0°00′N 75°12′O / 0°N 75.2°O / 0; -75.2
El GOES-16 , anteriormente conocido como GOES-R antes de alcanzar la órbita geoestacionaria , es el primero de la serie GOES-R de Satélites Ambientales Operacionales Geoestacionarios (GOES) operados por la NASA y la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA). El GOES-16 sirve como satélite meteorológico geoestacionario operativo en la posición GOES Este a 75,2°O , proporcionando una vista centrada en las Américas . El GOES-16 proporciona imágenes de alta resolución espacial y temporal de la Tierra a través de 16 bandas espectrales en longitudes de onda visibles e infrarrojas utilizando su Generador de Imágenes de Línea de Base Avanzada (ABI). El Mapeador de Rayos Geoestacionarios (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 su objetivo era cumplir con los requisitos clave de la NOAA para satélites publicados ese año. Tras casi una década de planificación de instrumentos, la fabricación de la nave espacial se contrató a Lockheed Martin Space Systems en 2008; 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, el GOES-16 comenzó a desplazarse hacia su posición operativa GOES East, y se declaró plenamente operativo 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 las sucesivas naves espaciales GOES.
El programa del Satélite Geoestacionario Operacional Ambiental (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 de los programas de Satélites de Tecnología de Aplicaciones (ATS) y Satélites Meteorológicos Sincrónicos que comenzaron en 1966. [2] En el Documento de Requisitos Operacionales (ORD) de 1999 para la Evolución de Futuros Satélites Geoestacionarios Operacionales de la NOAA , la NOAA enumeró los requisitos de los instrumentos para la próxima generación de captadores 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 captador de imágenes como para la sonda. Estas especificaciones sentaron las bases conceptuales para los instrumentos que finalmente 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 línea de base avanzado (ABI), que se inició en junio de 1999 bajo la dirección de Tim Schmitt del Servicio Nacional de Satélites, Datos e Información Ambiental (NESDIS). [4] [5] En sus inicios, se consideraron diez bandas espectrales para su inclusión en el nuevo ABI, derivadas de seis instrumentos en otros satélites. En septiembre de 1999, el Consejo de Investigación y Desarrollo de la NOAA aprobó el desarrollo continuo del instrumento con los anchos de banda y frecuencias sugeridos. [6] A medida que el instrumento se fue concretando, el número de bandas espectrales potenciales aumentó de las diez iniciales a doce en octubre de 1999. [4] Junto con el ABI, también comenzó el desarrollo de la sonda de línea de base avanzada (ABS), que formaría parte de una suite 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 resolución y 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 previsto del GOES-R en 2012, con el ABI y el ABS como instrumentación prevista. El GOES-R y sus satélites hermanos iban a conducir a mejoras sustanciales en la precisión y el detalle de las previsiones 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 los planes de incluir el HES a bordo del GOES-R, citando la falta de pruebas suficientes y los importantes sobrecostos en el desarrollo del Sistema Nacional de Satélites Ambientales Operativos en Órbita Polar (NPOESS). [11] Aunque se esperaba que la serie GOES-R costara US$6.200 millones en total, la mayor complejidad de los instrumentos, las suposiciones revisadas sobre la inflación y las reservas del programa llevaron a la Oficina de Responsabilidad Gubernamental a estimar un costo mucho más alto, de US$11.400 millones, 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 de contrato de 1.090 millones de dólares estadounidenses. [13] La revisión preliminar del diseño se completó poco más de dos años después, [14] y la revisión crítica del diseño se completó en mayo de 2012. [15] La construcción del bus del satélite se contrató a Alliant Techsystems (ATK) y el trabajo comenzó poco después; la estructura central estuvo lista para pruebas en enero de 2013. [16] Los sensores de irradiancia ultravioleta y de rayos X extremos (EXIS) se convirtieron en los primeros instrumentos listos para la instalación para el GOES-R en mayo de 2013, [17] mientras que el ABI estuvo listo para la integración en febrero de 2014; [18] Los módulos de propulsión y sistemas 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 el lanzamiento. [20]
El GOES-16 y otros satélites de la generación GOES-R se basan en un derivado del bus 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, el 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 dimensiones de 6,1 m × 5,6 m × 3,9 m (20 pies × 18 pies × 13 pies). [22] El GOES-16 está propulsado por un conjunto solar que contiene 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 5 años adicionales como respaldo para los sucesivos satélites GOES. El subsistema de comando y manejo de datos del GOES-16 se basa en el bus SpaceWire ; se desarrolló una versión modificada del protocolo SpaceWire específicamente para GOES-16 como una medida de reducción de costos y riesgos, con el circuito integrado específico de la aplicación asociado desarrollado por British Aerospace . El Protocolo de entrega de datos confiables de GOES (GRDDP) complementa las capacidades preexistentes de SpaceWire 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 también es la primera nave espacial civil geoestacionaria que utiliza GPS para evaluar su órbita . Este 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 avanzado (ABI) y el mapeador de rayos geoestacionario (GLM) constituyen los instrumentos del GOES-16 orientados hacia la Tierra, o que apuntan al nadir . Estos están ubicados en una plataforma estable y con precisión, aislada del resto de la nave espacial. [25]
