Jason (satelliitti)

Jason
Maan havainnointisatelliitit Tämän kuvan kuvaus, myös kommentoitu alla Jason-1-satelliitti. Yleisdata
Organisaatio NASA CNES
Rakentaja Thales Alenia Space
Ohjelmoida Maan tarkkailujärjestelmä
Mercator Ocean
Ala Merenkierron tutkimus
Kopioiden määrä 3
Tila Operatiivinen (Jason-3)
Tuoda markkinoille Jason-1: 7. joulukuuta 2001
Jason-2: 20. kesäkuuta 2008
Jason-3: 17. tammikuuta 2016
Launcher Delta II
Falcon 9 (Jason 3)
Tehtävän loppu Jason-1: 1. heinäkuuta 2013
Jason-2: 1. lokakuuta 2019
Kesto 3 vuotta (ensisijainen tehtävä)
Tekniset ominaisuudet
Massa käynnistämisen yhteydessä noin 500 kg
Ergols Hydratsiini
Asenteen hallinta Vakautettu 3 akselilla
Energian lähde Aurinkopaneelit
Sähkövoima 550 wattia (käyttöiän loppu)
Kiertorata
Kiertorata Matala maanpäällinen
Korkeus 1300 km
Kaltevuus 66,0 °
Tärkeimmät instrumentit
Poseidon 2 Tutkan korkeusmittari
JMR / AMR Radiometri
DORIS Orbitaalinen paikannusjärjestelmä
Paikannus GPS-vastaanotin
Heijastin Laser

Jason on perheen kolme satelliitti tutkakorkeusmittarilta satelliittia yhdessä kehittämä NASA ja CNES opiskelemaan merivirtauksissa ja vuorovaikutukset valtamerten ja ilmakehän. Näiden tehtävien tarkoituksena on parantaa ilmastonmuutosennusteita ja seurata valtameren ilmiöitä, kuten El Niño tai valtameren pyörteitä . Näiden tavoitteiden saavuttamiseksi nämä avaruusalukset kuljettavat laitteita, jotka mahdollistavat meren korkeuden mittaamisen erittäin tarkasti.Nämä TOPEX / Poseidonista siirtyneet satelliitit asetettiin kiertoradalle vuonna 2001 (Jason-1), 2008 ( Jason-2) ja 2016 (Jason-3). Tämä satelliittiperhe on tarkoitus korvata vuodesta 2020 uudella Sentinel-6A- mallilla, jonka rahoittaa Euroopan avaruusjärjestö .

Matalalla maan kiertoradalla kiertävien satelliittien massa on noin 500  kg . He käyttävät CNES: n ja Cannesin Mandelieun avaruuskeskukseen rakennetun Alcatel Spacen (nykyisin Thales Alenia Space ) kehittämää PROTEUS- alustaa minisatelliitteille .

Konteksti: TOPEX / Poseidon-tehtävän jatkaminen

Käynnistettiin Elokuu 1992, TOPEX / Poseidon , joka on yhdessä kehittämä NASA ja CNES , on ensimmäinen avaruusluotain antaa yleiskuvan merivirtausten ja vaihdossa ilmakehän ansiosta erittäin tarkka mittaus korkeudesta valtamerten. Tehtävä on poikkeuksellinen menestys, mutta on välttämätöntä kehittää korvaava aineisto tiedonkeruun loppuun saattamiseksi, jotta niiden integroimiseksi valtameren ja ilmaston malleihin olisi pitkiä aikasarjoja. TOPEX / Poseidon osoittaa merien tason mittaamisen mahdollisuuden satelliitista, uusi tehtävä ei ole enää kokeellinen, mutta se on toiminnassa. Kahden avaruusjärjestön johtajat suostuivat vuonna 1996 tekemään uuden tehtävän, mutta heikon taloudellisen tilanteen edessä he asettivat rajoitukseksi sen kustannusten alentamisen.

