CHAMP: Różnice pomiędzy wersjami

Dodane 187 bajtów ,  12 lat temu
m
Popups: Zmiana linku ze strony przekierowującej GPS na Global Positioning System, drobne redakcyjne, WP:SK
m (językowe)
m (Popups: Zmiana linku ze strony przekierowującej GPS na Global Positioning System, drobne redakcyjne, WP:SK)
'''CHAMP''' (''Challenging Minisatellite Payload'') jest satelitą geo-naukowym ([[geologia|geologicznym]], [[geofizyka|geofizycznym]]...) wystrzelonym w lipcu [[2000]] roku z [[Rosja|rosyjskiego]] [[kosmodrom]]u. Niska orbita o początkowej wysokości lotu 452 km. [[Inklinacja]] orbity sprawia ze przelatuje nad biegunami, jest uzupełnieniem systemu [[Global Positioning System|GPS]] bowiem dostarcza danych z niezbadanych dotychczas obszarów.
 
== Charakterystyka misji ==
* Rakieta nośna / miejsce startu : Kosmos 11K65M / kosmodrom Plesetsk, Rosja
* Parametry orbity : 421 x 475 km; 87,2°
* Masa: masa całk. 500 kg, w tym 30 kg ładunku
 
=== Ładunek ===
* [[Magnetometr]] wektorowy
* [[Magnetometr]] skalarny
* Kamera gwiazdowa
* Ogniwa słoneczne
* Antena [[Global Positioning System|GPS]] do określania orbity
* Antena [[Global Positioning System|GPS]] do sondowania [[atmosfera|atmosfery]]
* Akcelerometr
 
