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Sistema de satélites polares conjunto

Ilustración artística del satélite NOAA-20

El Sistema de Satélites Polares Conjuntos ( JPSS , por sus siglas en inglés) es la última generación de satélites ambientales no geoestacionarios de órbita polar de los Estados Unidos. El JPSS proporcionará los datos ambientales globales utilizados en los modelos numéricos de predicción meteorológica para los pronósticos y los datos científicos utilizados para el monitoreo del clima. El JPSS ayudará a cumplir la misión de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica de los Estados Unidos (NOAA, por sus siglas en inglés) , una agencia del Departamento de Comercio . Los datos e imágenes obtenidos del JPSS aumentarán la puntualidad y precisión de las advertencias públicas y los pronósticos de eventos climáticos y meteorológicos, reduciendo así la posible pérdida de vidas humanas y propiedades y haciendo avanzar la economía nacional. El JPSS es desarrollado por la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA, por sus siglas en inglés) para la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA, por sus siglas en inglés), que es responsable de la operación del JPSS. Se planean de tres a cinco satélites para la constelación de satélites JPSS. Los satélites JPSS volarán y los datos científicos procedentes de ellos se procesarán mediante el JPSS – Common Ground System (JPSS-CGS).

El primer satélite del JPSS es el satélite Suomi NPP , que se lanzó el 28 de octubre de 2011. A éste le siguió el JPSS-1, que se lanzó el 18 de noviembre de 2017, tres años más tarde de lo previsto originalmente cuando se adjudicó el contrato en 2010. [1] El 21 de noviembre de 2017, después de alcanzar su órbita final, el JPSS-1 pasó a llamarse NOAA-20 . [2] El tercer satélite se lanzó el 10 de noviembre de 2022 [3] y está previsto el lanzamiento de dos satélites más. [4] [5]

Además, el Experimento de Transferencia de Calibración TSI, lanzado en el Satélite 3 del Programa de Pruebas Espaciales de la Fuerza Aérea de Estados Unidos (STPSat-3) el 19 de noviembre de 2013, también es parte del JPSS.

Historia

Estados Unidos ha tenido dos programas principales de satélites en órbita polar, ambos iniciados en la década de 1960. La serie POES (Polar Orbiting Operational Environmental Satellite) de la NOAA y el DMSP (Defense Metrological Satellite Program) de la USAF. [6] El JPSS fue creado por la Casa Blanca en febrero de 2010 [7] tras la disolución por reestructuración del programa National Polar-orbiting Environmental Satellite System (NPOESS) . El concepto original de órbita satelital del programa NPOESS se dividió entre dos agencias patrocinadoras: la NOAA recibió la responsabilidad de la órbita de la tarde, mientras que las mediciones ambientales de la órbita matutina se obtendrían del Defense Weather Satellite System (DWSS). El DWSS se canceló en abril de 2012. El ejército seguirá dependiendo de la constelación de satélites del Defense Meteorological Satellite Program (DMSP) de la Fuerza Aérea hasta que los satélites de seguimiento del Weather System estén operativos.

Se asignó un equipo de revisión independiente (IRT) para que realizara una evaluación independiente de toda la iniciativa satelital de la NOAA, incluido el JPSS. Sus conclusiones se publicaron en 2012. [8]

Objetivo

Las imágenes de datos obtenidas del Sistema Satelital Polar Conjunto aumentarán la puntualidad y precisión de las alertas públicas, como las predicciones del clima, el tiempo y los peligros naturales, reduciendo así la posible pérdida de vidas humanas y propiedades y haciendo avanzar la economía nacional.

El JPSS reemplazará a los actuales Satélites Ambientales Operacionales (POES) en órbita polar , administrados por la NOAA y el componente de procesamiento terrestre tanto de POES como del Programa de Satélites Meteorológicos de Defensa (DMSP) . Los requisitos ambientales operativos de la órbita polar también se satisfacen mediante el Proyecto Preparatorio NPOESS (NPP) (ahora llamado Asociación Nacional de Orbita Polar Suomi o Suomi NPP o S-NPP), que se lanzó el 28 de octubre de 2011.

