Nowe spojrzenie na rakiety z planety Ziemia na orbitę z Kalifornii

Znacznik czasu: 27 września 2021 5:47
Węzeł źródłowy: 1876474
Rakieta United Launch Alliance Atlas 5 wystrzeliwuje z bazy sił kosmicznych Vandenberg w Kalifornii za pomocą satelity Landsat 9. Źródło: NASA/Bill Ingalls

NASA i United Launch Alliance rozmieściły nowego satelitę Landsat na orbicie w poniedziałek po starcie rakiety Atlas 5 z bazy sił kosmicznych Vandenberg w Kalifornii, wyznaczając 2,000. start z kosmodromu Zachodniego Wybrzeża od 1958 r. i rozszerzając serię obserwacji Ziemi wykorzystywanych przez rolników , urbaniści i klimatolodzy.

Satelita Landsat 9 jest kolejnym w linii satelitów teledetekcyjnych opracowanych przez NASA i US Geological Survey, zapewniających nieprzerwany strumień obrazów powierzchni lądowych Ziemi od 1972 roku.

Zespół startowy Atlas 5 rozwiązał problem podczas poniedziałkowego odliczania i dał całkowitą zgodę na start 194-metrowej rakiety z satelitą Landsat 59 o godzinie 9:11 czasu PDT (12:2 EDT; 12). GMT).

Działając na automatycznym sekwencerze odliczającym, Atlas 5 odpalił swój rosyjski silnik główny RD-180 i otworzyły ograniczniki, co pozwoliło wyrzutni rozpocząć wznoszenie się z zamglonego kompleksu kosmicznego 3-East w Vandenberg.

Napędzany naftą silnik RD-180 wyprodukował 860,000 funtów ciągu, aby napędzać rakietę Atlas 5 przez atmosferę, obracając podwójne dysze, aby utrzymać kontrolę, gdy wyrzutnia kierowała się na południe od wybrzeża Kalifornii nad Oceanem Spokojnym.

Po przekroczeniu prędkości dźwięku Atlas 5 kontynuował zmniejszanie zakresu aż do wyłączenia głównego silnika RD-180 około czterech minut lotu. Sekundy później jednorazowa, brązowa, jednorazowa podstawka odczepiła się i spadła do Oceanu Spokojnego.

Górny stopień Centaura zapalił swój kriogeniczny silnik, zasilany ciekłym wodorem i ciekłym tlenem, na 12-minutowe strzelanie, aby dać Landsatowi 9 wystarczającą prędkość do wejścia na stabilną orbitę wokół Ziemi.

Silnik górnego stopnia RL10 trafił w swoje ślady, umieszczając Landsata 9 na niemal kołowej orbicie około 420 mil (675 kilometrów) nad planetą. Po godzinnym wybrzeżu nad Antarktydą i z powrotem na północ nad Afryką, etap Centaur wypuścił 5,975-funtowy (2,710-kilogramowy) statek kosmiczny Landsat 9 o 12:32 czasu PDT (3:32 czasu EDT; 1932 GMT).

Kilka minut później statek kosmiczny, zbudowany przez Northrop Grummana, rozszerzył swój panel słoneczny, aby rozpocząć produkcję energii elektrycznej na potrzeby swojej misji, która ma trwać co najmniej pięć lat. Stacja naziemna w Norwegii odebrała pierwsze sygnały ze statku kosmicznego, potwierdzając, że Landsat 9 jest żywy i zdrowy na orbicie.

Misja na górnym etapie Centaura jeszcze się nie skończyła.

Dwa kolejne przepalenia silnika RL10, każde trwające około 10 sekund, zmniejszyły wysokość rakiety, aby oddzielić cztery ładunki wspólne CubeSat. Według ULA małe satelity — dwa dla NASA i dwa sponsorowane przez jednostkę innowacyjną obrony USA — wyrzucone z modułów nośnych na scenie Centaur.

Jeden z CubeSatów, nazwany CuPID, będzie badał interakcje między aktywnością Słońca a polem magnetycznym Ziemi, badając dynamikę, która wpływa na pogodę kosmiczną. Inny wspierany przez NASA CubeSAT, znany jako CUTE, posiada maleńki teleskop do obserwacji atmosfer planet poza naszym Układem Słonecznym.

Dwa CubeSaty sponsorowane przez wojsko zostały opracowane przez firmę CesiumAstro z Austin w Teksasie w celu testowania zaawansowanych technologii komunikacyjnych.

