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El Satélite Ambiental Operacional Geoestacionario ( GOES ), operado por la división de Servicios Nacionales de Información, Datos y Satélites Ambientales de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) de los Estados Unidos , respalda la previsión meteorológica , 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 monitoreo y previsión meteorológica en América del Norte, y los investigadores científicos utilizan los datos para comprender mejor la dinámica de la tierra, la atmósfera, el océano y el clima.
El sistema GOES utiliza satélites ecuatoriales geoestacionarios que, desde el lanzamiento del SMS-1 en 1974, han sido un elemento básico del seguimiento y pronóstico meteorológico de Estados Unidos.
La adquisición, el diseño y la fabricación de los satélites GOES están supervisados por la NASA .
La NOAA es el proveedor oficial de los datos terrestres del GOES y de los datos meteorológicos espaciales del GOES. También se puede acceder a los datos mediante el software SPEDAS .
El primer satélite GOES, el GOES-1, se lanzó en octubre de 1975. Le siguieron dos más, que se lanzaron con casi dos minutos de diferencia, el 16 de junio de 1977 y 1978, respectivamente. Antes de los satélites GOES se habían lanzado dos satélites meteorológicos sincrónicos (SMS): el SMS-1 en mayo de 1974 y el SMS-2 en febrero de 1975. Los satélites derivados del SMS eran naves espaciales estabilizadas por rotación, que proporcionaban imágenes a través de un radiómetro de barrido de rotación visible e infrarrojo, o VISSR. Los tres primeros satélites GOES utilizaban un bus Philco-Ford desarrollado para la generación anterior de satélites meteorológicos sincrónicos (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 fallo de lanzamiento. [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 de sondeo fueron producidos por la División Aeroespacial/Comunicación de ITT . Los GOES-8 y -9 fueron diseñados para operar durante tres años, mientras que los -10, -11 y -12 tienen una vida útil esperada de cinco años. Los GOES-11 y -12 fueron lanzados con combustible suficiente para diez años de operación, en caso de que sobrevivieran más allá de su vida útil esperada.
Un contrato para desarrollar cuatro satélites GOES de tercera generación fue otorgado a Hughes Corporation , con los satélites programados para ser lanzados en cohetes Delta III entre 2002 y 2010. [4] Después de una fusión con Hughes, Boeing se hizo cargo de los contratos de desarrollo, con lanzamientos transferidos al Delta IV , luego del retiro del Delta III. El contrato para el cuarto satélite, GOES-Q, fue cancelado más tarde. [5] El primer satélite de tercera generación, GOES-13, fue lanzado en mayo de 2006, sirviendo originalmente como respaldo en órbita. [6] Sin embargo, en abril de 2010, GOES-12 fue trasladado a la cobertura de América del Sur y GOES-13 fue trasladado al papel de GOES-Este. [7] Los satélites de tercera generación tienen una vida útil esperada de siete años, pero llevarán un exceso de combustible para permitirles operar durante más tiempo si es posible, como con los últimos dos satélites de segunda generación.
Los satélites de cuarta generación, la serie GOES-R, [9] fueron construidos por Lockheed Martin utilizando el bus satelital A2100 . La serie GOES-R es un programa de cuatro satélites (GOES-R, -S, -T y -U) destinado a extender la disponibilidad del sistema satelital GOES operativo hasta 2036. [10] GOES-R se lanzó el 19 de noviembre de 2016. [9] Fue renombrado GOES-16 al alcanzar la órbita. El segundo de la serie GOES-S, se lanzó el 1 de marzo de 2018. Fue renombrado GOES-17 al alcanzar la órbita.
Hay cuatro satélites GOES disponibles para uso operativo.
El GOES-14 se encuentra almacenado a 105° O. El lanzamiento de este satélite, que fue designado GOES-O antes de orbitar, se retrasó varias veces. [11] [12] Fue lanzado con éxito el 27 de junio de 2009 desde el complejo de lanzamiento espacial 37, en un cohete Delta IV Medium, [13] un Delta IV M+ (4,2) . Se sometió a pruebas posteriores al lanzamiento hasta diciembre de 2009 y luego se colocó en almacenamiento en órbita. [14] Este satélite es parte de la serie GOES-N. El GOES-14 ha sido y será activado si otro satélite GOES sufre un problema o es desmantelado. [15] Fue designado temporalmente GOES-East debido a dificultades técnicas con el GOES-13 y se trasladó hacia la ubicación del GOES-East. Después de la resolución de esos problemas, el GOES-14 fue devuelto al almacenamiento. [16]
El GOES-15 , que fue designado GOES-P antes de orbitar, fue lanzado con éxito el 4 de marzo de 2010, [17] [18] en un Delta IV M+ (4,2) . De 2011 a 2018, ocupó la posición GOES-Oeste a 135°O sobre el Océano Pacífico. [19] Se movió hacia el este a 128°O a partir del 29 de octubre de 2018 para dejar espacio al GOES-17 , que tomó la posición GOES-Oeste el 10 de diciembre de 2018. [20] El GOES-15 operó en tándem con el GOES-17 durante algún tiempo, pero fue retirado a principios de 2020 y trasladado a una órbita de estacionamiento. [21] [22] El GOES-15 volvió temporalmente a estado operativo en agosto de 2020 para llenar un vacío en las capacidades de sensores del GOES-17 debido a un problema de hardware.
