día y la noche, complementando la detección de rayos terrestres . [53] [55] La sensibilidad de GLM da como resultado una tasa de detección del 70% al 90% de todos los rayos en su área de visualización. [58] La cámara es un CCD de 1372 × 1300 píxeles sensible a la luz de 777,4 nm con una resolución espacial de 8 km (5,0 millas) en el nadir y 14 km (8,7 millas) cerca del borde del campo de visión del instrumento. , [54] dando como resultado una resolución espacial promedio de aproximadamente 10 km (6,2 millas). [53] Se eligió la banda de 777,4 nm porque los rayos tienen tres líneas espectrales prominentes que se originan en el oxígeno atómico centrado en 777,4 nm. [56] [59] La cobertura latitudinal del instrumento está limitada a entre 52°N y 52°S. [60] Para limitar la interferencia de luz no deseada, se colocan un filtro de bloqueo solar y un filtro de rechazo solar en la parte frontal de la apertura del instrumento. [56] El GLM puede tomar una imagen cada 2 ms, o 500 fotogramas por segundo , con un enlace descendente de datos de 7,7 Mbit/s. [54] La información del GLM se utiliza para determinar la frecuencia, ubicación y extensión de los rayos. [53] Los datos del GLM se pueden mapear en tiempo real utilizando software de código abierto que también ha sido adaptado por el Servicio Meteorológico Nacional de los Estados Unidos [61] [62] El desarrollo del GLM fue contratado por el Centro de Tecnología Avanzada Lockheed Martin. en Palo Alto, California . [54]
GLM es capaz de detectar bólidos en la atmósfera, algo que no estaba previsto durante el diseño del instrumento, facilitando así la ciencia de los meteoritos . [63]
Los componentes del GOES-16 orientados hacia el Sol o orientados al Sol incluyen EXIS y SUVI, que están ubicados en una plataforma de orientación solar (SPP) en el yugo del panel solar de la nave espacial ; el SPP rastrea el movimiento diario y estacional del sol en relación con GOES-16 y también admite los servicios de carga útil únicos de GOES-16. [25]
Los sensores de irradiancia ultravioleta extrema y rayos X (EXIS) son un par de sensores que monitorean la irradiancia solar en la atmósfera superior de la Tierra. Al monitorear la irradiancia, EXIS puede detectar erupciones solares que pueden alterar las redes eléctricas , las comunicaciones y los sistemas de navegación en la Tierra y los satélites. La variabilidad en la irradiancia influye en las condiciones de la ionosfera y la termosfera . El sensor ultravioleta extremo (EUVS) monitorea los cambios en la irradiancia ultravioleta extrema solar que dan forma a la variabilidad atmosférica superior, [64] con un rango de longitud de onda ultravioleta de 5 a 127 nm. [65] Los datos de EUVS pueden anticipar apagones de radio para comunicaciones de alta frecuencia (HF) en latitudes bajas y la expansión de la termosfera, lo que puede inducir una mayor resistencia y degradar los instrumentos en satélites en órbita terrestre baja . El componente del sensor de rayos X (XRS) de EXIS monitorea las erupciones solares a través de la irradiancia de rayos X , lo que permite predecir un evento de partículas solares . [64] El XRS detecta rayos X con longitudes de onda entre 0,05 y 0,8 nm. [65] En conjunto, el instrumento EXIS pesa 30 kg (66 lb) y consume 40 W de energía. [64]
El Solar Ultraviolet Imager (SUVI) es un telescopio ultravioleta a bordo del GOES-16 que produce imágenes de disco completo del sol en el rango ultravioleta extremo , sucediendo al antiguo instrumento GOES Solar X-ray Imager a bordo de generaciones anteriores de satélites GOES. Los objetivos de SUVI son localizar agujeros coronales , detectar y localizar erupciones solares, monitorear cambios que indican eyecciones de masa coronal , detectar regiones activas más allá del extremo este del Sol y analizar la complejidad de las regiones activas del Sol. El telescopio está compuesto por seis bandas de longitudes de onda diferentes centradas entre 94 y 304 Å especializadas en diferentes características solares. [66] El generador de imágenes ultravioleta del GOES-16 es análogo al Telescopio de imágenes ultravioleta extremo del Observatorio Solar y Heliosférico . [67]
GOES-16 cuenta con dos instrumentos, el Magnetómetro (MAG) y el Space Environment In-Situ Suite (SEISS), que proporcionan observaciones localizadas in situ de partículas de alta energía y campos magnéticos en órbita geoestacionaria. [25]