El Gobierno de los Estados Unidos pondrá a disposición de los usuarios nacionales e internacionales de forma gratuita los datos del sistema JPSS, en apoyo de los compromisos de los Estados Unidos con el Sistema Global de Sistemas de Observación de la Tierra (GEOSS) .

Ball Aerospace realiza pruebas de integración y rendimiento

Instrumentos

Los satélites JPSS llevarán un conjunto de sensores diseñados para recopilar observaciones meteorológicas, oceanográficas, climatológicas y geofísicas solares de la Tierra, los océanos, la atmósfera y el espacio cercano a la Tierra.

Sensores/Instrumentos JPSS: [4]

Conjunto de radiómetros de imágenes infrarrojas visibles (VIIRS)
Toma observaciones globales en el espectro visible e infrarrojo de parámetros terrestres, oceánicos y atmosféricos con una alta resolución temporal. Desarrollado a partir del instrumento MODIS que se utiliza en los satélites Aqua y Terra Earth Observing System , tiene un rendimiento significativamente mejor que el radiómetro AVHRR que se utilizaba anteriormente en los satélites NOAA. [9]
Sonda infrarroja de trayectoria transversal (CrIS)
produce perfiles tridimensionales de alta resolución de temperatura, presión y humedad. Estos perfiles se utilizarán para mejorar los modelos de pronóstico del tiempo y facilitarán el pronóstico del tiempo tanto a corto como a largo plazo. En escalas de tiempo más largas, ayudarán a mejorar la comprensión de fenómenos climáticos como El Niño y La Niña . Se trata de un instrumento completamente nuevo con un rendimiento innovador. [10] CrIS representa una mejora significativa con respecto a la sonda infrarroja heredada de la NOAA, las Sondas de Radiación Infrarroja de Alta Resolución (HIRS, por sus siglas en inglés) y está destinada a ser una contraparte del Interferómetro de Sondeo Atmosférico Infrarrojo (IASI, por sus siglas en inglés).
Sonda de microondas de tecnología avanzada (ATMS)
Un escáner de trayectoria transversal con 22 canales que proporciona las observaciones de sondeo necesarias para recuperar los perfiles de temperatura y humedad atmosférica para la previsión meteorológica operacional civil, así como la continuidad de estas mediciones para fines de monitoreo climático. Es una versión más liviana de los instrumentos AMSU y MHS anteriores que volaron en satélites anteriores de la NOAA y la NASA sin nuevas capacidades de rendimiento. [11]
Conjunto de creación de mapas y perfiles de ozono (OMPS)
Un conjunto avanzado de tres instrumentos hiperespectrales amplía los registros de ozono total y perfil de ozono de más de 25 años. Estos registros son utilizados por investigadores de evaluación de ozono y formuladores de políticas para rastrear la salud de la capa de ozono. La resolución vertical mejorada de los productos de datos de OMPS permite una mejor prueba y monitoreo de la compleja química involucrada en la destrucción del ozono cerca de la troposfera. Los productos de OMPS, cuando se combinan con predicciones de nubes, también ayudan a producir mejores pronósticos del índice ultravioleta. [12] OMPS continúa una larga tradición de mediciones espaciales de ozono que comenzó en 1970 con el satélite Nimbus 4 y continuó con los instrumentos Solar Backscatter Ultraviolet (SBUV y SBUV/2), Total Ozone Mapping Spectrometer (TOMS) y Ozone Monitoring Instrument (OMI) en varios satélites de la NASA, NOAA e internacionales. Durante el período de más de 30 años en que estos instrumentos han estado funcionando, han proporcionado un registro a largo plazo muy detallado e importante de la distribución global del ozono.
Las nubes y el sistema de energía radiante de la Tierra (CERES)
Detecta la radiación solar reflejada y emitida por la Tierra desde la parte superior de la atmósfera hasta la superficie terrestre. Las propiedades de las nubes se determinan utilizando mediciones simultáneas realizadas con otros instrumentos del JPSS, como el VIIRS, y conducirán a una mejor comprensión del papel de las nubes y el ciclo de la energía en el cambio climático global. [13]
Instrumento de balance de radiación (RBI)
mediría la luz solar reflejada y la radiación térmica emitida por la Tierra. Las mediciones del RBI, que se lanzarían en JPSS-2 a JPSS-4, habrían continuado el registro iniciado con el Experimento de Presupuesto de Radiación de la Tierra y continuado con los siete instrumentos CERES lanzados entre 1998 y 2017. [ necesita actualización ] . El proyecto fue cancelado el 26 de enero de 2018; la NASA citó problemas técnicos, de costo y de cronograma y el impacto del crecimiento anticipado del costo del RBI en otros programas. [14]
Experimento de transferencia de calibración de irradiancia solar total (TSI) (TCTE)
El TCTE es un instrumento que mide la energía emitida por el sol. Fue instalado a bordo del satélite STPSat-3 del programa de pruebas espaciales de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos y lanzado el 19 de noviembre de 2013 desde la instalación de vuelo Wallops de la NASA en la isla Wallops, Virginia. JPSS pudo aprovechar esta oportunidad de compartir el viaje para proporcionar un medio de bajo costo para mantener la continuidad de las observaciones del TSI.
Libera
es una continuación de los instrumentos CERES y recibe el nombre de Libera, la hija de Ceres, la diosa romana de la agricultura. Observará el balance de radiación de la Tierra, analizando la radiación solar que entra en la atmósfera terrestre y la cantidad que se absorbe, refleja o emite. Esto es importante para determinar si la Tierra se está calentando, enfriando o está en equilibrio. Libera ayudará a mantener el registro de datos de 40 años del balance de radiación solar. [15]