El GOES-16 ocupa la posición GOES-Este a 75° O. Este satélite, que fue designado GOES-R antes de orbitar, fue lanzado por un cohete Atlas V 541 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° O. El satélite, designado como GOES-S antes de orbitar, fue lanzado por un cohete Atlas V 541 desde el Complejo de Lanzamiento Espacial 41 el 1 de marzo de 2018. [24] Tras las pruebas posteriores al lanzamiento y la resolución de un problema en su generador de imágenes, el satélite fue declarado operativo en febrero de 2019.
Varios satélites GOES aún se encuentran en órbita, pero están inactivos o han sido reutilizados.
Aunque el 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 mantenerse 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 la 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 de 8, como fue el caso del GOES-3. Se construyó una antena parabólica de nueve metros en la estación y se pudo obtener comunicación con el satélite durante aproximadamente cinco horas por día. Las velocidades de datos fueron de alrededor de 2,048 megabytes/segundo (bidireccional) en condiciones óptimas.
El GOES-8 , que antes de entrar en órbita se denominaba GOES-I, era el satélite GOES-East cuando estaba en funcionamiento. Se encuentra en una órbita de estacionamiento y se desplaza hacia el oeste a una velocidad de unos 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 antes de entrar en órbita se había denominado GOES-K, fue dado de baja el 2 de diciembre de 2009 y fue trasladado a una órbita de cementerio . Ya no tenía combustible para las maniobras necesarias para mantenerlo en la estación. [28]
El GOES-11 , que antes de entrar en órbita fue designado GOES-L, sufrió una falla parcial el 6 de diciembre de 2011. Fue dado de baja el 16 de diciembre de 2011 y lanzado a una órbita cementerio.
El GOES-12 , que fue designado GOES-M antes de orbitar, fue dado de baja el 16 de agosto de 2013 y lanzado a una órbita cementerio. [29]
El GOES-13 , que antes de entrar en órbita se designó GOES-N, fue dado de baja el 3 de enero de 2018 y puesto en órbita de almacenamiento. Fue transferido a la Fuerza Espacial de los Estados Unidos y posicionado en 61,5ºE con el nuevo nombre EWS-G1. Tras tres años de vigilancia del océano Índico, el EWS-G1 fue retirado el 31 de octubre de 2023, cuando el EWS-G2 (anteriormente GOES-15) tomó el relevo.
El GOES-15 , que fue designado GOES-P antes de orbitar, fue lanzado 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 a 128°O a partir del 29 de octubre de 2018 para dejar espacio al GOES-17 , que tomó la posición GOES-Oeste el 10 de diciembre de 2018. [20] El GOES-15 operó en tándem con el GOES-17 durante algún tiempo, pero fue retirado a principios de 2020 y trasladado a una órbita de estacionamiento. [21] [22] El GOES-15 volvió temporalmente al estado operativo en agosto de 2020 para llenar un vacío en las capacidades de sensores del GOES-17 debido a un problema de hardware. Al igual que el GOES-13, el GOES-15 fue luego transferido a la Fuerza Espacial de Estados Unidos y rebautizado como EWS-G2 para monitorear el Océano Índico hasta aproximadamente 2030.
Diseñado 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 que los sensores "miren fijamente" a la Tierra y, por lo tanto, obtengan imágenes de nubes con mayor frecuencia, monitoreen la temperatura de la superficie de la Tierra y los campos de vapor de agua , y sondeen la atmósfera para detectar sus estructuras térmicas y de vapor verticales. Se puede seguir la evolución de los fenómenos atmosféricos , lo que garantiza una cobertura en tiempo real de eventos meteorológicos como tormentas locales severas y ciclones tropicales . La importancia de esta capacidad se demostró 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, cualquier persona 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 Satelital en Suitland, Maryland. Durante eventos meteorológicos importantes o de otro tipo, 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 los instrumentos de monitoreo del entorno espacial (SEM) y de imágenes de rayos X solares (SXI).
