Přínos gravitačního satelitu pro budoucí mise

Mise GOCE.
19 červenec 2012

Družice ESA GOCE nejenže mapuje zemské gravitační pole v dosud nevídaném rozlišení, ale také nám nabízí zcela nový pohled na hustotu vzduchu a informace o větru ve vesmíru. Tato data navíc přitom pomohou vylepšit návrhy a činnost budoucím misí dálkového průzkumu Země.

Většina družic obíhá kolem Země ve vzdálenosti větší, než 400 km. Pokud by obíhaly níže, odpor zbytkové atmosféry by je příliš brzdil a ony by vstoupily do atmosféry předčasně.

To ovšem představovalo problém pro konstruktéry mise GOCE. Potřebovali poslat své zařízení mnohem blíže k Zemi, na vzdálenost nějakých 270 kilometrů. A to proto, aby palubní přístroj mohl měřit i drobné odchylky v gravitaci s dosud nedosaženou přesností.

Řešením bylo vybavit satelit elektrickým iontovým motorem. Tento inovativní systém generuje nepatrný tah, který kompenzuje brzdění, jemuž je GOCE vystavena při kontaktu se zbytky atmosféry.

Air density from GOCE
Měření hustoty atmosféry pomocí GOCE.

Návrh se přitom ukázal jako životaschopný, a tak tento mimořádný satelit provádí svá pozorování již více než tři roky.

To, co bylo během konstrukce družice vnímáno jako komplikace, se nyní stává příležitostí pro další vědecký výzkum.

Tým při Delft University of Technology v Nizozemsku kombinuje data z akcelerometrů satelitu GOCE s informacemi o aktivaci iontových motorů.

Cílem výzkumu, který probíhá pod záštitou programu ESA „Earth Observation Support to Science Element“, přitom není mapování gravitačního pole. Namísto toho jsou data využívána pro vytváření modelů hustoty vzduchu a rychlostí větru ve výškách, kterými družice na své cestě na oběžné dráze prolétá.

Crosswinds in space from GOCE
Vítr ve vesmíru - měření družice GOCE.

První výsledky výzkumu odhalují drobné detaily týkající se kosmického počasí v této výše: což jen potvrzuje užitečnost přístrojů GOCE pro tuto přidanou službu.

Informace mají široké praktické využití. Především při odhadech, jak dlouho budou družice fungovat na oběžné dráze, kolik pohonných látek mají nést s sebou, jaká je pro ně optimální pracovní dráha, pro plánování návratových operací nebo pro zabránění střetům s úlomky kosmického smetí.

Data o hustotě atmosféry a větru budou brzy k dispozici pro další analýzy experty na horní vrstvy atmosféry a kosmickou fyziku.

Měření o hustotě atmosféry, která provedla družice GOCE, přitom ukazují nižší hodnoty, než jaké jsme předpokládali dle našich stávajících modelů. Jsou ale v souladu s jinými výzkumy, které hovoří o tom, že horní vrstva atmosféry se v posledních desetiletích ochlazuje a stahuje.

New GOCE geoid
Geoid dle GOCE.

V době startu GOCE byl přitom zaznamenaný další pokles teploty a hustoty.

Příčina těchto poklesů přitom není zcela vysvětlena. Satelit GOCE však ze současné situace těží, protože potřebuje mnohem méně pohonných látek, než se předpokládalo.

Měření budou každopádně pokračovat, aby se zlepšily naše znalosti gravitačního pole Země stejně jako stavu a chování horních vrstev atmosféry.

Copyright 2000 - 2014 © European Space Agency. All rights reserved.