A Meteosat (2.4. ábra) az ESA (European Space Agency) meteorológiai műholdprogramja. Indítása 1972-ben történt, a geostacionárius műholdak Európáról, Afrikáról és az Atlanti-óceánról készítenek képeket. A program első szakasza 3 műholdat tartalmazott. 1982 óta a program neve MOP (Meteorological Observation Programme). A MOP program 1987-től átkerült az EUMETSAT irányítása alá.
A Meteosat része annak a globális geostacionárius műhold hálózatnak, amely az Egyenlítő felett épült ki. Minden tevékenységet a CGMS (GMS koordináció) bizottság irányít, amely a WMO (World Meteorological Organisation) és a saját műholdat is felbocsátó országok (Európa–ESA, USA–NOAA GOES, USSR–GOMS, Japán–JMA GMS, India–ISRO INSAT) képviselőiből áll.
Az első METEOSAT műhold 1977 novemberében került geostacionárius pályára az Egyenlítő (0° szélesség) és a kezdő meridián (0° hosszúság) fölé, vagyis Nyugat-Afrikától délre, a Guineai-öböl fölött működött 1979-ig. A METEOSAT képei az északi és a déli szélesség 55°-ig használhatóak a Föld görbülete miatt, így jó képi fedést biztosít Afrikára és Dél-Európára, de Észak-Európára már kevésbé.
2.5. táblázat - A METEOSAT műholdak tevékenységi periódusai és pozíciójuk [9]
|
műhold neve |
tevékenység kezdete |
tevékenység vég/megjegyzések |
|
METEOSAT-1 |
1977.11.23. |
1979. nov. 24. |
|
METEOSAT-2 |
1981.06.19. |
1988. aug. 12. |
|
METEOSAT-3 |
1988.06.15. |
1995. nov. 22. |
|
METEOSAT-4 |
1989.03.06. |
1995. nov. 08. |
|
METEOSAT-5 |
1991.03.02. |
1998-99 között pozíciója 10° Ny, 1999. júl. 01-től pozíciója 63° K, óránkénti képek, részvétel az INDOEX kísérletben) |
|
METEOSAT-6 |
1993.11.20. |
2002. okt. 08-tól pozíciója 10° K, 5 percenkénti képek Európáról, 10 percenkénti képek 15-65°É közötti területekről (RSS – Rapid Scanning Service) |
|
METEOSAT-7 |
1997.09.02. |
tervezett működés 2005-ig, pozíciója 0° Ny 2003-tól párhuzamosan az MSG-1 műholddal) |
A HRR (High Resolution Radiometer) radiométer a látható fény, a vízgőz elnyelési sávban és a hőtartományú infravörös sávban félóránként készít képeket. A nadír helyzetű felbontás az IR és a vízgőz elnyelési sávban 5 km, a látható fény sávban 2,5 km.
2.6. táblázat - A HRR szenzor képkészítő rendszerének tulajdonságai
|
tulajdonság |
adat |
|
spektrális tartományok (μm) |
0,5–0,9 (látható fény – VIS) 5,7–7,1 (vízgőz elnyelési sáv) 10,5–12,5 (TIR) |
|
teljes látószögmező (°) |
18 |
|
pillanatnyi látómező (mrad) |
0,065 (VIS), 0,14 (IR) |
|
térbeli felbontás (km) |
2,5x2,5 (VIS) 5x5 (IR) |
A METEOSAT (2.5.ábra) legfontosabb alkalmazási területei: Föld és légkör monitoring, napi csapadékindex és alapvető klimatológiai adatok gyűjtése, pl. felhőfedettség, felhőmozgás, felhőtető magasság, felső troposzférikus nedvesség, csapadékmérés.
A Meteosat második generációja – MSG
Az EUMETSAT második generációs geostacionárius műholdját a MSG-1-et, többszöri halasztás után, 2002. augusztus 28-án indították útjára. Az első hivatalos felvételek 2002. november 28-án készültek 2004. január 29-én az MSG-1 megkezdte rutinszerű működését, és a METEOSAT-8 nevet kapta.