El Advanced Baseline Imager (ABI) es el instrumento de imagen principal en GOES-16, y proporciona más del 65 por ciento de todos los productos de datos de GOES-16. Un radiómetro de imagen pasivo multicanal , ABI toma imágenes de la Tierra con 16 bandas espectrales, incluidos dos canales visibles , cuatro canales de infrarrojo cercano y diez canales infrarrojos . Las bandas individuales están optimizadas para varios 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 de la vegetación. 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 mi) por píxel. Las otras bandas de luz visible e infrarrojo cercano tienen una resolución de 1 km (0,62 mi), mientras que las bandas infrarrojas tienen una resolución de 2 km (1,2 mi) por píxel. [26]
Los sensores del ABI están hechos de diferentes materiales dependiendo de la banda espectral, con silicio utilizado para sensores que operan en luz visible y telururo de cadmio de mercurio utilizado para sensores operados en el infrarrojo cercano e infrarrojo. [27] Una unidad electrónica del ABI y 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] toda la electrónica y la matriz de sensores son redundantes para asegurar la longevidad de la operación. [27] El desarrollo del ABI fue contratado a Harris Corporation de Fort Wayne, Indiana . [26] Varias otras compañías estuvieron involucradas en el desarrollo y fabricación del ABI, incluyendo 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] con cada imagen producida como una combinación de escaneos de imágenes estrechas unidas de oeste a este realizados por el instrumento. [30] En el modo de operación "flexible" predeterminado (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 mi). [27] [26] Sin embargo, el ABI también puede operar en modo de disco continuo (modo de escaneo 4), mediante el cual se registran imágenes de disco completo cada 5 minutos. [27] [26] Las imágenes de disco completo se componen de 26 tiras de imágenes, lo que lo hace más eficiente que el generador de imágenes GOES anterior, que se hizo con 1300 tiras de imágenes. [31] El instrumento también toma imágenes de un área de 5000 km × 3000 km (3100 mi × 1900 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). Cuando es posible, el ABI también puede tomar 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 que GOES-16 sea el primer satélite GOES que se puede configurar mientras está en órbita. [31] Además, un difusor solar nuevo en GOES-16 permite calibrar los datos de imágenes de 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 de disco completo 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 de 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 única para cada instrumento, con el ABI presentando 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] A falta de una banda explícita para la luz verde, las imágenes de color verdadero para ABI se crean utilizando la combinación de las bandas visibles roja y azul de ABI junto con una banda verde sintetizada; la banda verde simulada se crea aplicando algoritmos basados en MODIS y AHI en bandas espectrales ABI existentes. [36]
El Mapeador Geoestacionario de Rayos (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] En el mapeo de rayos, los datos del GLM se pueden usar para alertar a los pronosticadores sobre el inicio de un clima severo, ya que las tormentas en desarrollo o los progenitores de tornados a menudo muestran un aumento en la actividad de los rayos 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 tanto de nube a nube como de nube a tierra durante el día y la noche, complementando la detección de rayos en tierra . [53] [55] La sensibilidad del 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 con sensor de luz de 777,4 nm con una resolución espacial de 8 km (5,0 mi) en el nadir y 14 km (8,7 mi) cerca del borde del campo de visión del instrumento, [54] lo que da como resultado una resolución espacial promedio de aproximadamente 10 km (6,2 mi). [53] La banda de 777,4 nm fue elegida ya que 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 entre 52°N y 52°S. [60] Para limitar la interferencia de luz no deseada, un filtro de bloqueo solar y un filtro de rechazo solar se fijan en la parte delantera de la apertura del instrumento. [56] El GLM puede tomar una imagen cada 2 ms, o 500 cuadros por segundo , con un enlace descendente de datos de 7,7 Mbit/s. [54] La información del GLM se utiliza para determinar la frecuencia, la ubicación y la 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 de Lockheed Martin en Palo Alto, California . [54]
Sin que se hubiera previsto durante el diseño del instrumento, el GLM es capaz de detectar bólidos en la atmósfera y, de ese modo, facilita las ciencias de los meteoritos . [63]
