Agency

Europas nye MetOp vejrsatellit når op i sit polarkredsløb

19/10/2006 652 views 0 likes

ESA PR 38-2006. I 28 år har Europa drevet sine berømte Meteosat-vejrsatellitter i et geostationært kredsløb. I dag fik de følgeskab af en helt ny generation af meteorologiske satellitter. MetOp er designet til at give et tættere billede af atmosfæren fra et lavere jordkredsløb og til at levere data, der vil forbedre de globale vejrberegninger og øge vores forståelse af klimaforandringerne.

Som den første af tre satellitter, der er udviklet i et fælles program mellem ESA og EUMESAT (European Meteorological Satellite Organisation), blev MetOp-A opsendt med stor succes fra Baikonur i Kazakhstan af en russisk Soyuz 2/Fregat raket drevet af det europæisk-russiske selskab Starsem.

Soyuz 2 løfteraketten, som var på sin første mission, blev sendt op kl. 18:28 dansk tid (16:28 UT) med den 4093 kg tunge rumsonde indkapslet i en ny strømlinet nyttelast med en diameter på 4,1 m, meget lig Ariane 4 i form og størrelse. Soyuz 2 skal som det nyeste medlem af den næsten 50 år gamle Semyorkafamilie af løfteraketter sendes op fra Fransk Guyana fra 2008 og frem.

Omkring 69 minutter efter opsendelsen frigjorde Fregattens øverste trin den første MetOp-satellit i et cirkulært kredsløb i en højde af 837 km over Kerguelen øgruppen i det Sydindiske ocean. Med en let retrograd hældning på 98,7° vil dette kredsløb give MetOp-A mulighed for at kredse om

planeten fra pol til pol, hvor den altid krydser Ækvator på samme tid nemlig 9:30 lokal tid. Denne type kredsløb, som kaldes ‘solsynkront’ giver mulighed for passage over næsten ethvert punkt på Jordens overflade under samme sollysbetingelser omtrent hver dag.

Satellitten styres nu af ESA’s European Space Operations Centre (ESOC) i Darmstadt i Tyskland, og den har på nuværende tidspunkt udfoldet sit solpanel. I løbet af de følgende dage vil den gennemgå den første tekniske kontrol af systemerne og vil udfolde antennerne. Den fulde indkøring og rutinemæssige drift forventes klar til overdragelse til EUMETSAT den 22. oktober.

MetOp-A will form the space segment of the EUMETSAT Polar System (EPS), designed to collect atmospheric and environmental data to complement the hemispheric survey conducted from geostationary orbit by the Meteosat system. EPS will be operated in coordination with the US Polar Operational Environmental Satellite (POES) system managed by the National Oceanic and Atmospheric Administration. While NOAA satellites are deployed in an ‘afternoon’ orbit (i.e. crossing the equator in the afternoon, local time), Europe’s MetOp will take up service in a ‘morning’ orbit.

The most complete atmospheric probe ever

To fulfil its ambitious mission, MetOp-A incorporates a comprehensive remote-sensing payload consisting of a set of new-generation European instruments, plus a set of ‘heritage’ instruments provided by the United States similar to those flown on current NOAA satellites.

Supplied by the French space agency CNES, the Infrared Atmospheric Sounding Interferometer (IASI) will take measurements in more than 8000 channels to provide temperature and water vapour profiles with unprecedented accuracy to feed numerical weather-prediction models. Its soundings will be complemented by measurements from the US heritage instruments and the Microwave Humidity Sounder (MHS), a five-channel radiometer developed for EUMETSAT but also planned to fly on future NOAA satellites.

MetOp-A vil udgøre rumsegmentet af EUMETSAT Polar System (EPS), der er designet til at indsamle atmosfæriske og miljømæssige data som supplement til den hemisfæriske undersøgelse, der foretages fra det geostationære kredsløb af Meteosat systemet. EPS vil blive drevet i samarbejde med det amerikanske POES-system (Polar Operational Environmental Satellite) ledet af National Oceanic and Atmospheric Administration. Mens NOAA-satellitter sendes ud i et ‘eftermiddagskredsløb’ (dvs. de passerer Ækvator om eftermiddagen lokal tid), vil Europas MetOp arbejde i et ‘morgenkredsløb’.

Den mest fuldstændige atmosfæriske sonde nogensinde

For at kunne opfylde sin ambitiøse mission er MetOp-A udstyret med en nyttelast til fjernmåling bestående af et sæt helt nye europæiske instrumenter samt et sæt ‘ældre’ instrumenter leveret fra USA, der er magen til dem, der er installeret på de nuværende NOAA-satellitter.

IASI (Infrared Atmospheric Sounding Interferometer), der leveres af den franske rumfartsorganisation CNES, vil foretage målinger over mere end 8000 kanaler for at levere profiler for temperatur og vanddamp med en hidtil ukendt præcision, der derefter indlæses i modeller for vejrudsigter. Disse pejlinger bliver suppleret med målinger fra de amerikanske instrumenter og MHS (Microwave Humidity Sounder), et radiometer med fem kanaler, der er udviklet til EUMETSAT, men som også forventes at skulle med på fremtidige NOAA-satellitter.