El SXI proporciona un seguimiento de alta cadencia de las estructuras solares a gran escala para apoyar la misión del Centro de Servicios Ambientales Espaciales (SESC). Sin embargo, la unidad SXI del GOES-13 resultó dañada por una llamarada solar en 2006. El SESC, como servicio de "clima espacial" del país, recibe, supervisa e interpreta una amplia variedad de datos solares y terrestres. También emite informes, alertas y pronósticos para eventos especiales como las llamaradas solares o las tormentas geomagnéticas. Esta información es importante para el funcionamiento de los sistemas de comunicación y navegación por ondas de radio y satélites 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 instrumentos principales de la carga útil, que son el generador de imágenes y la sonda. El generador de imágenes es un instrumento multicanal que detecta la energía radiante infrarroja y la energía solar visible reflejada de la superficie y la atmósfera de la Tierra. La sonda proporciona datos sobre los perfiles verticales de temperatura atmosférica y humedad, la temperatura de la superficie y de la cima de las nubes y la distribución del ozono .
GOES también ofrece el Sistema de Recolección de Datos , un servicio de recolección y retransmisión 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 partículas alfa y protones 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 apuntado al Sol.
Además, los satélites GOES llevan un repetidor de búsqueda y rescate que recoge datos de las radiobalizas indicadoras de posición de emergencia y de las radiobalizas transmisoras de localización de emergencia, que se utilizan durante las operaciones de búsqueda y rescate del Centro de Coordinación de Rescate de la Fuerza Aérea de los EE. UU .
El paquete de instrumentos propuesto para la serie GOES-R inicialmente incluía lo siguiente: [34] [35]
En septiembre de 2006, el HES fue cancelado.
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 lo designa con un número (1, 2, 3, etc.). Por lo tanto, de GOES-A a GOES-F se convirtieron en GOES-1 a GOES-6. Como GOES-G fue un lanzamiento fallido, nunca recibió un número. De GOES-H a GOES-R se convirtieron en GOES-7 a GOES-16 (omitiendo GOES-Q, que no se construyó).
Una vez en funcionamiento, las distintas posiciones que utilizan los satélites reciben un nombre correspondiente a las regiones que cubren. Se trata de GOES-East y GOES-West, que vigilan las mitades este y oeste de los EE. UU., respectivamente. GOES-East está ocupado por GOES-16, [36] mientras que GOES-West está ocupado por GOES-17. La designación -East/-West 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 ocupada actualmente por GOES-13 (DOD-1). [37]
También había una posición GOES-Sur, destinada a proporcionar cobertura dedicada a Sudamérica. Antes de que la serie GOES-R entrara en funcionamiento, a menos que un satélite estuviera dedicado a este continente, las imágenes de Sudamérica se actualizaban cada 3 horas en lugar de cada 30 minutos. [38] La estación GOES-Sur solía asignarse 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 a GOES-Sur después de que fuera reemplazado en la estación -Oeste por el GOES-11. Cuando el GOES-10 se desmanteló el 1 de diciembre de 2009, el GOES-Sur fue reemplazado por el GOES-12. Desde el retiro del GOES-12 el 16 de agosto de 2013, la estación GOES-Sur ha estado desocupada. Desde entonces, el 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 por el sobrecosto. El calendario de entregas planificado también se ralentizó para reducir los costos. 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, el SUVI y el GLM fue adjudicado 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 extremos (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, fue adjudicado a un equipo dirigido por la división Weather Systems de L3Harris , incluidos subcontratos a 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. La serie GOES-R fue construida por Lockheed Martin y el primero y el segundo de la serie, GOES-16 y -17, se declararon operativos a principios de 2019. [44] Tras una falla del equipo en el GOES-17, fue reemplazado por el GOES-18 en enero de 2023, y el primero fue retirado del servicio para actuar como respaldo. [45]
Boeing habría construido y lanzado el GOES-Q sólo si el GOES-O o el GOES-P no hubieran podido ser entregados en órbita en buenas condiciones de funcionamiento.
Lombardi, Michael A.; Hanson, D. Wayne (marzo-abril de 2005). "El servicio de código de tiempo del GOES, 1974-2004: una retrospectiva". Revista de investigación del Instituto Nacional de Normas y Tecnología . 110 (2): 79–96. doi :10.6028/jres.110.008. PMC 4847573 . PMID 27308105.
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