Los componentes del GOES-16 que miran hacia el Sol, o que apuntan al Sol, incluyen el EXIS y el SUVI, que están ubicados en una Plataforma de Apuntado al Sol (SPP, por sus siglas en inglés) en el yugo del panel solar de la nave espacial ; la SPP rastrea el movimiento estacional y diario del Sol en relación con el GOES-16, y también respalda los Servicios de Carga Única del 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 interrumpir 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 en 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, que puede inducir un aumento de la resistencia y degradar los instrumentos en los satélites en la 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 la predicción de 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 limbo este del Sol y analizar la complejidad de las regiones activas en el Sol. El telescopio está compuesto por seis bandas de longitud de onda diferentes centradas entre 94 y 304 Å especializadas para diferentes características solares. [66] El generador de imágenes ultravioleta del GOES-16 es análogo al Telescopio de imágenes ultravioleta extremas en el Observatorio Solar y Heliosférico . [67]
GOES-16 cuenta con dos instrumentos, el magnetómetro (MAG) y el conjunto de instrumentos Space Environment In-Situ (SEISS), que proporcionan observaciones in situ localizadas 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 los extremos de la magnetosfera desde una órbita geoestacionaria. [68] El MAG proporciona datos generales sobre la actividad geomagnética , que se pueden utilizar 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 muestrea el campo magnético a una resolución de 0,016 nT a una frecuencia de 2,5 Hz. [69] En el GOES-16, el 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 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 conjunto Space Environment In-Situ (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] El conjunto monitorea 27 canales de energía diferencial de electrones y 32 canales de energía diferencial de protones, un aumento sobre 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 de iones pesados energéticos (EHIS) mide específicamente los flujos de iones pesados, incluidos los atrapados en la magnetosfera de la Tierra y las partículas originadas por 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. El MPS-LO mide el flujo de baja energía en un rango de 30 eV a 30 keV; Los electrones con estas energías pueden causar una carga no deseada de la nave espacial, causando una descarga electrostática o un arco a través de los componentes del GOES-16, lo que resulta en un daño significativo y permanente 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 la nave espacial y pueden causar una ruptura dieléctrica interna o daños por descarga. [ 72] El instrumento Solar and Galactic Proton Sensor (SGPS) incluido en SEISS mide protones energéticos de fuentes solares o galácticas que se encuentran en la magnetosfera. [72] Dichos protones en grandes cantidades pueden causar efectos biológicos en humanos a grandes altitudes, así como apagones de alta frecuencia 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 el vehículo de lanzamiento para GOES-R el 5 de abril de 2012, con una fecha de lanzamiento programada para octubre de 2015 desde el Complejo de Lanzamiento Espacial 41 de la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral . Combinado con el posterior GOES-S, se esperaba que las operaciones de lanzamiento costaran US$446 millones. [77] La fecha de lanzamiento se eligió relativamente temprano para mantener la operación de la constelación de satélites GOES a pesar de que solo había un 48% de confianza en cumplir con la fecha de lanzamiento de octubre de 2015; una auditoría de 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 si 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 aplazó aún más hasta el 13 de octubre de 2016. [79] A principios de octubre de 2016, el GOES-R fue asegurado en preparación para el paso cercano del huracán Matthew y no sufrió ningún daño. [80] [81] Sin embargo, el vuelco de un vagón ferroviario 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) dieron lugar a 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 fueron trasladados a la plataforma de lanzamiento en el Complejo de Lanzamiento Espacial 41. [84] [85] El GOES-R fue lanzado 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 el Eastern Range y la verificación de un posible problema 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 era administrado por United Launch Alliance ; [87] [nota 2] el lanzamiento fue el 100.º del programa Evolved Expendable Launch Vehicle y el 138.º 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, las quemas adicionales en las etapas posteriores dirigieron la nave espacial hacia la altitud necesaria para la órbita geoestacionaria . 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]
La nave espacial inició entonces varias quemas usando sus propios sistemas de propulsión independientes para refinar su órbita para colocarla en la posición geoestacionaria deseada, con ocho días dedicados a aumentar su radio orbital y cuatro al ajuste fino orbital. [91] [92] Durante la primera quema correctiva, la armadura que sostiene la boquilla del motor principal se calentó a temperaturas anómalamente altas. Aunque los límites de temperatura excedidos antes del vuelo fueron revisados, las cuatro quemas posteriores se limitaron a menos de 41 minutos cada una en duración por exceso de precaución, llevándola a su órbita geoestacionaria preliminar diez días después del lanzamiento. [93] Al alcanzar la órbita geoestacionaria, GOES-R fue redesignado como GOES-16 , comenzando una fase extendida de verificación y validación