El magnetómetro GOES-16 (MAG) es un magnetómetro de compuerta de flujo triaxial que mide el campo magnético de la Tierra en las extensiones exteriores de la magnetosfera desde una órbita geoestacionaria. [68] MAG proporciona datos generales sobre la actividad geomagnética , que pueden utilizarse para detectar tormentas solares y validar modelos del entorno espacial a gran escala; [69] las partículas cargadas asociadas con la interacción del viento solar y la magnetosfera presentan riesgos de radiación peligrosos para las naves espaciales y los vuelos espaciales tripulados. [70] El magnetómetro toma muestras del campo magnético con una resolución de 0,016 nT a una frecuencia de 2,5 Hz. [69] En GOES-16, MAG consta de dos sensores colocados en un brazo desplegable de 8 m (26 pies), que separa los instrumentos del cuerpo principal de la nave espacial para reducir la influencia de la propia firma magnética del satélite. El diseño triaxial permite la medición de los componentes vectoriales ortogonales del campo magnético de la Tierra. [24] El desarrollo del instrumento fue contratado por Lockheed Martin Advanced Technology Center con sede en Palo Alto, California . [69] Los componentes electrónicos y de sensores de MAG fueron construidos por Macintyre Electronic Design Associates, Inc. (MEDA) en Sterling, Virginia , mientras que el brazo desplegable fue construido por ATK en Goleta, California . [71]
El Space Environment In-Situ Suite (SEISS) consta de cuatro sensores con una amplia variación en el campo de visión que monitorean los flujos de protones , electrones e iones pesados en la magnetosfera. [72] [25] [nota 1] La suite monitorea 27 canales de energía diferencial de electrones y 32 canales de energía diferencial de protones, un aumento con respecto a los seis canales de energía de electrones y 12 canales de energía de protones monitoreados por la generación anterior de satélites GOES-N. [24] El sensor energético de iones pesados (EHIS) mide específicamente los flujos de iones pesados, incluidos los atrapados en la magnetosfera de la Tierra y las partículas originadas en el sol o en los rayos cósmicos . Hay dos sensores de partículas magnetosféricas, bajo y alto (MPS-LO y MPS-HI, respectivamente) que miden los flujos de electrones y protones. MPS-LO mide el flujo de energía baja en un rango de 30 eV –30 keV; Los electrones con estas energías pueden causar una carga involuntaria de la nave espacial, provocando descargas electrostáticas o arcos en los componentes del GOES-16, lo que resulta en daños significativos y permanentes al hardware. [72] MPS-HI mide electrones de energía media a alta con energías de hasta 4 MeV y protones con energías de hasta 12 MeV. [74] Los electrones con estas energías penetran fácilmente en las naves espaciales y pueden provocar una ruptura dieléctrica interna o daños por descarga. [72] El instrumento del sensor de protones solares y galácticos (SGPS) incluido en SEISS mide protones energéticos de fuentes solares o galácticas que se encuentran en la magnetosfera. [72] Estos protones en grandes cantidades pueden causar efectos biológicos en los seres humanos en altitudes elevadas, así como apagones de HF en las regiones polares. [75] El desarrollo de SEISS fue contratado por Assurance Technology Corporation en Carlisle, Massachusetts , y subcontratado a la Universidad de New Hampshire . [72] [76]
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La NASA seleccionó el Atlas V 541 operado por United Launch Services como vehículo de lanzamiento para GOES-R el 5 de abril de 2012, con una fecha de lanzamiento prevista para octubre de 2015 desde el Complejo de Lanzamiento Espacial de la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral 41 . En combinación con el GOES-S posterior, se esperaba que las operaciones de lanzamiento costaran 446 millones de dólares. [77] La fecha de lanzamiento se eligió relativamente pronto para mantener el funcionamiento de la constelación de satélites GOES a pesar de que solo había un 48% de confianza en el cumplimiento de la fecha de lanzamiento de octubre de 2015; una auditoría realizada por la Oficina del Inspector General del Departamento de Comercio en abril de 2013 destacó estas preocupaciones y proyectó un lanzamiento en febrero de 2016 que reduciría el estrés del desarrollo a costa de aumentar el riesgo de brechas en la cobertura satelital en caso de que fallaran los satélites de respaldo operativos. [78] Las dificultades con el software y el equipo de comunicaciones del GOES-R provocaron que el lanzamiento previsto se retrasara hasta principios de 2016, y el 15 de octubre de 2015, el lanzamiento se retrasó hasta el 13 de octubre de 2016. [79] A principios de octubre de 2016, el GOES-R fue asegurado en preparación para el cercano paso del huracán Matthew y no sufrió ningún daño. [80] [81] Sin embargo, el vuelco de una furgoneta del sistema terrestre que albergaba la nave espacial y el descubrimiento de una falla en el propulsor del cohete Atlas V, el mismo problema que había impedido el lanzamiento de WorldView-4 a principios de 2016, resultó en otro retraso de la ventana de lanzamiento hasta el 19 de noviembre de 2016. [82] [83]