Operaciones

El sistema de comunicaciones y procesamiento terrestres para JPSS se conoce como Sistema Terrestre Común JPSS (JPSS CGS), y consta de un Segmento de Comando, Control y Comunicaciones (C3S) y el Segmento de Procesamiento de Datos de Interfaz (IDPS). Ambos son desarrollados por Raytheon Intelligence and Information Systems (IIS) . El IDPS procesará los datos satelitales de JPSS para proporcionar productos de datos ambientales (también conocidos como Registros de Datos Ambientales o EDR) a los centros de procesamiento de la NOAA y el Departamento de Defensa operados por el gobierno de los Estados Unidos. El IDPS ha procesado EDR comenzando con NPP y está previsto que continúe haciéndolo durante la vida útil de los sistemas JPSS y WSF-M .

El C3S es responsable de gestionar las misiones generales del JPSS (y potencialmente del WSF-M), desde el control y el estado de los activos espaciales y terrestres hasta la garantía de la entrega de datos oportunos y de alta calidad desde los segmentos espaciales (SS) al IDPS para su procesamiento. Además, el C3S proporciona los activos terrestres distribuidos globalmente necesarios para recopilar y transportar datos de misión, telemetría y comando entre los satélites y las ubicaciones de procesamiento.

El sistema terrestre común JPSS (CGS) converge los sistemas terrestres del programa de satélites ambientales polares civiles NOAA-NASA, el Proyecto Preparatorio NPOESS (NPP) y el Sistema de Satélites Meteorológicos de Defensa (DWSS) de la Fuerza Aérea en un único sistema común que satisfará las necesidades de satélites de monitoreo ambiental internacionales tanto de los EE. UU. como de sus socios desde la órbita polar.

Satélites

Hay dos satélites operativos, NOAA-20 y NOAA-21 , que fueron diseñados como parte del JPSS, pero hay otros dos satélites que están asociados con el programa.

Asociación Nacional de Órbita Polar Suomi

El Suomi National Polar-orbiting Partnership ( Suomi NPP ), anteriormente conocido como National Polar-orbiting Operational Environmental Satellite System ( NPOESS ) Preparatory Project ( NPP ) y NPP-Bridge, tiene un diseño casi idéntico al NOAA-20 y comparte algunos sistemas terrestres con él, pero no fue diseñado como parte del JPSS. Originalmente se propuso como un satélite de prueba de concepto, y ahora apoya las operaciones de la NOAA y el Departamento de Defensa. El Suomi NPP se lanzó desde la Base Aérea Vandenberg en California el 28 de octubre de 2011 a las 09:48 GMT. [16] [17] Es el primer uso en vuelo del sistema terrestre JPSS y los sensores clave que están en el NOAA-20 y sirvió tanto para reducir el riesgo como para una oportunidad de vuelo temprano para el programa JPSS.