de un año. [94] La nave espacial fue posicionada inicialmente en una posición de prueba no operativa a 89,5° O, [95] con GOES-13 y GOES-15 sirviendo como satélites meteorológicos operativos en las posiciones tradicionales GOES Este y GOES Oeste, respectivamente. [94] Los instrumentos se mantuvieron inactivos inicialmente durante un período de 30 días para permitir la desgasificación y la limpieza de cualquier contaminante en la nave espacial. [93] Los primeros datos científicos de GOES-16 se recibieron del instrumento MAG el 22 de diciembre de 2016, [96] mientras que las primeras imágenes de ABI se recopilaron el 15 de enero de 2017 y se publicaron el 23 de enero de 2017. [97] El 25 de mayo de 2017, la NOAA anunció que GOES-16 ocuparía la posición GOES Este una vez operativo, sucediendo a GOES-13. [98] El movimiento de GOES-16 a su posición operativa comenzó alrededor de las 13:30 UTC el 30 de noviembre de 2017, desplazándose aproximadamente 1,41° por día hasta una longitud final de 75,2° O; durante este tiempo, los instrumentos de la nave espacial se mantuvieron en un modo de diagnóstico sin recopilación o 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, el GOES-16 fue declarado plenamente operativo. [101]
Además de su carga científica principal, el GOES-16 también cuenta con el conjunto de servicios de carga útil única (UPS), que proporciona servicios de retransmisión de comunicaciones auxiliares a las operaciones principales de la misión: [102]
Un sistema terrestre integrado para adquisición, procesamiento y difusión de datos fue diseñado especialmente para GOES-16 y otros satélites en la generación GOES-R de naves espaciales GOES. La Instalación de Operaciones Satelital de la NOAA en Suitland, Maryland , sirve como punto de comando para las operaciones de la misión GOES, mientras que la Estación de Comando y Adquisición de Datos Wallops en la Instalación de Vuelo Wallops en la Isla Wallops, Virginia , maneja la telemetría, el seguimiento, el comando y los datos del instrumento GOES-16. Una segunda estación en Fairmont, Virginia Occidental , sirve como Respaldo Consolidado designado para la instalación Wallops. [105] [106] Las antenas en 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 es manejado por 3.632 núcleos de procesador capaces de 40 billones de operaciones de punto flotante por segundo . [105] En 2009, la NOAA contrató a la División de Sistemas de Comunicaciones del Gobierno de Harris Corporation para el desarrollo del sistema terrestre GOES-R, con un valor estimado de contrato de US$736 millones; [107] Harris también recibió un contrato de US$130 millones para desarrollar el sistema de antena terrestre, incluyendo seis nuevas antenas transceptoras de gran apertura y actualizaciones a cuatro antenas existentes en la Instalación de Operaciones Satelitales 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 US$55 millones. [109]
Además de los datos GRB, a los que se puede acceder mediante cualquier receptor calibrado, los datos GOES también se distribuyen a través de otros canales. El Servicio Meteorológico Nacional recibe datos directamente de GOES-16 a través de la interfaz del Sistema de Procesamiento Interactivo Avanzado del Clima (AWIPS), que integra datos meteorológicos e hidrológicos con los sistemas de pronóstico y emisión de alertas de la agencia . Los datos GOES-16 en tiempo real están disponibles a través del sistema de Distribución y Acceso de Productos (PDA), mientras que los datos archivados se almacenan en el Sistema de Administración de Datos de Arreglos Grandes Integrales (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 una serie de centros de la NOAA y la NASA para preparar a los pronosticadores y otros interesados para los nuevos productos que estarían disponibles con la generación GOES-R de satélites meteorológicos. [110] [111] [112] El campo de pruebas tecnológico abordó las recomendaciones del Consejo Nacional de Investigación en 2000 para que la NOAA desarrollara equipos que demostraran el alcance de los nuevos sensores como los del GOES-16 en conjunto con el diseño de instrumentos. [113] El programa centrado en AWIPS fue diseñado para permitir la evaluación y el desarrollo de productos simulados del GOES-R y proporcionar capacitación a los pronosticadores. [110] Los productos experimentales se basaron en datos contemporáneos y 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 dedicarían principalmente a adaptar los productos a los comentarios de los usuarios. [114]
Los participantes en el programa de campo de pruebas se clasificaron como desarrolladores (aquellos que desarrollan los algoritmos satelitales y los 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 para Estudios Satelital Meteorológicos (CIMSS) y la Rama de Productos Satelitales Avanzados (ASPB) de la Universidad de Wisconsin en Madison, Wisconsin ; el Instituto Cooperativo para la Investigación en la Atmósfera (CIRA) y la Rama de Meteorología Regional y de Mesoescala (RAMMB) de la Universidad Estatal de Colorado en Fort Collins, CO ; y el Centro de Investigación y Transición de Predicciones a Corto Plazo (NASA SPoRT) de la NASA en Huntsville, Alabama . [113] El banco de pruebas y las demostraciones tecnológicas 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 del Espacio . Este artículo incorpora material de dominio público de Instruments: Advanced Baseline Imager (ABI). Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio .
