La Misión de Medición de Lluvias Tropicales ( TRMM ) fue una misión espacial conjunta entre la NASA y JAXA diseñada para monitorear y estudiar las precipitaciones tropicales . El término se refiere tanto a la misión en sí como al satélite que utilizó para recopilar datos. TRMM fue parte de la Misión al Planeta Tierra de la NASA , un esfuerzo de investigación coordinado a largo plazo para estudiar la Tierra como un sistema global. El satélite fue lanzado el 27 de noviembre de 1997 desde el Centro Espacial Tanegashima en Tanegashima , Japón. TRMM operó durante 17 años, incluidas varias extensiones de misión, antes de ser dado de baja el 15 de abril de 2015. TRMM volvió a entrar en la atmósfera de la Tierra el 16 de junio de 2015.
La precipitación tropical es un parámetro difícil de medir debido a grandes variaciones espaciales y temporales. Sin embargo, comprender las precipitaciones tropicales es importante para la predicción del tiempo y el clima, ya que estas precipitaciones contienen tres cuartas partes de la energía que impulsa la circulación del viento atmosférico. [3] Antes del TRMM, la distribución de las precipitaciones en todo el mundo se conocía con sólo un 50% de certeza. [4]
El concepto de TRMM se propuso por primera vez en 1984. Los objetivos científicos, tal como se propusieron por primera vez, fueron: [3]
Japón se unió al estudio inicial de la misión TRMM en 1986. [3] El desarrollo del satélite se convirtió en un proyecto conjunto entre las agencias espaciales de Estados Unidos y Japón, y Japón proporcionó el radar de precipitación (PR) y el vehículo de lanzamiento H-II . y Estados Unidos proporciona el bus satelital y los instrumentos restantes. [5] El proyecto recibió apoyo formal del Congreso de los Estados Unidos en 1991, seguido de la construcción de naves espaciales de 1993 a 1997. TRMM se lanzó desde el Centro Espacial de Tanegashima el 27 de noviembre de 1997. [3]
La Misión de Medición de Lluvias Tropicales (TRMM), una de las naves espaciales de la serie de satélites de investigación Earth Probe de la NASA, es un programa altamente enfocado y de objetivos limitados destinado a medir las precipitaciones mensuales y estacionales en los trópicos y subtrópicos globales. TRMM es un proyecto conjunto entre Estados Unidos y Japón para medir las precipitaciones entre 35,0° Norte y 35,0° Sur a 350 km de altitud. [6]
Para extender la vida útil de la misión TRMM más allá de su misión principal, la NASA aumentó la altitud de la órbita de la nave espacial a 402,5 km en 2001. [7]
En 2005, el director de la NASA, Michael Griffin, decidió ampliar de nuevo la misión utilizando el propulsor originalmente previsto para un descenso controlado. Esto se produjo después de que una revisión de riesgos de la NASA de 2002 estableciera que la probabilidad de lesiones o muerte humana causada por el reingreso incontrolado del TRMM era de 1 en 5.000, aproximadamente el doble del riesgo de víctimas considerado aceptable para el reingreso a los satélites de la NASA; y una recomendación posterior del panel del Consejo Nacional de Investigación de que la misión se extienda a pesar del riesgo de una entrada incontrolada. [8]
Los problemas con la batería comenzaron a limitar la nave espacial en 2014 y el equipo de operaciones de la misión tuvo que tomar decisiones sobre cómo racionar la energía. En marzo de 2014, los instrumentos VIRS se apagaron para prolongar la vida útil de la batería. [7]
En julio de 2014, cuando el propulsor del TRMM se estaba agotando, la NASA decidió cesar las maniobras de mantenimiento de la estación y permitir que la órbita de la nave espacial decayera lentamente, mientras continuaba recopilando datos. El combustible restante, inicialmente reservado para evitar colisiones con otros satélites o desechos espaciales, se agotó a principios de marzo de 2015. [7] Inicialmente se esperaba el reingreso en algún momento entre mayo de 2016 y noviembre de 2017, pero ocurrió antes debido al aumento de la actividad solar. [9] El sensor principal de la sonda, el radar de precipitación, se apagó por última vez el 1 de abril de 2015 y el sensor científico final, LIS, se apagó el 15 de abril de 2015. [8] El reingreso se produjo el 16 de junio de 2015 a las 06:54 UTC. [10]
El radar de precipitación (PR) fue el primer instrumento espacial diseñado para proporcionar mapas tridimensionales de la estructura de las tormentas. Las mediciones proporcionaron información sobre la intensidad y distribución de la lluvia, el tipo de lluvia, la profundidad de la tormenta y la altura a la que la nieve se derrite y se convierte en lluvia. Las estimaciones del calor liberado a la atmósfera a diferentes alturas basadas en estas mediciones pueden utilizarse para mejorar los modelos de la circulación atmosférica global. El PR operó a 13,8 GHz y midió la distribución de la lluvia en 3D sobre las superficies terrestres y oceánicas. Definió una capa de profundidad de percepción y, por lo tanto, midió las precipitaciones que realmente alcanzaron el calor latente de la atmósfera. Tenía una resolución de 4,3 km en radios con una franja de 220 km.