Tämän saavuttamiseksi toteutetaan useita ratkaisuja:

TOPEX / Poseidonin ja Jason-1: n ominaisuuksien vertailu
Satelliitti TOPEX / Poseidon Jason-1
Satelliittimassa 2500  kg 500  kg
Alusta 980  kg 270  kg
Hyötykuorma 385  kg 125  kg
Korkeusmittari 230  kg 55  kg
Sähkövoima 1000 wattia 450 wattia
Alustan kulutus 500 wattia 300 wattia
Hyötykuorman kulutus 380 wattia 147 wattia
Korkeusmittarin kulutus 260 wattia 78 wattia

Amerikkalaiset ja ranskalaiset virkamiehet valitsevat uuden tehtävän kasteenimeksi Jasonin , kreikkalaisen mytologian sankarin, joka on kuuluisa siitä, että hän on suorittanut merimatkan vahvojen henkilöiden ( argonautit ) muodostaman miehistön kanssa . Sen lisäksi, että nimi kirjoitetaan samalla tavalla englanniksi ja ranskaksi, tämän valinnan taustalla ovat pyrkimyksen konteksti, projektin monikansallinen luonne ja meren rooli.

Jason-tehtävien tavoitteet

Jason-tehtävien päätavoitteena on mitata valtamerien pinnan korkeus erittäin tarkasti seuraavilla tavoitteilla:

Jasonin tietoja käsitellään Euroopan Mercator Ocean -ohjelman puitteissa . Nämä avaruuslentoja ovat osa ohjelmaa maapallon tilan seurantajärjestelmä , joka sisältää joukon satelliitteja NASA tietojen keräämisestä vastaava pitkiä aikoja pinnalla ja Maan The biosfäärin , The Maan ilmakehään ja valtamerten maapallon.

Toimivat periaatteet

Merenpinta vaihtelee keskimääräisestä tasosta riippuen paikasta ja ajan mittaan veden lämpötilasta, sen suolapitoisuudesta ja ilmanpaineesta. Nämä ominaisuudet ovat itse asiassa seurausta sääilmiöistä sekä valtamerien virtauksista ja pyörteistä. Satelliittikorkeuden avulla pyritään mittaamaan meren hetkellinen korkeus, toisin sanoen ero keskimääräisestä tasosta käyttämällä tutkaa keinotekoisen satelliitin aluksella . Satelliitin lähettämä tutka-aalto heijastuu meren pinnalta ja palaa satelliittiin. Tämä mittaa edestakaisen matkan ajan ja analysoi vastaanotetun aaltomuodon, jolloin voidaan määrittää satelliitin ja merenpinnan välinen etäisyys sekä aaltojen korkeudesta johtuva pinnan karheus. Sitten merenpinnan korkeus päätetään satelliitin korkeuden ja mitatun etäisyyden erosta.

Tämä yksinkertainen yhtälö korostaa erittäin tarkan kiertoradan laskennan tärkeyttä merenpinnan korkeuden yksiselitteisen määrittämiseksi.Tätä tarkoitusta varten satelliitin korkeus lasketaan erittäin tarkasti maasta suoritetun liikeradan pysyvän seurannan perusteella. jonka seuranta-asemia . Lisäksi aluksella olevat laitteet mahdollistavat senttimetrin tarkkuuden saavuttamisen: nämä ovat lasertelemetria , DORIS- järjestelmä , CNES: n kehittämät tekniikat ja GPS- signaalien käyttö . Tutkan korkeusmittarin mittauksessa on puolestaan ​​otettava huomioon ionosfäärin aiheuttamat virheet ja erityisesti vesihöyryn esiintyminen ilmakehässä. Nämä ilmiöt määritetään vastaavasti käyttämällä kahta tutkataajuutta (Jason-2: lta) ja käyttämällä radiometriä .

Joukko meri korkeudet siten määrittää kulkureittiä pitkin satelliitin välein 6 ja 7  km: n päässä tekee mahdolliseksi saada ”kuva” pinnan valtamerten. Usean vuoden ajan korkeusmittari tarjoaa pääsyn valtameren pinnan kehittyvään karttaan tarkkuudella, joka on parempi kuin 5  cm .

Tekniset ominaisuudet

Kolme Jason-satelliittia ovat minisatelliitteja, joiden massa on noin 500  kg .

Satelliitti koostuu kahdesta päällekkäisestä kuutiosta:

Alusta

PROTEUS on vakaa 3-akselinen alusta, joka on suunniteltu matalan maan kiertoradan satelliittitehtäviin ja jonka kokonaispaino on noin 500  kg, mukaan lukien 270  kg alustalle ilman ponneaineita. Sen pääominaisuudet ovat seuraavat:

Hyötykuorma

Kolmella Jason-satelliitilla on hieman erilainen hyötykuorma . Viisi välinettä on kuitenkin yhteinen.

