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Sistema conjunto de satélites polares

Ilustración artística del satélite NOAA-20

El Sistema Conjunto de Satélites Polares ( JPSS ) es la última generación de satélites ambientales no geosincrónicos de órbita polar de EE. UU. JPSS proporcionará los datos ambientales globales utilizados en los modelos numéricos de predicción del tiempo para los pronósticos y los datos científicos utilizados para el seguimiento del clima. JPSS ayudará a cumplir la misión de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica de EE. UU. (NOAA) , una agencia del Departamento de Comercio . Los datos y las 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) para la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA), que es responsable del funcionamiento del JPSS. Están previstos de tres a cinco satélites para la constelación de satélites JPSS. Los satélites JPSS volarán y los datos científicos de JPSS serán procesados ​​por 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. 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, tras alcanzar su órbita final, 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 EE. UU. (STPSat-3) el 19 de noviembre de 2013, también forma parte del JPSS.

Historia

Estados Unidos ha tenido dos programas principales de satélites en órbita polar que comenzaron en la década de 1960. La serie POES (Satélite ambiental operativo en órbita polar) de la NOAA y el DMSP (Programa de satélites metrológicos de defensa) de la USAF. [6] JPSS fue creado por la Casa Blanca en febrero de 2010 [7] tras la reestructuración y disolución del programa del Sistema Nacional de Satélites Ambientales en órbita polar (NPOESS) . El concepto original de órbita del satélite del programa NPOESS se dividió entre dos agencias patrocinadoras: a la NOAA se le dio la responsabilidad de la órbita de la tarde, mientras que las mediciones ambientales de la órbita de la mañana se obtendrían del Sistema de Satélites Meteorológicos de Defensa (DWSS). DWSS fue cancelado en abril de 2012. Los militares seguirán dependiendo de la constelación de satélites del Programa de Satélites Meteorológicos de Defensa de la Fuerza Aérea (DMSP) hasta que los satélites de seguimiento del sistema meteorológico estén operativos.

Se asignó un equipo de revisión independiente (IRT) para realizar una evaluación independiente de toda la empresa satelital de la NOAA, incluido JPSS. Sus hallazgos se publicaron en 2012. [8]

Objetivo

Las imágenes de datos obtenidas del Sistema Conjunto de Satélites Polares aumentarán la puntualidad y precisión de las advertencias 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.

