Tartalom
Kivonat
Ebben a fejezetben a geostacionárius pályán keringő műholdak típusait ismerhetik meg az olvasók. A geostacionárius műholdak közül a meteorológiai műholdak legfontosabb tulajdonságai, képalkotó rendszerei, alkalmazási lehetőségei is megtalálhatók a fejezetben.
korábbi ismeretek: geostacionárius pálya, időjárás, klíma, vízelnyelési sáv
kulcsszavak: meteorológiai műholdak, NOAA, METEOSAT
A meteorológiai műholdak geoszinkron vagy poláris, közel-poláris pályán keringenek. Számos nemzet, nemzetközi szervezet működtet ilyen típusú műholdakat a Föld klímájának, a meteorológiai jelenségek jobb megismerése vagy az időjárás-előrejelzés érdekében. Ma már nemcsak meteorológiai jellegű adatok gyűjtésére használják ezeket a műholdakat, hanem egységes rendszerben működtetve vizsgálják a globális klímaváltozás hatásait, vagy támogatják a szerencsétlenségek áldozatainak keresését, mentését. Ebben a fejezetben a meteorológiai műholdak a főbb típusok szerint (geostacionárius, poláris) kerülnek bemutatásra, majd a globális mentési rendszer elemei és működésük is ismertetésre kerülnek.
Az 1960-as évek elejére már elég sok tapasztalat összegyűlt a geostacionárius pályán keringő telekommunikációs műholdak rendszerbe állításával és üzemeltetésével kapcsolatban. Ezért 1966 decemberében a NASA (National Aeronautics and Space Administration) szakemberei egy távközlési műholdon (ATS-1, Application Technology Satellite) helyezték el az első forgó-pásztázó (spin-scan) rendszerű kamerát. Ez a berendezés a Föld feléről 20 percenként készített képeket. A következő kamerát (az ATS-3 műholdon) 1967 novemberében indították útjára, és ezen küldetés során szerzett tapasztalatok alapján alakították át a programot, melynek fő célja ezután kizárólag távérzékelési feladatok végrehajtása lett. A program első műholdja az SMS-1 (Synchronous Meteorological Satellite) volt 1974 májusában. Az SMS-1 egy a látható fény és az infravörös tartományú radiométert VISSR (Visible and Infrared Spin-Scan Radiometer) szállított, mely a Föld feléről készített képeket a látható fény (0,66–0,7 μm) és a hőtartományú-infravörös (10,5–12,6 μm) hullámsávokban 19 percenként.
2.1. táblázat - A NOAA-GOES 1-7 műholdak felbocsátási ideje
|
műhold neve |
SMS-1 |
SMS-2 |
GOES-1 |
GOES-2 |
GOES-3 |
|
felbocsátás ideje |
1974.05.17. |
1975.02.06. |
1975.10.16. |
1977.06.16. |
1978.06.16. |
|
műhold neve |
GOES-4 |
GOES-5 |
GOES-6 |
GOES-7 | |
|
felbocsátás ideje |
1980.09.09. |
1981.05.22. |
1983.04.28. |
1987.02.27. |
Az SMS műholdprogramot később átnevezték GOES (Geostationary Operational Environmental Satellite) programra, mely a NOAA tulajdonába és kezelésébe került. Az 1980-as évek végéig a NOAA további 7 GOES műholdat bocsátott fel, melyek az Egyenlítő felett különböző pozíciókban helyezkedtek el a változó igényeknek megfelelően. A jól használható rendszer 3 műhold egyidejű működését feltételezte (amíg meg nem jelentek további nemzetek geostacionárius műholdjai). A GOES-4 1982. novemberében, a GOES-5 1984. júliusában fejezte be a tevékenységét és ebben az időszakban a GOES-1 csak a látható fény tartományában üzemelt, míg a GOES-6 teljes fedélzeti rendszere működőképes volt. A GOES műholdak legfontosabb fedélzeti berendezése a VISSR, de a GOES-3 műholdtól kezdve már egy mikrohullámú légkörszonda is kiegészítette a rendszert, amely a légkör függőleges szerkezetéről szolgáltatott újabb információkat. Mindegyik GOES műhold tervezett élettartama 5 év volt. A NOAA névadási szabványa szerint a tervezett műholdakat betűvel, a működő műholdakat számokkal jelölik.
A GOES 1–7 műholdakon használt szenzorok
VISSR – többcsatornás radiométer, 8 sáv a látható fény tartományban, 2 sáv az infravörös spektrumban.
VAS (VISSR Atmospheric Sounder) légkörszonda, a VISSR továbbfejlesztett változata. 8 db, a látható fény tartományában működő detektorral, valamint 6 db hőtartományú detektorral, amelyek az infravörös tartomány 12 spektrális sávjában működnek. Az IR detektorok közül 2 képkészítő, 4 légkörszonda. A térbeli felbontás 0,7 km (VIS) és 7-14 km (IR).
A VAS üzemmódjai a következők: eredeti üzemmód, multispektrális képkészítés a teljes földfelszínről félóránként (légköri vízgőz, hőmérséklet, felhőeloszlás), szonda üzemmód 12 spektrális szűrővel.
A GOES 8-12 sorozat
A GOES I-M (8-12) sorozat már 3-tengely mentén stabilizált műholdakat tartalmaz, ezáltal növekszik a megfigyelési idő és egyéb műszerek is alkalmazhatók.