Experimento de transferencia de calibración de la irradiancia solar total

Además, el Experimento de Transferencia de Calibración de Irradiancia Solar Total (TSI) , que se lanzó en el Satélite-3 del Programa de Pruebas Espaciales de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos ( STPSat-3 ) el 19 de noviembre de 2013, es una carga útil experimental bajo el sistema JPSS. Es un instrumento que mide la producción de energía del sol y se lanzó como una oportunidad de viaje compartido como una forma de mantener la continuidad de las observaciones de TSI.

JPSS-1 / NOAA-20

NOAA-20 (JPSS-1) se lanzó el 18 de noviembre de 2017. NOAA-20 alberga los siguientes instrumentos: (1) VIIRS, (2) CrIS, (3) ATMS, (4) OMPS-N y (5) CERES. [4]

JPSS-2 / NOAA-21

NOAA-21 (JPSS-2) se lanzó el 10 de noviembre de 2022. NOAA-21 alberga los siguientes instrumentos: (1) VIIRS, (2) CrIS, (3) ATMS y (4) OMPS-N. [4]

Sistema de clasificación JPSS-4

Está previsto que el JPSS-4 se lance en 2027. [18] JPSS-4 transportará versiones actualizadas de: (1) VIIRS, (2) CrIS, (3) ATMS, (4) OMPS-N y (5) Libera.

Sistema de clasificación JPSS-3

Está previsto que el JPSS-3 se lance en 2032. [18] Al igual que el JPSS-4, el JPSS-3 llevará versiones actualizadas de: (1) VIIRS, (2) CrIS, (3) ATMS y (4) OMPS-N.

Contratistas principales

Bola aeroespacial

Ball Aerospace & Technologies Corp. (BATC) de Boulder, Colorado, es el contratista de naves espaciales tanto para el satélite JPSS-1 [19] como para el instrumento Ozone (OMPS) en el programa JPSS y NPP. [20]

Northrop Grumman

Northrop Grumman Innovation Systems de Dulles, Virginia, fue seleccionado para construir la nave espacial JPSS-2. [19]

Northrop Grumman Aerospace Systems (NGAS) , de Azusa, California, es el desarrollador y constructor del Advanced Technology Microwave Sounder (ATMS), un instrumento heredado que ya voló en la misión NPP. [21]

Northrop Grumman Aerospace Systems (NGAS) de Redondo Beach, California, es el desarrollador y constructor del Sistema de Energía Radiante de la Tierra y las Nubes (CERES), un instrumento heredado que anteriormente volaba en los satélites del Sistema de Observación de la Tierra (EOS) de la NASA. [22]

Compañía Raytheon

Raytheon Intelligence and Information Systems (IIS) de Aurora, Colorado, es el contratista principal del sistema de tierra común (CGS) de JPSS, cuyos principales componentes necesarios para el funcionamiento de la nave espacial NPP ya se han entregado. Se han instalado sistemas de procesamiento de datos de interfaz (IDPS) en dos instalaciones de procesamiento del gobierno de los EE. UU., conocidas como centrales meteorológicas.

Raytheon Space and Airborne Systems (SAS) de El Segundo, California, es el desarrollador y constructor del conjunto de radiómetros de imágenes infrarrojas visibles (VIIRS). [23]

L3 Harris

L3Harris Technologies, división de Fort Wayne, Indiana , es el desarrollador y constructor del instrumento Cross-track Infrared Sounder (CrIS) planificado para volar en el primer y segundo Sistema de Satélite Polar Conjunto (JPSS-1 y JPSS-2). [24]