JPSS reemplazará a los actuales Satélites Ambientales Operacionales (POES) en órbita polar , administrados por la NOAA y el componente de procesamiento terrestre tanto del POES como del Programa de Satélites Meteorológicos de Defensa (DMSP) . Los requisitos ambientales operativos de la órbita polar también los cumple el Proyecto Preparatorio NPOESS (NPP) (ahora llamado Asociación Nacional de Orbitación 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 los datos del sistema JPSS de forma gratuita, en apoyo de los compromisos de los Estados Unidos con el Sistema Mundial 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)
realiza observaciones globales visibles e infrarrojas de parámetros terrestres, oceánicos y atmosféricos con alta resolución temporal. Desarrollado a partir del instrumento MODIS instalado en los satélites Aqua y Terra Earth Observing System , tiene un rendimiento significativamente mejor que el radiómetro AVHRR utilizado anteriormente en los satélites NOAA. [9]
Sonda infrarroja transversal (CrIS)
Produce perfiles tridimensionales de temperatura, presión y humedad de alta resolución. Estos perfiles se utilizarán para mejorar los modelos de previsión meteorológica y facilitarán la previsión meteorológica 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 . Este es 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) y está destinada a ser una contraparte del interferómetro de sondeo atmosférico infrarrojo (IASI).
Sonda de microondas de tecnología avanzada (ATMS)
un escáner transversal con 22 canales proporciona las observaciones de sondeo necesarias para recuperar perfiles de temperatura y humedad atmosféricas para la previsión meteorológica operativa civil, así como la continuidad de estas mediciones con fines de vigilancia del clima. Es una versión más liviana de los instrumentos AMSU y MHS anteriores volados en satélites anteriores de NOAA y NASA sin nuevas capacidades de rendimiento. [11]
Suite de mapeo y perfilación del ozono (OMPS)
un conjunto avanzado de tres instrumentos hiperespectrales , amplía los registros de más de 25 años de ozono total y perfil de ozono. Estos registros son utilizados por investigadores de evaluación del ozono y formuladores de políticas para rastrear la salud de la capa de ozono. La resolución vertical mejorada de los productos de datos OMPS permite realizar mejores pruebas y monitorear la compleja química involucrada en la destrucción del ozono cerca de la troposfera. Los productos 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 del ozono que comenzó en 1970 con el satélite Nimbus 4 y continuó con el Ultravioleta de Retrodispersión Solar (SBUV y SBUV/2), el Espectrómetro de Mapeo del Ozono Total (TOMS) y el Instrumento de Monitoreo del Ozono ( OMI) instrumentos en varios satélites internacionales, NOAA y de la NASA. Durante los 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 tanto la radiación solar reflejada como la emitida por la Tierra desde la parte superior de la atmósfera hasta la superficie de la Tierra. Las propiedades de las nubes se determinan mediante mediciones simultáneas realizadas por otros instrumentos JPSS como el VIIRS y conducirán a una mejor comprensión del papel de las nubes y el ciclo energético en el cambio climático global. [13]
Instrumento de presupuesto de radiación (RBI)
Mediría la luz solar reflejada y la radiación térmica emitida por la Tierra. Las mediciones del RBI, que se lanzaría en JPSS-2 a JPSS-4, habrían continuado el registro iniciado con el Experimento de presupuesto de radiación terrestre 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 costos y de cronograma y el impacto del crecimiento anticipado de costos del RBI en otros programas. [14]
El experimento de transferencia de calibración de irradiancia solar total (TSI) (TCTE)
El TCTE es un instrumento que mide la producción de energía del sol. Se alojó a bordo de un Satélite 3 del Programa de Pruebas Espaciales de la Fuerza Aérea de EE. UU. (STPSat-3) y se lanzó el 19 de noviembre de 2013 desde las instalaciones de vuelo Wallops de la NASA, Wallops Island, Virginia. JPSS pudo aprovechar esta oportunidad de viaje compartido. proporcionar un medio de bajo coste para mantener la continuidad de las observaciones de la ETI.
Libera
es una continuación de los instrumentos CERES y lleva 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 ingresa a 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 en equilibrio. Libera ayudará a mantener el registro de datos de 40 años del balance de radiación solar. [15]

Operaciones

El sistema de procesamiento y comunicaciones terrestres para JPSS se conoce como JPSS Common Ground System (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 datos satelitales 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 toda la vida útil de los sistemas JPSS y WSF-M .

El C3S es responsable de gestionar las misiones generales del JPSS (y potencialmente del FSM-M), desde el control y el estado de los activos espaciales y terrestres hasta garantizar la entrega oportuna de datos 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 de Tierra Común (CGS) JPSS reúne el programa de satélites ambientales polares civiles de NOAA-NASA, el Proyecto Preparatorio NPOESS (NPP) y los sistemas terrestres del Sistema de Satélites Meteorológicos de Defensa (DWSS) de la Fuerza Aérea en un sistema único y común que satisfará tanto a los EE.UU. y sus socios internacionales de seguimiento ambiental de las necesidades de satélites desde la órbita polar.

Satélites

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

La Asociación Nacional de Orbitación Polar de Suomi ( Suomi NPP ), anteriormente conocida como Proyecto Preparatorio ( NPP ) y Puente NPP del Sistema Nacional de Satélites Ambientales Operacionales de órbita polar ( NPOESS ), tiene un diseño casi idéntico al NOAA-20 y comparte algo de terreno. sistemas con él, pero no fue diseñado como parte de JPSS. Originalmente se propuso como un satélite de prueba de concepto y ahora admite operaciones de la NOAA y el Departamento de Defensa. La central nuclear Suomi se lanzó desde la base de la Fuerza 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 se encuentran en NOAA-20 y sirvió como reducción de riesgos y como una oportunidad de vuelo temprano para el programa JPSS.

Además, el Experimento de Transferencia de Calibración de Irradiación Solar Total (TSI), que se lanzó en el Satélite-3 del Programa de Pruebas Espaciales de la Fuerza Aérea de EE. UU. (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.