El 18 de noviembre de 2016, la nave espacial GOES-R acoplada y el vehículo de lanzamiento Atlas V se trasladaron a la plataforma de lanzamiento en el Complejo de Lanzamiento Espacial 41. [84] [85] El GOES-R se lanzó el 19 de noviembre de 2016 a las 23:42 UTC ( 6:42 pm EST ) desde el Complejo de Lanzamiento Espacial 41 de la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral a bordo de un cohete Atlas V. [86] [87] Un problema no revelado en la Cordillera Oriental y la verificación de una posible preocupación en otro cohete habían retrasado el lanzamiento una hora hacia el final de la ventana de lanzamiento del 19 de noviembre. [88] El Atlas V estaba en la configuración 541 con número de cola AV-069 y fue administrado por United Launch Alliance ; [87] [nota 2] el lanzamiento fue el número 100 del programa de vehículos de lanzamiento desechables evolucionados y el 138 del programa Atlas . [89] [88] El ascenso del Atlas V se dirigió ligeramente al sur del este sobre el Océano Atlántico . Después de la primera etapa del cohete, encendidos adicionales en etapas posteriores dirigieron la nave espacial hacia la altitud necesaria para la órbita geosincrónica . La separación de la nave espacial del vehículo de lanzamiento se produjo sobre Indonesia aproximadamente 3,5 horas después del lanzamiento, [90] colocando al GOES-R en una órbita de transferencia geoestacionaria elíptica de baja inclinación con un perigeo de 5.038 mi (8.108 km) y un apogeo de 21.926 mi (35.286 km ). ). [87]
Luego, la nave espacial inició varios encendidos utilizando sus propios sistemas de propulsión independientes para refinar su órbita y colocarla en la posición geoestacionaria prevista, con ocho días dedicados a aumentar su radio orbital y cuatro al ajuste orbital. [91] [92] Durante la primera quema correctiva, la armadura que sujeta la boquilla del motor principal se calentó a temperaturas anormalmente altas. Aunque se revisaron los límites de temperatura excedidos antes del vuelo, los cuatro encendidos posteriores se limitaron a menos de 41 minutos cada uno por precaución, lo que lo llevó a su órbita geoestacionaria preliminar diez días después del lanzamiento. [93] Al alcanzar la órbita geoestacionaria, el GOES-R fue redesignado como GOES-16 , iniciando una fase de verificación y validación extendida de un año de duración. [94] La nave espacial se colocó inicialmente en una posición de prueba no operativa a 89,5 ° W, [95] con GOES-13 y GOES-15 sirviendo como satélites meteorológicos operativos en las posiciones tradicionales GOES Este y GOES Oeste, respectivamente. [94] Inicialmente, los instrumentos se mantuvieron inactivos durante un período de 30 días para permitir la desgasificación y la eliminación de cualquier contaminante en la nave espacial. [93] Los primeros datos científicos del GOES-16 se recibieron del instrumento MAG el 22 de diciembre de 2016, [96] mientras que las primeras imágenes del ABI se recopilaron el 15 de enero de 2017 y se publicaron el 23 de enero de 2017. [97] El 25 de mayo En 2017, la NOAA anunció que el GOES-16 ocuparía la posición GOES Este una vez que estuviera operativo, reemplazando al GOES-13. [98] El movimiento del GOES-16 a su posición operativa comenzó alrededor de las 13:30 UTC del 30 de noviembre de 2017, desplazándose aproximadamente 1,41° por día hasta una longitud final de 75,2°W; Durante este tiempo, los instrumentos de la nave espacial se mantuvieron en modo de diagnóstico sin recopilación ni transmisión de datos. [99] El GOES-16 alcanzó la posición GOES Este el 11 de diciembre y, tras un período de calibración, reanudó la recopilación y transmisión de datos del instrumento tres días después. [99] [100] El 18 de diciembre de 2017, GOES-16 fue declarado en pleno funcionamiento. [101]
Además de su carga útil científica principal, GOES-16 también cuenta con la suite Unique Payload Services (UPS) que proporciona servicios de retransmisión de comunicaciones auxiliares a las operaciones principales de la misión: [102]