Korkeusmittaustietojen keräämiseen käytetään kahta instrumenttia:

Kolme laitetta, joiden avulla satelliitin sijainti voidaan määrittää erittäin tarkasti. Yhdessä korkeusmittarin mittauksen kanssa nämä tiedot antavat mahdollisuuden päätellä merenpinnan korkeus:

Jason-1-tehtävä

Historiallinen

Jason-1-operaation pohdinta alkaa vuonna Syyskuu 1993. SisäänJoulukuu 1996, NASA ja CNES allekirjoittavat yhteisymmärryspöytäkirjan kahden avaruusjärjestön yhdessä kehittämän TOPEX / Poseidon- operaation jatkamiseksi . PROTEUS-alusta on päteväElokuu 1998. Satelliitin integrointi saatiin päätökseen syksyllä 1999.

Maa segmentti koostuu PGGS keskus ( Proteus Generic maasegmentissä ) tehtävänä on valvoa alustan, joka perustuu Toulousen ohjauskeskus satelliitti POCC (Project Operation Control Center), joka on Pasadena sijaitsee Kaliforniassa ja SSALTO keskus ( altimetric ja Orbitography Multi-operaation Center ) sijaitsee Toulousessa ja vastaa kiertoradan laskemisesta ja reittikuvasta. Maa-asemat , joita käytetään tiedonsiirtoon ja satelliittiseurantalaitteita sijaitsevat issus Aussaguel (CNES Ranska), Fairbanks vuonna Alaskassa , Wallops Island ( Virginia ) ja Hartebeesthoek (CNES Etelä-Afrikka )

Tehtävän suorittaminen

Jason-1 käynnistetään 7. joulukuuta 2001alkaen Vandenberg laukaisualusta jonka Delta II kantoraketti . Kantoraketti asettaa kiertoradalle myös toisen TIMED- satelliitin , jonka massa vastaa Jason-1 : tä . Jason-1 sijoitetaan matalalle 1336 km: n kiertoradalle kiertoradalla 66,0 °, jonka se kulkee 120 minuutissa. Joka kymmenes päivä 127 kierroksen jälkeen se lähtee taas samalla radalla. Tämä kiertorata rajoittaa havaintonsa -66 ° - + 66 ° välisiin leveysasteisiin.

Jason-1 käynnistetään, kun TOPEX / Poseidon on edelleen aktiivinen, mikä mahdollistaa tehtävän suunnittelijoiden toivomuksen mukaan kalibroida instrumentit käyttämällä viitteenä TOPEX / Poseidonin toimittamia tietoja. Kaksi satelliittia kulkee samalla kiertoradalla Jason-1: n kanssa, joka edeltää TOPEX / Poseidonia yhdellä minuutilla. Kahden satelliitin tietojen vertailua jatkettiin kolmen vuoden ajan. Jason-2, Jason-1: n seuraaja, aloitti toimintansa20. kesäkuuta 2008Jason-1, jonka hän korvaa, on edelleen toiminnassa. Kahden tehtävän päällekkäisyys mahdollistaa Jason-2: n instrumenttien kalibroinnin Jason-1: n instrumenttien kanssa kolmen vuoden ajan. Sisäänjoulukuu 2011Jason-1 juhlii kymmenvuotisjuhliaan. Jason-1: n tehtävä päättyyKesäkuu 2013toisen ja viimeisen radiolähettimen vikaantumisen jälkeen. Suhteellisen korkealle kiertoradalle sijoitettu satelliitti ei saa päästä ilmakehään 1000 vuoden ajan.

Jason-2-tehtävä

Asiayhteys

Jason-2, virallisesti OSTM / Jason-2 ( Ocean Surface Topography Mission ), siirtyy vuonna 1992 käynnistetyltä TOPEX / Poseidon- satelliitilta ja vuonna 2001 käynnistetyltä Jason-1- satelliitilta . Nämä kaksi satelliittia keräävät tietoja ymmärtääkseen paremmin valtameren virtausten ja ilmaston välistä vuorovaikutusta. Ne osoittavat, että valtameret absorboivat yli 80% ilmakehän lämpenemisestä; loput sieppaa ilma, maan pinnat ja sulavat jäätiköt. Jason-2: n ominaisuudet ovat lähellä Jason-1: n ominaisuuksia, ja Thales Alenia Space rakentaa Jason-2 : n Cannesin laitokseen . Se pystyy mittaamaan valtamerien maailmanlaajuisen tason 2 cm: n tarkkuudella,  aaltojen korkeuden ja tuulien nopeuden. Se kattaa koko planeetan kymmenen päivän välein.