Az MSG műholdak (2.6. ábra), a METEOSAT műholdakhoz hasonlóan, a Föld forgástengelyével párhuzamos tengely mentén stabilizáltak. Geostacionárius pályán a műhold az óramutató járásával ellentétes irányban 100 fordulatot tesz meg percenként saját tengelye körül. Az MSG műholdak az Egyenlítő felett a 0° hosszúsági körön helyezkednek el, de szükség esetén keleti és nyugati irányban elmozdíthatók max. 50°-kal. A 680 kg tömegű, henger alakú (átmérő 3,2 m) MSG-1 magassága 2,4 m.
A műhold három főbb részből áll:
a SEVIRI (Spinning Enhanced Visible and Infrared Imager) – a továbbfejlesztett pörgő képalkotó a műhold középen helyezkedik el, s a látható fény és az infravörös tartományban készít felvételeket,
az MCP (Mission Communication Payload) kommunikációs rendszert műhold felső részében találjuk,
a műhold alsó részében helyezték el a működtetésért felelős alrendszereket.
A pályára állításkor és a geostacionárius pályán tartáshoz kisebb rakétahajtó-műveket használnak, melyekhez a hajtóanyagot a műhold tárolja (kb. 40 kg-ot). Az MSG henger alakú felületén 8 db napelemtábla termeli a berendezések működtetéséhez szükséges áramot.
A Meteosat-9 (MSG-2) műholdat Kourou-ról (Francia Guiana), egy Ariane-5 GS hordozórakéta segítségével juttatták az űrbe 2005. december 22-én, míg a Meteosat-10 (MSG-3) műholdat szintén Kourou-ról 2012. július 5-én indították útjára.
Az MSG képkészítő rendszere (SEVIRI)
A SEVERI egy 12-csatornás képalkotó berendezés. A 15 perces képalkotó ciklusok, a METEOSAT-hoz hasonlóan, a terület É-D-i szűkítésével rövidíthetők. A látható fény tartományában a térbeli felbontás 1x1 km (nadírban), infravörösben 3x3 km. A 60 cm-es nyílás és a nagyobb tömeg miatt a képek élesebbek és stabilabbak, mint a korábbi műholdak esetében. A gyors képkészítés lehetővé teszi a felhőképződés és a felhőpályák pontosabb nyomon követését. A SEVIRI mérési adatait a meteorológusok felhasználják numerikus időjárás előrejelző modelljeikben.
2.7. táblázat - A SEVIRI tulajdonságai és alkalmazási lehetőségei
|
csatorna |
spektrális sáv (μm) |
térbeli felbontás (km) |
alkalmazás |
|
HRV 0,75 |
0,6-0,9 |
1 |
felhő szerkezet, szelek |
|
VIS 0,64 |
0,56-0,71 |
1 |
felhő a szárazföldek felett, szelek |
|
VIS 0,81 |
0,74-0,88 |
1 |
felhők a vízfelületek felett, vegetáció |
|
NIR 1,6 |
1,50-1,78 |
3 |
felhők a hó és jégfelszínek felett |
|
MIR 3,8 |
3,48-4,36 |
3 |
alacsony felhők |
|
IR 6,2 |
5,35-7,15 |
3 |
magas vízgőztartalom |
|
IR 7,3 |
6,85-7,85 |
3 |
közepes vízgőztartalom |
|
IR 8,7 |
8,30-9,10 |
3 |
teljes vízgőz mennyiség mérése |
|
IR 9,7 |
9,38-9,94 |
3 |
teljes ózon mennyiség mérése |
|
IR 10,8 |
9,80-11,80 |
3 |
felszín és felhőtető hőmérséklete, szelek |
|
IR 12,0 |
11,00-13,00 |
3 |
felszín hőmérséklet korrekció |
|
IR 13,4 |
12,40-13,40 |
3 |
magasabb felhők vizsgálata |