Az új, 5 tagú GOES sorozat első tagját, a GOES-8 (I) műholdat 1994. április 13-án bocsátották fel. A 3-tengelyű stabilizálás miatt a GOES-8 sokkal pontosabb időjárási adatokat és légköri hőmérsékletmérési eredményeket szolgáltat, mint sorozat korábbi tagjai. A vizsgálat folyamatos (összehasonlításként a forgótengelyű műhold 5 %-os időkihasználású). A GOES-8 pozíciója a 75° nyugati hosszúsági kör és az Egyenlítő metszéspontja fölött van, ezért használják a GOES-East elnevezést is.
A GOES-8 és a GOES-10 műholdak együtt teljes fedést adnak a 20° Ny-i és a 165° K-i hosszúsági körök közötti földfelszíni területekre vonatkozóan.
2.2. táblázat - A GOES 8-12 műholdak alapadatai
|
műhold neve |
GOES-8 |
GOES-9 |
GOES-10 |
GOES-11 |
GOES-12 |
|
felbocsátás ideje |
1994.04.13 |
1995.05.23. |
1997.04.25. |
2000.05.03. |
2001.07.23. |
|
működés kezdete |
1995.06.01. |
1996.01.11. |
1998.08.27. |
2006.06.21. |
2003.01.04. |
|
működés vége |
2004.05.05 |
2007.06.15. |
2009.12.02. |
2011.12.16. |
2010.05.10. |
|
inklináció (fok) |
0,171 |
0,405 |
0,007 |
0,016 |
0,423 |
|
átlagos magasság (km) |
35787 |
35852 |
35785 |
35789 |
35789 |
|
pozíció (fok) |
74,90 |
115,29 |
135,46 |
111,70 |
104,98 |
|
szenzorok |
GVAR, WEFAX, DCPR,DCPI, SEM, SAR |
- |
GVAR, WEFAX, DCPR, CPI, SEM, SAR |
- |
- |
A következő, GOES-9 (J) műhold felbocsátási ideje 1995. május 23. volt, és közel 3 évig működött. A rendszer 1998-ban meghibásodott, ezért csak vészmentésekre használják, és más pozícióba állították.
A GOES-10 (K) műholdat (GOES-West) 1997. április 25-én indították útjára, pozíciója a 135° Ny-i hosszúsági kör és az Egyenlítő metszéspontja fölött van.
A GOES-11/12 műholdak tartalék üzemmódban vannak, addig amíg felváltják a GOES-8 vagy a GOES-10 műholdakat.
Szenzorok a GOES 8–12 sorozaton
A második generációs GOES műholdak legfontosabb berendezései a képkészítő (Imager) és a szonda (Sounder).
Az 5-csatornás (1 VIS, 4 IR) képkészítő radiométer a földfelszín által visszavert és kisugárzott energiákat méri. Rendkívül gyors a képkészítés, egy Egyesült Államok középpontú 3000x3000 km-es területet felvételezéséhez 41 mp elegendő.
2.3. táblázat - A képkészítő radiométer tulajdonságai a GOES-I/M műholdakon
|
csatorna szám |
1 (VIS) |
2 |
3 |
4 (IR 1) |
5 (IR 2) |
|
hullámhossz (µm) |
0,55-0,75 |
3,8-4,0 |
6,5-7,0 |
10,2-11,2 |
11,5–12,5 |
|
felbontás (km) |
1 |
4 |
8 4 GOES M |
4 |
4 |
|
rendszer abszolút pontossága |
TIR sávokban: kisebb vagy egyenlő 1°K látható fény sávban: 5% | ||||
|
képkészítés ideje |
teljes félgömb fedése kevesebb, mint 26 perc alatt |
A GOES 8–12 szondája egy 19-csatornás radiométer, mely adatokat szolgáltat az atmoszféra hőmérsékletéről, az atmoszféra nedvességtartalomának függőleges eloszlásáról, a felszín és a felhőtető hőmérsékletéről és az ózon eloszlásáról. A szonda detektorai 4 csoportba sorolhatók. Látható fény, hőtartományú, közepes és közeli infravörös detektorokat találunk a szondában.
2.4. táblázat - Szonda berendezés csatornái a GOES I-M műholdakon
|
csatorna szám |
hullámhossz (μm) |
csatorna szám |
hullámhossz (μm) |
csatorna szám |
hullámhossz (μm) |
|
1 2 3 4 5 6 7 |
14,71 14,37 14,06 13,64 13,37 12,66 12,02 |
8 9 10 11 12 13 |
11,03 9,71 7,43 7,02 6,51 4,57 |
14 15 16 17 18 19 |
4,52 4,45 4,13 3,98 3,74 0,70 |
A GOES műholdak harmadik generációjának tagjait (GOES N,O,P) 2006 óta állítják pályára.
A GOES 13-15 (NOP) sorozat
A GOES műholdak újabb generációja a 2007 óta készít felvételeket a nyugati félgömbről. A közel valós idejű felvételek a NOAA honlapjáról elérhetők.
A GOES-13 műholdat (2.1.ábra) 2006. május 24-én indították el, és 2010. április 14. óta tevékenykedik üzemszerűen a 75 fokos nyugati hosszúsági kör és az Egyenlítő felett (2.2. ábra).
A GOES-14 műholdat 2009. június 27-én indították el, jelenleg tartalék üzemmódban van a 105 fokos nyugati hosszúsági kör és az Egyenlítő felett 2013. február 13. óta.[5]
A GOES-15 műholdat 2010. április 30-án indították el, és 2011. június 12. óta tevékenykedik üzemszerűen a 135 fokos nyugati hosszúsági kör és az Egyenlítő felett (2.3.ábra).