Jason-2: n neljä ranskalaista ja amerikkalaista kumppania ovat:

Tieteellinen johtaja on professori Lee-Lueng Fu n Jet Propulsion Laboratory in Pasadena .

Tehtävän suorittaminen

Jason-2 ( Ocean Surface Topography Mission or OSTM for NASA ) käynnistetään20. kesäkuuta 2008jonka United Launch Alliance Delta II 7320 kantoraketti päässä Vandenberg laukaisualusta vuonna Kaliforniassa . 500 kg: n satelliitti  asetetaan kiertoradalleen 1335 km: lle 55 minuutissa.

Sisään heinäkuu 2017Satelliitin tiettyjen kriittisten komponenttien hajoamisen jälkeen maatiimi päätti lähteä kiertoradalta vähentääkseen operatiivisten satelliittien riskejä. Mutta hieman alemmalla kiertoradallaan se jatkaa toimintaansa etäisemmällä uudelleenkäyntitaajuudella, mutta paremmalla paikkatarkkuudella. Näitä uusia toimintaolosuhteita käytetään merialueiden gravitaatiokentän ja merenpohjan kartoituksen tutkimiseen. Tehtävä päättyy1. st lokakuu 2019yli 11 vuoden operatiivisen palvelun jälkeen, mikä on melkein neljä kertaa elinaika, johon satelliitti on suunniteltu. Tehtävänsä aikana satelliitti mitasi 5- kertaisen nousun, mikä on yleinen merenpinta, ilmiö, joka heijastaa jatkuvaa ilmastonmuutosta. Noin miljoona aineistoa tuotetaan, ja niiden avulla voidaan kirjoittaa yli 2 100 tieteellistä artikkelia. Jason-2 parantaa hurrikaanien voimakkuuden ennustamista ja tarjoaa tärkeää tietoa merituulista ja aalloista. Päätös operaation lopettamisesta tehdään virransyöttöjärjestelmän huomattavan heikkenemisen jälkeen. Avaruusjätelainsäädännön mukaisesti Jason-2: n on ohjattava ulos korkeusmittarista (1336 km ja kiertoradan kaltevuus 66 °) ja sijoitettava hautausmaan kiertoradalle .

Tekniset tiedot

Jason-2-satelliitilla on kolme erityiskoketta:

Jason-3-tehtävä

Asiayhteys

Jason-3 on käytännössä kopio Jason-2: sta. CNES päätti rakentamisen24. helmikuuta 2010. Sitä rahoittavat Yhdysvaltain NOAA , virittää US $ 69 miljoonalla vuosina 2011-2013, joka tarjoaa mikroaaltouuni radiometri ja kantoraketti .

Tehtävän suorittaminen

Lanseeraus on suunniteltu 21. heinäkuuta 2015kantoraketti Falcon 9 alkaen SpaceX alkaen 4 kompleksi Vandenberg käynnistää sivusto Kaliforniassa. Lanseerausta lykättiin useita kuukausia kalifornialaisen yrityksen kantoraketin kohtaamien vaikeuksien jälkeen. Jason-3 käynnistetään17. tammikuuta 2016, kello 17.42 UT Vandenbergin laukaisualustalta Kaliforniassa Falcon 9.1.1- kantoraketilla . Klo 21:20 UT, hallintakeskus saa vahvistuksen siitä, että aurinkopaneelit ovat käytössä ja satelliitti toimii.

Jason-tehtävien jatko: Sentinel-6 / Jason-CS

Vuonna 2009 Euroopan yhteisö päätti integroida Copernicus-ohjelmaansa tavoitteet, joita Jason-satelliitit ovat aiemmin tukeneet. Tässä uudessa kehyksessä on tarkoitus rakentaa kaksi Sentinel-6 / Jason-CS (CS for Service Continuity of Service ) -satelliittia , joista ensimmäinen on tarkoitus laukaista vuonna 2020. Teknisestä näkökulmasta käytetty alusta on toteutettu. CryoSat- satelliittien (noin 1200  kg ) avulla, kun instrumentit ovat lähellä Jason-satelliittisarjan käyttämiä instrumentteja. Tämä on siirtymäratkaisu odottamaan synteettisen aukon tutkan korkeusmittarin interferometriteknologian kehittämistä , joka testataan osana pintaveden valtameren topografiaoperaatiota, joka on tarkoitus käynnistää vuonna 2021.