== Cele misji ==
=== Prowadzenie pomiarów pola grawitacyjnego Ziemi ===
 
===Prowadzenie pomiarów pola grawitacyjnego Ziemi===
 
Ze względu na nieregularny rozkład mas we wnętrzu [[Ziemia|Ziemi]] przyspieszenie rzeczywiste różni się od przyspieszenia normalnego a powierzchnia ekwipotencjalna jest zdeformowana w stosunku do powierzchni elipsoidy. [[Geoida]], anomalie siły ciężkości, odchylenia pionu i inne funkcje pola siły ciężkości są wielkościami bazowymi dla realizacji spójnego globalnego systemu odniesienia w geodezji, stosowanego do pomiarów praktycznych i modelowania geodynamicznego. Undulacje geoidy i anomalie pola siły ciężkości reprezentują nieregularną strukturę pola siły ciężkości wzdłuż powierzchni [[Ziemia|Ziemi]]. Może ono zostać przedstawione w formie funkcji harmonicznych sferycznych. Pole siły ciężkości Ziemi zmienia się nie tylko przestrzennie ale i czasowo. Każda zmiana w podziale mas atmosfery, mas wody w oceanach, mas lodów na [[Antarktyda|Antarktydzie]] i [[Grenlandia|Grenlandii]], jak również mas wód podziemnych i mas we wnętrzu Ziemi prowadzi do krótkookresowych, sezonowych, rocznych, wieloletnich aż do wiekowych wariacji pola siły ciężkości i z tym związanych zmian [[geoida|geoidy]].
Globalne modele pola siły ciężkości Ziemi są uzyskiwane w geodezji od rozpoczęcia ery satelitów poprzez obserwacje ruchu torowego sztucznych satelitów. Aż do startu niskolatających satelitów CHAMP i [[GRACE]] modele pola siły ciężkości Ziemi były obliczane z kierunkowych, oddaleniowych i dopplerowskich obserwacji od stacji naziemnej do wielkiej liczby satelitów na bardzo różnorodnych torach i za czasem obserwacji przynajmniej 20 lat. Ze względu na niepełne i mało dokładne obserwacje, co wiązało się z problemami ujęcia działających na lecącego na wyższych wysokościach satelitę wpływu sił zakłócających, otrzymane wyniki przed erą CHAMP i [[GRACE]] dawały tylko ograniczone dokładności pola siły ciężkości i stanowiły tylko długofalowy udział przy modelowaniu tego pola. Powód tego można było zobaczyć w tym, że dla czujnika ciężkości lecącego na wysokości setek kilometrów nad powierzchnią Ziemi problematyczne jest wymierzenie przestrzennej struktury pola ciężkości i przeprowadzenie ekstremalnie dokładnych obserwacji, na dodatek w szybkim czasie i bez wpływu niegrawitacyjnych sygnałów zakłóceniowych. Dokładnie powiodło się to pierwszy raz w 40-letniej historii geodezji satelitarnej niemieckiej misji CHAMP i poprawionej i rozbudowanej współpracy z amerykańska misją GRACE. Obie misje wykorzystują zasadę, która w latach 70. była intensywnie propagowana i studiowana przez niektóre amerykańskie i europejskie grupy naukowców, mianowicie – międzysatelitarne obserwacje w wysoko-niskiej, względnie nisko-niskiej wersji i pomiar działających na satelitę niegrawitacyjnych przyspieszeń zakłócających z wykorzystaniem wysokoodczuwalnego 3 osiowego przyrządu do pomiaru przyspieszenia. W 2000 roku pierwszy satelita CHAMP został wystrzelony na niski 450km tor i po raz pierwszy został z powodzeniem zrealizowany pomiar intersatelitarny w wysoko-niskiej wersji i jednoczesny pomiar przyspieszenia zakłócającego z użyciem precyzyjnego akcelerometru. Z pomocą rozwiniętego i ukończonego przez [[NASA]] / [[Jet Propulsion Laboratory]], [[Pasadena]] / odbiornika [[Global Positioning System|GPS]] –Black – Jack na pokładzie niskolecącego satelity CHAMP są uzyskiwane ciągłe obserwacje kodów i faz aż do 10 wysokolatających satelitów GPS. Ukończony przez francuską firmę ONERA precyzyjny akcelerometr STAR dostarcza biegnąc wzdłuż toru CHAMP pomiaru przyspieszenia. Już podczas pierwszych 30 dni pracy CHAMP – [[Global Positioning System|GPS]] i danych z akcelerometru mógł nastąpić przełom w określaniu globalnego pola siły ciężkości Ziemi. Długofalowe udziały pola siły ciężkości mogły po raz pierwszy zostać określone danymi z pojedynczego satelity z wyraźnie wyższą dokładnością niż było to możliwe jak dotąd ze wszystkimi danymi satelitarnymi z ostatnich 20-30 lat.
 
=== Prowadzenie obserwacji atmosfery/jonosfery ===
Pierwsze wykorzystanie pomiarów satelitarnych GPS dla celu meteorologii nastąpiło w połowie lat 90. przez amerykańską misję Microlab 1. W lipcu [[2000]] roku wystartował [[Niemcy|niemiecki]] satelita geo-naukowy, który sonduje również regiony, które jak do tej pory ubogie były w dane. Satelita obiega Ziemie na orbicie 450 km w 93 min, ma na pokładzie ulepszony odbiornik [[Global Positioning System|GPS]] a po spodniej stronie specjalną antenę.
 