„Dzisiejsze udane uruchomienie jest ważnym kamieniem milowym w prawie 50-letnim wspólnym partnerstwie między USGS i NASA, które od dziesięcioleci współpracują w celu zbierania cennych informacji naukowych i wykorzystywania tych danych do kształtowania polityki z najwyższą uczciwością naukową” – powiedział sekretarz Wnętrze Deb Haaland w komunikacie prasowym.

„Ponieważ skutki kryzysu klimatycznego nasilają się w Stanach Zjednoczonych i na całym świecie, Landsat 9 dostarczy dane i obrazy, które pomogą w podejmowaniu opartych na nauce decyzji w kluczowych kwestiach, takich jak zużycie wody, skutki pożarów, degradacja rafy koralowej, lodowiec i lód. wycofywanie się z półek i wycinanie lasów tropikalnych” – powiedział Haaland.

NASA jest odpowiedzialna za rozwój i usługi wystrzeliwania statków kosmicznych w programie Landsat. USGS odpowiada za systemy naziemne i archiwum danych Landsat oraz będzie obsługiwać misję Landsat 9 po zakończeniu przez nią wstępnych kontroli po uruchomieniu.

Landsat 9 wejdzie na orbitę polarną 438 mil (705 kilometrów) nad planetą, przeglądając kulę ziemską co 16 dni na zdjęciach o szerokości 115 mil (185 kilometrów). Dwa instrumenty na Landsat 9 będą obserwować Ziemię w pasmach podczerwieni i światła widzialnego, ujawniając wgląd w roślinność i inne rodzaje pokrycia terenu.

Każdy piksel na obrazach uchwyconych przez instrument Operational Land Imager 9 firmy Landsat 2, lub OLI 2, będzie miał około 100 stóp (30 metrów) średnicy, mniej więcej wielkości diamentu w baseballu. Inny instrument Landsata 9 — Thermal Infrared Sensor 2 lub TIRS 2 — może rozpoznać obiekty o wielkości około 330 metrów, czyli mniej więcej długości boiska piłkarskiego.

Misja Landsat 9 jest oparta na satelicie Landsat 8, który został wystrzelony w 2013 roku. Administracja Obamy poleciła NASA i USGS opracowanie Landsata 9 w 2015 roku, przy użyciu nowych kopii instrumentów OLI i TIRS na Landsat 8.

Satelita Landsat 8, zaprojektowany na okres pięciu lat, pozostaje sprawny. Landsat 8 i 9, pracujące w tandemie, będą obejmować wszystkie masy lądowe Ziemi co osiem dni, według Jeffa Maska, naukowca NASA zajmującego się misją Landsat 9.

„Ta częstotliwość jest naprawdę kluczowa dla oceny zmian, zarówno w ciągu jednego roku, jak i między latami” – powiedział Masek.

Landsat 9 będzie również współpracować z innymi satelitami do obrazowania lądu, takimi jak misje European Sentinel 2, aby rozszerzyć nieprzerwane globalne pokrycie mas lądowych od czasu wystrzelenia Landsata 1 w 1972 roku.

„Kiedy dalej dodamy dane z podobnych Sentinel 2A i 2B (satelity), możemy uzyskać odświeżenie do dwóch do trzech dni” – powiedział St. Germain.

Według NASA archiwum danych Landsat kataloguje zmiany w pokryciu terenu, jakości wody, przepływie lodowców i innych właściwościach powierzchni Ziemi. Termiczne dane w podczerwieni z satelitów Landsat dostarczają informacji o nawadnianiu i zużyciu wody.

Naukowcy i zarządcy lasów wykorzystują dane Landsat do pomiaru wpływu pożarów i tworzenia wykresów rozwoju miast.

„Lubię myśleć o Landsacie jak o szwajcarskim scyzorze wojskowym” – powiedział Masek. „Z jednego podstawowego zestawu obserwacji lub pomiarów zasilamy całą gamę różnych zastosowań w naukach o Ziemi.

„Kluczową rolą jest śledzenie zarówno wywołanych przez człowieka, jak i naturalnych zmian w środowisku lądowym, aby lepiej wspierać podejmowanie decyzji dotyczących zarządzania gruntami” – powiedział Masek. „A po drodze jesteśmy w stanie zebrać i zwizualizować niesamowitą historię tego, jak planeta zmieniła się w ciągu ostatniego półwiecza”.

Pierwszy satelita Landsat wystrzelony w 1972 roku. Oto lista dotychczasowych misji Landsata:

• satelita 1: Wystrzelony 23 lipca 1972 na rakiecie Delta 900. Działał do stycznia 1978 roku.

• satelita 2: Wystrzelony 22 stycznia 1975 r. na rakiecie Delta 2910. Działał do lutego 1982 r.

• satelita 3: Wystrzelony 5 marca 1978 na rakiecie Delta 2910. Działał do marca 1983 r.

• satelita 4: Wystrzelony 16 lipca 1982 r. na rakiecie Delta 3920. Działał do 1993 roku.

• satelita 5: Wystrzelony 1 marca 1984 r. na rakiecie Delta 3920. Działa do 2013 roku.

• satelita 6: Wystrzelony 5 października 1993 r. na rakiecie Titan 2. Nie osiągnął orbity z powodu awarii układu napędowego apogeum.

• satelita 7: Wystrzelony 15 kwietnia 1999 r. na rakiecie Delta 2. Pozostaje sprawny.

• satelita 8: Wystrzelony 11 lutego 2013 r. na rakiecie Atlas 5. Pozostaje sprawny.

Nowy satelita Landsat 9 zastąpi Landsat 7, który działa znacznie dłużej niż projektowany okres eksploatacji. Gdy Landsat 9 zacznie działać, Landsat 7 zostanie przeniesiony na inną orbitę, gdzie będzie oczekiwał na zadokowanie misji serwisowej zrobotyzowanego satelity NASA, która spróbuje zatankować starzejącego się satelitę jeszcze w tej dekadzie.

Główny silnik RD-180 napędza wyrzutnię Atlas 5 z wyrzutni w poniedziałek. Źródło: NASA/Bill Ingalls

Satelity Landsat wykryły zmiany w stanie i pokryciu lasów oraz zaobserwowały wpływ zmian klimatycznych na ekosystemy na całym świecie. Masek powiedział, że satelity Landsat zauważyły ​​zwiększoną pokrywę roślinną i topnienie czap lodowych na wyższych szerokościach geograficznych z powodu ocieplenia temperatury.

„Możemy przyjrzeć się rodzajom uprawianych roślin, możemy mierzyć ich zdrowie, możemy przyjrzeć się produktywności rolnictwa” – powiedział Masek. „Możemy również wykorzystać pomiary temperatury powierzchni z TIRS i modele budżetu energetycznego do pomiaru zużycia wody przez uprawę, co jest ważnym zastosowaniem w zachodnich Stanach Zjednoczonych”

Podczas gdy satelity Landsat koncentrują się na obrazowaniu terenu, obserwacje mogą również śledzić zmiany w rozmiarach jezior, jakości wody i pomóc we wczesnym wykrywaniu zakwitów glonów, według Masek.

„Ciągle pojawiają się nowe aplikacje, więc wraz z uruchomieniem Landsata 9 społeczność użytkowników, społeczność naukowa, absolutnie nie może się doczekać tego uruchomienia i dołączenia Landsata 9 do konstelacji Landsat” – powiedział Masek.

NASA twierdzi, że archiwum Landsata zawiera ponad 8 milionów zdjęć zrobionych od 1972 roku.

David Applegate, pełniący obowiązki dyrektora USGS, powiedział, że satelity Landsat 8 i 9 połączą się, aby łączyć w dół prawie 1,500 obrazów dziennie, które będą bezpłatnie udostępniane setkom tysięcy użytkowników na całym świecie.

„Podobnie jak dane GPS i pogoda, dane Landsat są używane każdego dnia, aby pomóc nam lepiej zrozumieć naszą dynamiczną planetę” – powiedział Applegate.

Dane Landsat są również szeroko wykorzystywane w zachodnich Stanach Zjednoczonych, gdzie rolnicy, hodowcy i zarządcy miast dzielą ograniczone zasoby wody.

„Landsat jest nasz najbardziej ekonomicznie wpływowa misja naukowa o Ziemi” – powiedział St. Germain.

Podobnie jak Landsat 8, nowy statek kosmiczny Landsat 9 ma żywotność projektowaną przez pięć lat, ale ma wystarczającą ilość paliwa, aby działać przez co najmniej dekadę.