A képi alapadatok valós időben érkeznek a fő fogadóállomásra, Darmstadtba. Rendszer, geometriai és radiometrikus korrekció után majdnem valós időben elkészül az átmintázott 1.5 szintű adat, mely az MSG elsődleges terméke. A feldolgozás során a 32 bites alapadatokat korrigálják általános geostacionárius rendszerbe, a kép sarkaiból kiveszik a világűr adatait, a hibás adatok helyén interpolációt vagy maszkolást végeznek és az utolsó lépésben 10-bitre kerekítik a pixelértékeket. A felvételek 5 percen belül elérhetők a HRUS, 15 percen belül a LRUS állomással rendelkező felhasználók számára. A legfrissebb képek gyorsan elérhetők, letölthetők az interneten keresztül, pl. az EUMETSAT honlapjáról.[12]
A képek mérete 3712x3712 pixel, kivéve a HRV sávban, ahol 11136x5568 pixel. A felvételeken – a HRV sáv kivételével – a Föld fele teljesen látható. A HRV sávban csak fél fedés biztosított K–NY-i irányban teljes vagy osztott területen (2.7-11.ábra)
۩ Meteosat-10 videoanimáció a láthatófény tartományban (kattints a hivatkozásra!) - 1:53 p
Az MSG földi sugárzási egyenleget mérő berendezése (GERB)
Az MSG fedélzetén további műszereket helyeztek el. A földi klíma változásának megértésében segíthet a GERB (Geostationary Earth Radiation Budget) nevű pásztázó radiométer, mely két széles sávban gyűjti az adatokat. A GERB egyrészt méri a Napból a Földre (pontosabban az atmoszféra felső részére) érkező sugárzás mennyiségét, másrészt méri a földfelszín által reflektált és szórt napsugárzást, valamint a földfelszín által kibocsátott hősugárzás mennyiségét 1 %-os pontossággal.
Az MSG keresést, mentést támogató rendszere
Az MSG a 406 MHz-es frekvencián érkező segélykérő üzeneteket a központi fogadóállomásra, Darmstadtba továbbítja, mely eljuttatja azokat a mentést végző szervezeteknek. A 27 ország által üzemeltett Cospas-Sarsat nevű mentőrendszer, különböző geostacionárius és egyéb műholdakon elhelyezett hasonló berendezései révén, globális kereső és mentési feladatot lát el.
Meteosat harmadik generáció
A Meteosat harmadik generációját 2020 utáni indítással tervezik az ESA szakemberei. A tervekről röviden az alábbiakat olvashatjuk az ESA honlapján:
A Meteosat harmadig generációja (MTG) hat műholdat tartalmaz. A műholdak párban fognak tevékenykedni egy képkészítő - MTG-I (imager) - és egy szonda - MTG-S (sounder) - egységet. A műholdak már 3-tengely mentén stabilizáltak lesznek, így a berendezések folyamatosan a Föld felé fognak irányulni.
A képkészítő műholdon (MTG-I) egy FCI (Flexible Combined Imager) és egy LI (Lightning Imager) berendezés lesz. A vizsgált spektrális sávok száma a tervek szerint 16 lesz a 3 tonnás műholdon. A szondaegységet hordozó műholdon lesz egy interferométer (InfraRed Sounder - IRS), melynek jellemzője a hiperspektrális felbontás a hőtartományú infravörös sávban, valamint egy Sentinel-4 berendezés és egy UVN (Ultraviolet Visible Near-infrared) spectrométer. A szondák feladata a légkör függőleges összetételének az elemzése.
A program várhatóan 2030-as évek végéig biztosítja a meteorológiai megfigyelésekhez szükséges adatokat.
[8] – in: http://www.eumetsat.de/en/ index.html?area=left6.html&body=/en/mtp/space/ spacecraft.html © EUMETSAT, 2004
[10] METEOSAT Spacecraft – in: http://www.eumetsat.de/en/ index.html?area=left6.html&body=/en/mtp/space/spacecraft.html
[11] A multipurpose payload – in: www.esrin.esa.it/msg/pag3.html
[12] Meteosat Images – in:http://www.eumetsat.de/.