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]

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]

El lanzamiento de JPSS-4 está previsto para 2027. [18] JPSS-4 llevará versiones actualizadas de: (1) VIIRS, (2) CrIS, (3) ATMS, (4) OMPS-N y (5)Libera.

El lanzamiento de JPSS-3 está programado para 2032. [18] Al igual que JPSS-4, JPSS-3 llevará versiones actualizadas de: (1) VIIRS, (2) CrIS, (3) ATMS y (4) OMPS-N.

Principales contratistas

bola aeroespacial

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

Northrop Grumman

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

Northrop Grumman Aerospace Systems (NGAS) , de Azusa, CA, es el desarrollador y constructor de la sonda de microondas de tecnología avanzada (ATMS), un instrumento heredado que anteriormente voló en la misión NPP. [21]

Northrop Grumman Aerospace Systems (NGAS) de Redondo Beach, CA, 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, CO, es el contratista principal del JPSS Common Ground System (CGS), cuyos componentes principales necesarios para el funcionamiento de la nave espacial NPP ya han sido entregados. Se han instalado sistemas de procesamiento de datos de interfaz (IDPS) en dos instalaciones de procesamiento del gobierno de EE. UU., conocidas como centrales meteorológicas.

Raytheon Space and Airborne Systems (SAS) de El Segundo, CA, es el desarrollador y constructor del Visible Infrarrojo Imaging Radiometer Suite (VIIRS). [23]

L3Harris

L3Harris Technologies Fort Wayne, división de Indiana, es el desarrollador y constructor del instrumento de sonda infrarroja de trayectoria cruzada (CrIS) cuyo vuelo está previsto para el primer y segundo sistema conjunto de satélites polares (JPSS-1 y JPSS-2). [24]

Referencias

  1. ^ "Noticias sobre el lanzamiento del sistema conjunto de satélites polares". 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 la ULA se prepara para Vulcan". Vuelo espacial de la NASA . Consultado el 10 de noviembre de 2022 .
  4. ^ abcd "Misión e instrumentos de 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". Noticias espaciales . Consultado el 8 de junio de 2018 .
  6. ^ "NOAA-20 - Misiones satelitales - Directorio eoPortal". directorio.eoportal.org . Consultado el 22 de marzo de 2018 .
  7. ^ "Reestructuración del sistema nacional de satélites ambientales operativos 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 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. Recuperado: 22 de junio de 2017.
  10. ^ "La sonda infrarroja transversal". Archivado el 7 de agosto de 2011 en el Wayback Machine Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA. Recuperado: 22 de junio de 2017.
  11. ^ La sonda de microondas de tecnología avanzada Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA. Recuperado: 22 de junio de 2017.
  12. ^ "Suite Ozone Mapper Profiler". Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA. Recuperado: 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 el Wayback Machine Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA. Recuperado: 22 de junio de 2017.
  14. ^ "La NASA cancela el conjunto de sensores de ciencias de la Tierra para su lanzamiento en 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 de Suomi". NASA . 28 de octubre de 2011 . Consultado el 19 de diciembre de 2016 .
  17. ^ Amós, Jonathan (28 de octubre de 2011). "Lanzamientos de satélites meteorológicos y climáticos de la central nuclear". Noticias de la BBC . 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 arrebata el negocio JPSS a Ball". Noticias espaciales. Recuperado: 24 de marzo de 2015.
  20. ^ "Suite de creación de perfiles y mapeo del ozono". NOAA . Recuperado: 6 de abril de 2014.
  21. ^ "Sonda de microondas de tecnología avanzada". NOAA . Recuperado: 5 de abril de 2014.
  22. ^ "Primer instrumento satelital JPSS-1 integrado con una nave espacial". NOAA . Recuperado: 5 de abril de 2014.
  23. ^ "El instrumento de imágenes por satélite JPSS-1 de la NOAA se integra con éxito en una nave espacial". NOAA . Recuperado: 5 de abril de 2014.
  24. ^ "Sonda infrarroja transversal". NOAA . Recuperado: 6 de abril de 2014.

Otras lecturas

  1. Servicio Nacional de Información y Datos de Satélites Ambientales - Sistema Conjunto de Satélites Polares (archivado)
  2. Heckmann, Gary (26 de enero de 2011). "Características del sistema de terreno 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