El TRMM Microwave Imager (TMI) era un sensor de microondas pasivo diseñado para proporcionar información cuantitativa sobre las precipitaciones en una amplia franja bajo el satélite TRMM. Midiendo cuidadosamente las diminutas cantidades de energía de microondas emitidas por la Tierra y su atmósfera , TMI pudo cuantificar el vapor de agua , el agua de las nubes y la intensidad de la lluvia en la atmósfera . Era un instrumento relativamente pequeño que consumía poca energía. Esto, combinado con la amplia franja y la información cuantitativa sobre las precipitaciones, convirtió a TMI en el "caballo de batalla" del paquete de medición de lluvias de la Misión de Medición de Lluvias Tropicales. TMI no es un instrumento nuevo. Se basa en el diseño del exitoso Sensor Especial de Microondas/Imager (SSM/I), que ha estado volando continuamente en los Satélites Meteorológicos de Defensa desde 1987. El TMI mide la intensidad de la radiación en cinco frecuencias distintas: 10,7, 19,4, 21,3, 37,0, 85,5 GHz. Estas frecuencias son similares a las del SSM/I, excepto que TMI tiene el canal adicional de 10,7 GHz diseñado para proporcionar una respuesta más lineal para las altas tasas de lluvia comunes en las precipitaciones tropicales. La otra mejora importante que se espera de TMI se debe a la mejora de la resolución del terreno. Esta mejora, sin embargo, no es el resultado de ninguna mejora en los instrumentos, sino más bien una función de la menor altitud del TRMM (402 kilómetros en comparación con los 860 kilómetros del SSM/I). TMI tiene una franja de 878 kilómetros de ancho en la superficie. La mayor resolución de TMI en TRMM, así como la frecuencia adicional de 10,7 GHz, hacen de TMI un mejor instrumento que sus predecesores. La información adicional proporcionada por el radar de precipitación ayuda aún más a mejorar los algoritmos. Los productos de lluvia mejorados en una amplia franja servirán tanto para TRMM como para las mediciones continuas realizadas por el SSM/I y los radiómetros que vuelan en los satélites EOS-PM ( Aqua (satélite) ) de la NASA y ADEOS II japoneses .
El escáner visible e infrarrojo (VIRS) fue uno de los tres instrumentos del paquete de medición de la lluvia y sirve como un indicador muy indirecto de las precipitaciones. VIRS, como su nombre lo indica, detectó la radiación proveniente de la Tierra en cinco regiones espectrales, que van del visible al infrarrojo , o de 0,63 a 12 mm . VIRS se incluyó en el paquete de instrumentos principal por dos razones. Primero fue su capacidad para delimitar las precipitaciones. La segunda razón, e incluso más importante, era servir como estándar de transferencia para otras mediciones que se realizan de forma rutinaria utilizando satélites ambientales operacionales polares (POES) y satélites ambientales operacionales geoestacionarios (GOES). La intensidad de la radiación en las distintas regiones (o bandas) espectrales se puede utilizar para determinar el brillo (visible e infrarrojo cercano) o la temperatura (infrarroja) de la fuente.
Las nubes y el Sistema de Energía Radiante de la Tierra (CERES) midieron la energía en la parte superior de la atmósfera , así como también estiman los niveles de energía dentro de la atmósfera y en la superficie de la Tierra. El instrumento CERES se basó en el exitoso Experimento de Presupuesto de Radiación de la Tierra (ERBS), que utilizó tres satélites para proporcionar mediciones del presupuesto de energía global de 1984 a 1993. [11] Utilizando información de instrumentos de imágenes de nubes de muy alta resolución en la misma nave espacial, CERES determina las nubes. propiedades, incluida la cantidad de nubes, la altitud , el espesor y el tamaño de las partículas de las nubes. Estas mediciones son importantes para comprender el sistema climático total de la Tierra y mejorar los modelos de predicción climática.
Sólo funcionó entre enero y agosto de 1998 y en marzo de 2000, por lo que el registro de datos disponible es bastante breve (aunque posteriormente se volaron instrumentos CERES en otras misiones como el Sistema de Observación de la Tierra (EOS) AM (Terra) y PM (Aqua). satélites.)
El Lightning Imaging Sensor (LIS) era un instrumento pequeño y muy sofisticado que detecta y localiza rayos sobre la región tropical del globo. El detector de rayos era una combinación compacta de elementos ópticos y electrónicos, incluido un generador de imágenes capaz de localizar y detectar rayos dentro de tormentas individuales. El campo de visión del generador de imágenes permitió al sensor observar un punto de la Tierra o una nube durante 80 segundos, tiempo suficiente para estimar la velocidad de destellos, que indicaba a los investigadores si una tormenta estaba creciendo o decayendo.
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