Yhteenveto Jason-tehtävistä

Käynnistä historia
Ominaisuudet Jason-1 Jason-2 / OSTM Jason-3
Julkaisupäivä 7. joulukuuta 2001 20. kesäkuuta 2008 17. tammikuuta 2016
COSPAR-tunniste 2001-055A 2008-032A 2016-002A
Launcher Delta II Falcon 9 1.1
Käynnistä pohja Vandenbergin laukaisukeskus
Tehtävän loppu 1. st heinäkuu 2013 1. st lokakuu 2019
Yhteiset välineet Poseidon 2 -korkeusmittari , JMR- radiometri , GPS-vastaanotin , Doris , laserheijastin
Toissijaiset instrumentit Carmen-2, LPT, T2L2 CARMEN-3, LPT

Huomautuksia ja viitteitä

  1. (en) P. Escudier, G. Kunstmann, F. Parisot, R. Boain, T. Lafon, P. Hoze, S. Kaki, "  Aviso + Newsletter 7: Jason-järjestelmä: projektin esittely ja edistyminen  " puolesta Aviso , AVISO ,tammikuu 2000
  2. (in) Michel Lefebvre, "  Aviso Uutiskirje + 5: Uusi retkikunta Jason  " on Aviso , AVISO ,Huhtikuu 1997
  3. "Jason 1 seuraaja TOPEX / Poseidon  ", vuonna BT n o  1103 joulukuussa 1998
  4. (en) "  Jason-1  " , EO-portaalissa , Euroopan avaruusjärjestö (käytetty 17. heinäkuuta 2016 )
  5. "Space: suunniteltu Toulousessa, Jason satelliitti juhlii kymmenettä vuosipäivää", vuonna ToulEco 13. joulukuuta 2011 Space: suunniteltu Toulousessa, Jason satelliitti juhlii kymmenettä vuosipäivää
  6. Christian Lardier, ”Jason-2 on käynnistettävä puolivälissä-kesäkuu 2008”, Air et Cosmos , n o  2086, 13. heinäkuuta, 2007
  7. "Thales Alenia Space toimittaa Jason-2-satelliitin Kaliforniaan", 30. huhtikuuta 2008, "  Thalesin lehdistötiedote  " ( Arkisto • Wikiwix • Archive.is • Google • Mitä tehdä? )
  8. Ranskan ja Yhdysvaltojen satelliitti Jason-2 pitää silmät valtamerissä , Le Figaro, 20. kesäkuuta 2008, sivu 15
  9. Jean-Pierre Largillet, "Jason-2-satelliitin, valtamerien tarkkailijan onnistunut laukaisu", webtimemedias.com, 20. kesäkuuta 2008, online www.webtimemedias.com
  10. "  Jason-2 kumartaa yksitoista vuotta kestäneen merivalvonnan jälkeen  " , CNES ,4. lokakuuta 2019
  11. (in) "  Merivalvonta-satelliittioperaatio päättyy 11 onnistuneen vuoden jälkeen  " , NASA ,4. lokakuuta 2019
  12. Gérard Tinelli, "Focus: Jason-2 -kello asetettu Grassen sivustolle", Nice-Matin , 26. heinäkuuta 2008
  13. Jean-Pierre Largillet, "Thales Alenia Space: sopimus CNES: n kanssa Jason 3: lle", WebTimeMedias , 24. helmikuuta 2010, online www.webtimemedias.com
  14. Christian Lardier "NOAA: $ 30 miljoonaa Jason-3 vuonna 2013", vuonna Air & Cosmos , N O  2301 24. helmikuuta 2012
  15. CNES: n kirje United States Space n o  482 , elokuu 2012
  16. Stefan Barensky, "Falcon 9: n ensimmäinen vika", air-cosmos.com, 28.6.2015, [1]
  17. Philippe Escudier, "  Sentinel-6 / Jason-CS  " , CNES , Euroopan avaruusjärjestö ,18. tammikuuta 2016
  18. (in) "  Sentinel-6 / Jason-CS  " on EO portaalin , Euroopan avaruusjärjestön (näytetty 17 heinäkuu 2016 )

Katso myös

Bibliografia

Aiheeseen liittyvät artikkelit

Ulkoiset linkit

Videot