Se diseñó especialmente un sistema terrestre integrado para la adquisición, el procesamiento y la difusión de datos para el GOES-16 y otros satélites de la generación GOES-R de naves espaciales GOES. La Instalación de Operaciones de Satélites de NOAA en Suitland, Maryland , sirve como punto de mando para las operaciones de la misión GOES, mientras que la Estación de Adquisición de Datos y Comando Wallops en las Instalaciones de Vuelo Wallops en Wallops Island, Virginia , maneja la telemetría, el seguimiento, el comando y la telemetría del GOES-16. datos del instrumento. Una segunda estación en Fairmont, Virginia Occidental , sirve como respaldo consolidado designado para las instalaciones de Wallops. [105] [106] Las antenas de Wallops están diseñadas para soportar vientos sostenidos de 110 mph (180 km/h) y ráfagas de hasta 150 mph (240 km/h), condiciones esperadas en un huracán de categoría 2 . [106] En conjunto, el sistema terrestre involucra 2,100 servidores y 3 PB de almacenamiento de datos; El procesamiento de datos está a cargo de 3.632 núcleos de procesador capaces de realizar 40 billones de operaciones de punto flotante por segundo . [105] En 2009, la NOAA contrató a la División de Sistemas de Comunicaciones Gubernamentales de Harris Corporation para el desarrollo del sistema terrestre GOES-R, por un valor estimado del contrato de 736 millones de dólares EE.UU.; [107] Harris también recibió un contrato de 130 millones de dólares para desarrollar el sistema de antena terrestre, incluidas seis nuevas antenas transceptoras de gran apertura y actualizaciones de cuatro antenas existentes en las Instalaciones de Operaciones de Satélites de la NOAA. [108] Para ayudar en la ingeniería de sistemas y herramientas de distribución de datos para el segmento terrestre, Boeing recibió un subcontrato de 55 millones de dólares. [109]
Además de GRB, al que puede acceder cualquier receptor calibrado, los datos GOES también se distribuyen a través de otros canales. El Servicio Meteorológico Nacional recibe datos directamente del GOES-16 a través de la interfaz del Sistema de procesamiento interactivo meteorológico avanzado (AWIPS), que integra datos meteorológicos e hidrológicos con los sistemas de emisión de alertas y pronósticos de la agencia . Los datos del GOES-16 en tiempo real están disponibles a través del sistema de acceso y distribución de productos (PDA), mientras que los datos archivados se almacenan en el Sistema integral de gestión de datos de gran matriz (CLASS). [106]
El campo de pruebas GOES-R se estableció en 2008 como una colaboración entre la oficina del programa de la serie GOES-R y varios centros de NOAA y NASA para preparar a los pronosticadores y otros interesados para los nuevos productos que estarían disponibles con la generación de datos meteorológicos GOES-R. satélites. [110] [111] [112] El campo de pruebas tecnológicas abordó las recomendaciones del Consejo Nacional de Investigación en 2000 para que la NOAA desarrollara equipos que demostraran el alcance de nuevos sensores como los del GOES-16 en conjunto con el diseño del instrumento. [113] El programa centrado en AWIPS fue diseñado para permitir la evaluación y el desarrollo de productos GOES-R simulados y brindar capacitación a los pronosticadores. [110] Los productos experimentales se basaron en datos tanto contemporáneos como sintéticos. [112] Los primeros seis años, de 2008 a 2014, se dedicaron principalmente al desarrollo de algoritmos, diseño de simulación, desarrollo de ayuda para la toma de decisiones y pruebas de extremo a extremo , mientras que los años siguientes hasta el lanzamiento de la nave espacial se ocuparían principalmente de adaptar los productos a los comentarios de los usuarios. . [114]
Los participantes en el programa de campo de pruebas fueron clasificados como desarrolladores (aquellos que desarrollan los algoritmos satelitales y materiales de capacitación para los productos GOES-R) o usuarios (los destinatarios de esos productos). Los tres desarrolladores principales del programa fueron el Instituto Cooperativo de Estudios de Satélites Meteorológicos (CIMSS) y la Subdivisión de Productos Satélites Avanzados (ASPB) de la Universidad de Wisconsin en Madison, Wisconsin ; el Instituto Cooperativo para la Investigación de la Atmósfera (CIRA) y la Subdivisión de Meteorología Regional y de Mesoescala (RAMMB) de la Universidad Estatal de Colorado en Fort Collins, CO ; y el Centro de Transición e Investigación de Predicción a Corto Plazo de la NASA (NASA SPoRT) en Huntsville, Alabama . [113] El banco de pruebas y las demostraciones de tecnología del GOES-R se centraron en una variedad de aplicaciones, incluida la estimación de la intensidad de los ciclones tropicales , [115] el desarrollo de tormentas severas , [116] la aviación y la calidad del aire . [117]
Este artículo incorpora material de dominio público de Niveles de procesamiento de datos. Administración Nacional de Aeronáutica y Espacio . Este artículo incorpora material de dominio público de Instrumentos: Advanced Baseline Imager (ABI). Administración Nacional de Aeronáutica y Espacio .