Anden generations GOME-2 (Global Ozone Monitoring Experiment), som er udviklet i et samarbejde mellem ESA og EUMESTAT, er en forbedret udgave af et scannespektrometer, som allerede befinder sig på ERS-2, og som er designet til at undersøge atmosfæren for profiler af ozonkoncentrationer så vel som andre sporgasser.

Endnu et ESA/EUMETSAT-instrument med en markant historie i ERS-programmet er ASCAT (Advanced Scatterometer). Denne forstærkede C-båndsradar skal måle hastigheden og retningen af vindene på havenes overflader, ligeledes for at levere input til numeriske vejrforudsigelsesmodeller, men også for at levere nyttige oplysninger om is, sne og jordbundsfugtighed.

Et nyt instrument udviklet af ESA og EUMETSAT er GNSS Receiver for Atmospheric Sounding (GRAS), der skal anvende okkultation af satellitnavigationssignaler gennem atmosfærens rand for at registrere profiler over atmosfærens temperatur og fugtighed.

Instrumenter leveret af NOAA omfatter: tredje generations AVHRR-3 (Advanced Very High Resolution Radiometer) til brug for registrering af globale billeder af skydække over både land- og havoverflader. To 15-kanals AMSU/A (Advanced Microwave Sounding Units) til brug for scanning af atmosfæretemperaturprofiler, samt en fjerde generations HIRS (High Resolution Infrared Radiation Sounder), en 20-kanals ækvivalent til IASI-interferometeret, der skal understøtte valideringen af data indsamlet af det europæiske instrument og bruges som backup bagefter.

MetOp-A medfører yderligere et avanceret Argos dataindsamlingssystem leveret af CNES beregnet på at lokalisere og kommunikere med faste eller mobile automatiserede stationer; to nyttelaster til redning & bjærgning leveret af henholdsvis den canadiske rumfartsorganisation (CSA) og CNES for at hjælpe det internationale Cospas-Sarsat netværk med at opfange og videresende nødsignaler. Endelig er der en amerikansk leveret SEM-2 (Space Environment Monitor), et spektrometer til undersøgelse af ladede partikelstrømme i rummet.

En vitaminindsprøjtning til forudsigelser af vejret

MetOp, der blev godkendt tilbage i 1992, er et meteorologisk satellitprogram ligesom Meteosat. ESA’s bidrag hertil styres af afdelingen Earth Watch under programmet Living Planet. ESA står for satellittens udvikling og tilvejebringelse. I den egenskab har ESA finansieret størstedelen af fremstillingen af den første flyvemodel. EUMETSAT står for det operationelle system og finansierer udviklingen af jordsegmentet og opfølgningssatellitter, løfteraketter og driften.

Tre flyvemodeller er bestilt fra et industrielt team ledet af EADS Astrium. Rumsonden samlet i Toulouse i Frankrig er baseret på en bus, der kommer fra ESA's Envisat og Frankrigs Spot 5 satellitter, og den indkorporerer avanceret udstyr for at sikre fleksibel drift med over 36 timers autonomi og en datalagringskapacitet på 24 Gbit.

MetOp satellitterne vil kredse om planeten ca. 14 gange pr. dag, og de skal indsamle data, som bliver downloadet til EPS Command & Data Acquisition (CDA) jordstationen på Svalbard nord for Norge. På grund af breddegraden (78°N) vil CDA-stationen være synlig for MetOp ved hvert kredsløb, når satellitten passerer hen over Nordpolen. Når MetOp-dataene er indsamlet, transmitteres de til EUMETSAT’s center i Darmstadt for behandling og videresendelse. Herudover vil nogle realtime polare system data blive udsendt direkte til regionale meteorologiske organisationer, når satellitten bliver synlig for deres modtagestationer.

Takket være MetOp's avancerede nyttelast og transmissionskapacitet er satellitten i stand til at registrere og rapportere om tidlig udvikling af alvorlige vejrforhold på bestemte steder, såsom voldsomme tordenvejr, der ikke kan observeres fra geostationære kredsløb. Satellitten vil på den måde gøre det muligt at udsende varsler om dårligt vejr på meget tidligere tidspunkter end nu.

“Jeg lykønsker vores venner og partnere fra EUMETSAT, NOAA, CNES, Starsem, den europæiske rumindustri og det internationale meteorologiske fællesskab med denne succesfulde opsendelse”, sagde ESA Direktør General Jean-Jacques Dordain.” Som de to generationer af Meteosat er dette program mere end en succeshistorie for det internationale samarbejde, det er en perfekt illustration af, hvilke uvurderlige fordele rummet kan give alle mennesker. Den høst af data, vi forventer fra MetOp-A og dens efterfølgende satellitter vil give en ny dimension til vores kendskab til Jordens atmosfære og klimaforhold. Ikke alene vil disse data føre til enorme forbedringer af nøjagtigheden i vejrforudsigelserne i Europa og på verdensplan, de vil også gøre det muligt for videnskaben at udvikle komplekse modeller af planetens klima for bedre at kunne forstå de igangværende globale forandringer og sætte en kurs for den internationale miljøpolitik.”