„Jeśli umieścisz dwa satelity obok siebie, będą wyglądać bardzo podobnie” – powiedział Del Jenstrom, kierownik projektu Landsat 9 w NASA Goddard Space Flight Center. „Podobnie jak Landsat 8, mamy dwa instrumenty. Mamy czujnik Thermal Infrared Sensor 2, który nazywamy TIRS 2, który jest dwuzakresową kamerą termowizyjną, oraz mamy Operational Land Imager 2, OLI 2, który jest dziewięciopasmową kamerą refleksyjną z pokryciem spektralnym od światła widzialnego do krótkofalowego podczerwień."

Jenstrom powiedział, że największym ulepszeniem nowych satelitów w stosunku do Landsata 8 było wprowadzenie zmian w instrumencie TIRS 2, zbudowanym w Goddard. Inżynierowie dodali więcej komponentów zapasowych, aby instrument TIRS 2 był bardziej niezawodny, oraz ulepszoną optykę wewnątrz czujnika, aby rozwiązać problem z rozproszonym światłem docierającym do płaszczyzny ogniskowania.

Zespoły naziemne zrekompensowały problem ze światłem rozproszonym Landsata 8, wprowadzając zmiany w sposobie przetwarzania obrazów, ale problem leżący u podstaw Landsata 9 został naprawiony.

Instrument OLI 2, dostarczony przez Ball Aerospace, ma dwa dodatkowe pasma obrazowania do wykrywania chmur cirrus i poprawiania obrazów wód przybrzeżnych. Jenstrom powiedział, że satelita Landsat 9 będzie pobierał 14-bitowe dane z OLI 2, w porównaniu z 12-bitowymi danymi z OLI na Landsat 8, poprawiając czułość o około 25%.

Landsat 9 lata również z nową generacją awioniki i oprogramowania. Według Jenstroma satelita jest również lepiej chroniony przed uderzeniami szczątków orbitalnych i gromadzeniem się ładunku statycznego.

Ilustracja artystyczna przedstawiająca satelitę Landsat 9 na orbicie. Źródło: NASA/GSFC

Wschodzące komercyjne możliwości kosmiczne, takie jak prywatnie finansowany statek kosmiczny do obrazowania Ziemi, nie zastępują rządowych satelitów Landsat, powiedział St. Germain.

Powiedziała, że ​​nowe komercyjne startupy zapewniają „dodatkową naukę” i „dodatkowe obserwacje” dla naukowców zajmujących się Ziemią.

„Dziś nie powielają ani nie zastępują gromadzonych przez nas danych za pomocą Landsata, ale generalnie mają uzupełniające się mocne strony i mogą poszerzyć naszą bazę zrozumienia” – powiedział St. Germain.

„Na przykład systemy komercyjne, generalnie mogą obserwować częściej, ale generalnie nie obserwują na wszystkich długościach fal, których potrzebujemy do pracy, którą wykonujemy z Landsatem” – powiedziała. „A także te systemy komercyjne często opierają się na systemach takich jak Landsat jako kotwica do ich kalibracji i stabilności”.

NASA i USGS są na wczesnym etapie planowania następnej misji Landsat, roboczo nazwanej Landsat Next, która może wystartować pod koniec lat dwudziestych.

Poniedziałkowy start był przedostatnim lotem rakiety Atlas 5 z Vandenberg. Jeszcze jedna misja Atlas 5 pozostaje w harmonogramie startu ULA w Vandenberg we wrześniu 2022 roku. Lot ten wyniesie na orbitę satelitę pogodowego NOAA.

Był to 88. lot Atlas 5 w sumie i 16. start Atlas 5 z Vandenberg.

Pozostało 28 startów Atlas 5, zanim ULA wycofa konia pociągowego na emeryturę na rzecz nowej rakiety Vulcan Centaur, którą firma ma nadzieję zadebiutować w 2022 roku.

Pozostałe misje Atlas 5 wystartują z Cape Canaveral na Florydzie. Następnym startem ULA jest lot Atlasa 5 z Florydy, który ma się odbyć 16 października za pomocą zrobotyzowanej sondy asteroid Lucy.

E-mail Autor.

Śledź Stephena Clarka na Twitterze: @ StephenClark1.

Źródło: https://spaceflightnow.com/2021/09/27/new-eye-on-planet-earth-rockets-into-orbit-from-california/

Znak czasu:

Więcej z Spaceflight Now