Pierwsze wykorzystanie pomiarów satelitarnych GPS dla celu meteorologii nastąpiło w połowie lat 90. przez amerykańską misję Microlab 1. W lipcu [[2000]] roku wystartował [[Niemcy|niemiecki]] satelita geo-naukowy, który sonduje również regiony, które jak do tej pory ubogie były w dane. Satelita obiega Ziemie na orbicie 450 km w 93 min, ma na pokładzie ulepszony odbiornik [[GPS]] a po spodniej stronie specjalną antenę.
Podczas gdy jeden z satelitów ginie z widoczności CHAMP’a za horyzontem Ziemi, dochodzą do odbiornika CHAMP radio-sygnały GPS przechodzące przez atmosferę w coraz krótszych odległościach od powierzchni Ziemi. Podczas czegoś takiego, tzw. okultacji, która trwa od 1 do 2 minut rejestrowane jest pasmo strumienia widoczności atmosfery pomiędzy wysokością 120km a powierzchnią. Powodem refrakcji strumienia fal radiowych jest odchylanie się fal radiowych podczas drogi przez atmosferę; miarą tego jest kąt załamania.
Znajomość dokładnych efemeryd pozwala obliczyć współczynnik załamania atmosfery w funkcji wysokości geometrycznej.
W suchych rejonach atmosfery (stratosfera, obszary biegunowe) można z takich pomiarów obliczyć ciśnienie i temperaturę z wysoką dokładnością.
Sygnały [[Global Positioning System|GPS]] mają długość fali w zakresie ok. 20 cm i dlatego są praktyczne wolne od wpływu kropelek wody i kryształków lodu. Pomiary okultacyjne bazujące na GPS są metodą przedstawiania ciśnienia, temperatury i wilgotności niezależnie od pogody. Dzięki limb-geometrii oferują one w porównaniu do tradycyjnych satelitów pogodowych istotnie wyższą dokładność. Dzięki misji CHAMP z pojedynczego satelity otrzymujemy dziennie ok. 200-250 okultacji, na dodatek dostarczają one danych w rejonach, które do tej pory były słabo poznane. Dlatego też radio-okultacja stanowi dobre i ważne uzupełnienie dotychczasowych meteorologicznych systemów obserwacyjnych, jak globalna sieć radiosond.
W pierwszych 7 miesiącach od rozpoczęcia pomiarów sondujących przez CHAMP otrzymano i wykorzystano ok. 2000 obserwacji okultacji. Pierwsze profile pokazały dobrą zgodność z analizami meteorologicznymi. Niemiecki instytut naukowy pracuje nad metodą wykorzystania radio-okultacji do numerycznego modelowania prognoz pogody. Ze względu na zwiększenie ilości danych nad oceanami i w stratosferze oczekuje się że zastosowanie radio-okultacji będzie stanowiło duże ulepszenie przy średnioterminowych prognozach pogody.
 
=== Prowadzenie pomiarów pola magnetycznego Ziemi ===
Główne pole nie jest przedmiotem badań satelity CHAMP. Pomiary pola magnetycznego za pomocą magnetometru fluxgate umieszczonego na pokładzie satelity CHAMP dotyczą pulsacji geomagnetycznych i są nieprecedensowoniezwykle dokładne. Dane o polu magnetycznym z satelity CHAMP zapewniają unikalny sposób na studiowanie efektu propagacji fal MHD w atmosferze z dwóch powodów:
 
Główne pole nie jest przedmiotem badań satelity CHAMP. Pomiary pola magnetycznego za pomocą magnetometru fluxgate umieszczonego na pokładzie satelity CHAMP dotyczą pulsacji geomagnetycznych i są nieprecedensowo dokładne. Dane o polu magnetycznym z satelity CHAMP zapewniają unikalny sposób na studiowanie efektu propagacji fal MHD w atmosferze z dwóch powodów:
# w przeszłości nie było generalnie możliwe obserwowanie pulsacji geomagnetycznych z satelitów na niskich orbitach nad [[Ziemia|Ziemią]] z powodu wyjątkowo małych amplitud oscylacji nakładających się na duże pole główne.
# niska orbita CHAMP jest też unikalna z powodu podobnego dystansu nad [[jonosfera|jonosferą]] co stacji naziemnych do [[jonosfera|jonosfery]].
 
== Linki zewnętrzne ==
* [http://www.gfz-potsdam.de/pb1/op/champ/ Strona oficjalna]
* [http://science.hq.nasa.gov/missions/satellite_9.htm Strona NASA]
22 718

edycji