Referencias

  1. ^ "Noticias del lanzamiento del sistema de satélites polares conjuntos". 16 de noviembre de 2017. Consultado el 17 de noviembre de 2017 .
  2. ^ "JPSS-1 tiene un nuevo nombre: NOAA-20" . Consultado el 1 de diciembre de 2017 .
  3. ^ Gebhardt, Chris (10 de noviembre de 2022). "El cohete Atlas se despide de California mientras ULA se prepara para Vulcan". NASASpaceFlight . Consultado el 10 de noviembre de 2022 .
  4. ^ abcd «Misión e instrumentos del JPSS». NESDIS . NOAA . Consultado el 12 de noviembre de 2022 .
  5. ^ Foust, Jeff (30 de mayo de 2018). «NOAA declara operativo el primer satélite meteorológico JPSS». Spacenews . Consultado el 8 de junio de 2018 .
  6. ^ "NOAA-20 - Misiones satelitales - Directorio eoPortal". directory.eoportal.org . Consultado el 22 de marzo de 2018 .
  7. ^ "Reestructuración del Sistema Nacional de Satélites Ambientales Operacionales en Órbita Polar" (PDF) . NOAA . 1 de febrero de 2010. Archivado desde el original (PDF) el 14 de febrero de 2013.
  8. ^ "Informe del equipo de revisión independiente de la NOAA NESDIS" (PDF) . 1 de julio de 2012. Archivado desde el original (PDF) el 27 de diciembre de 2012.
  9. ^ "El conjunto de radiómetros de imágenes infrarrojas visibles". Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA. Consultado el 22 de junio de 2017.
  10. ^ "La sonda infrarroja de trayectoria cruzada". Archivado el 7 de agosto de 2011 en Wayback Machine , Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA. Consultado el 22 de junio de 2017.
  11. ^ La sonda de microondas de tecnología avanzada del Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA. Consultado el 22 de junio de 2017.
  12. ^ "Ozone Mapper Profiler Suite". Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA. Consultado el 22 de junio de 2017.
  13. ^ "Las nubes y el sistema de energía radiante de la Tierra". Archivado el 20 de octubre de 2011 en Wayback Machine , Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA. Consultado el 22 de junio de 2017.
  14. ^ "La NASA cancela el lanzamiento de un sensor de ciencias de la Tierra para 2021". NASA.gov . 26 de enero de 2018 . Consultado el 28 de enero de 2018 .
  15. ^ "Libera" . Consultado el 15 de diciembre de 2022 .
  16. ^ "Información sobre el lanzamiento de la central nuclear Suomi". NASA . 2011-10-28 . Consultado el 2016-12-19 .
  17. ^ Amos, Jonathan (28 de octubre de 2011). «NPP weather and climate satellite launches» (Lanzamiento de satélites meteorológicos y climáticos del NPP). BBC News . Consultado el 28 de octubre de 2011 .
  18. ^ ab "NOAA-21 está operativo". NOAA . 8 de noviembre de 2023 . Consultado el 8 de noviembre de 2023 .
  19. ^ ab "Orbital ATK le arrebata el negocio a JPSS". SpaceNews. Consultado el 24 de marzo de 2015.
  20. ^ "Ozone Mapping and Profiler Suite" (Conjunto de mapeo y perfilador de ozono). NOAA . Consultado el 6 de abril de 2014.
  21. ^ "Sonda de microondas de tecnología avanzada". NOAA . Consultado el 5 de abril de 2014.
  22. ^ "Primer instrumento satelital JPSS-1 integrado con nave espacial". NOAA . Consultado el 5 de abril de 2014.
  23. ^ "El instrumento de imágenes satelitales JPSS-1 de la NOAA se integró con éxito en una nave espacial". NOAA . Consultado el 5 de abril de 2014.
  24. ^ "Sonda infrarroja de trayectoria cruzada". NOAA . Consultado el 6 de abril de 2014.

Lectura adicional

  1. Servicio Nacional de Datos e Información Satelital Ambiental - Sistema Conjunto de Satélites Polares (archivado)
  2. Heckmann, Gary (26 de enero de 2011). "Características del sistema de tierra común NPP-JPSS-DWSS implementado". Sociedad Meteorológica Estadounidense . Consultado el 18 de diciembre de 2016 .
  3. http://www.ll.mit.edu/publications/journal/pdf/vol18_no2/18_2_4_Fischer.pdf
  4. [1]
  5. https://web.archive.org/web/20110725062022/http://www.oso.noaa.gov/history/future-polar.htm

Enlaces externos