МУДРЕЦ III на МКС - SAGE III on ISS

SAGE III - логотип ISS

МУДРЕЦ III на МКС это четвертое поколение серии НАСА Инструменты наблюдения Земли, известные как Стратосферный аэрозоль и газовый эксперимент. Первый прибор SAGE III был запущен на российском Метеор (спутник) космический корабль. Недавно обновленный SAGE III будет установлен на Международная космическая станция где он будет использовать уникальную точку обзора МКС для проведения долгосрочных измерений озон, аэрозоли, водяной пар, и другие газы в Атмосфера Земли.

История наследия SAGE

Первый прибор SAGE был запущен 18 февраля 1979 года для сбора данных о различных газах в атмосфере, включая озон. Данные, собранные на МУДРЕЦ I и следующий инструмент МУДРЕЦ II, который начал измерения в Октябрь 1984 г., сыграли решающую роль в открытии земных озоновая дыра и создание 1987 г. Монреальский протокол, который запретил озоноразрушающие вещества, такие как хлорфторуглерод (CFC).

SAGE III на МКС - почти точная копия МУДРЕЦ III Метеор-3М, выведенный на орбиту в 2001 году на российском спутнике. МУДРЕЦ III Метеор-3М вышел из эксплуатации в марте 2006 года, когда перестало работать питание спутника. Новый прибор был построен в ожидании присоединения к космической станции в 2005 году. Однако изменение конструкции МКС отложило эти планы. Прибор хранился в чистой комнате класса 100 в герметичном транспортном контейнере при непрерывной продувке газообразным азотом. В результате продувки внутри прибора оставался чистый сухой «воздух».

Недавно появилась возможность для МУДРЕЦ III быть размещенным на МКС и опираться на долгую запись данных о стратосферном газе, созданную его предками. Неделя 14 февраля 2011 г., ученые из Исследовательский центр НАСА в Лэнгли вытащил прибор из хранилища, чтобы начать первоначальное тестирование и калибровку при подготовке к запуску.^[1]

SAGE III-ISS готовится к сканированию Луны 17 февраля 2011 года. Команда SAGE прибыла в полночь, чтобы продолжить испытания прибора, который будет прикреплен к космической станции для измерения озона, водяного пара и аэрозолей в атмосфере Земли.

Наука, стоящая за SAGE III на МКС

76-килограммовый (168 фунтов)^[2] МУДРЕЦ III инструмент - решетка спектрометр который измеряет ультрафиолетовую и видимую энергию. Он основан на проверенных полетами конструкциях, используемых при измерении стратосферного аэрозоля (СЭМ Я) и первый и второй инструменты SAGE. В МУДРЕЦ III дизайн включает устройство с зарядовой связью (CCD) матричные детекторы и 16-битный аналого-цифровой преобразователь. В совокупности эти устройства позволяют выполнять калибровку длины волны, самосогласованное определение геометрии обзора, измерения затенения Луны и расширенный охват длины волны.

Узел сенсора SAGE III состоит из подсистем наведения и визуализации, а также УФ / видимого спектрометра. Системы наведения и формирования изображений используются для получения света от Солнца или Луны путем вертикального сканирования объекта. В спектрометре используется линейная матрица ПЗС из 800 элементов для обеспечения непрерывного спектрального покрытия между 290 и 1030 нм. Дополнительная информация об аэрозолях предоставляется дискретным фотодиодом на 1550 нм. Эта конфигурация позволяет МУДРЕЦ III проводить многократные измерения характеристик поглощения целевых газообразных веществ и многоволновые измерения широкополосного поглощения аэрозолями.

Компоненты атмосферы, изученные SAGE III на МКС

Инструмент SAGE III

Миссия SAGE III является важной частью системы наблюдения Земли НАСА и предназначена для выполнения основной научной задачи - получения высококачественных глобальных измерений ключевых компонентов состава атмосферы и их долгосрочной изменчивости. Основное внимание МУДРЕЦ III на МКС будет изучать аэрозоли, облака, водяной пар, давление и температуру, диоксид азота, триоксид азота и диоксид хлора.

Аэрозоли

Аэрозоли играют важную роль в радиационных и химических процессах, которые определяют климат Земли. Поскольку содержание стратосферных аэрозолей с 1979 года изменилось в 30 раз, долгосрочный мониторинг тропосферных и стратосферных аэрозолей имеет решающее значение. МУДРЕЦ III измерения аэрозолей внесут важный вклад в области исследований аэрозолей.

Облака

Облака играют важную роль в определении баланса солнечной и длинноволновой энергии планеты и, таким образом, играют важную роль в управлении землей. климат. МУДРЕЦ III обеспечит измерения облаков среднего и высокого уровня, включая тонкие или «суб-визуальные» облака, которые не обнаруживаются пассивными дистанционными датчиками наблюдения за надирами. Эти наблюдения важны, потому что, в то время как низкие облака в основном отражают приходящую солнечную радиацию обратно в космос (действуя для охлаждения планеты), облака среднего и высокого уровня усиливают "парниковый эффект "ловушкой инфракрасная радиация (действуя, чтобы согреть планету). Также наличие тонкого облака возле тропопауза могут играть важную роль в гетерогенных химических процессах, которые приводят к разрушение озона в средних широтах.

Водяной пар

Водяной пар является преобладающим парниковым газом и играет решающую роль в регулировании глобальной климатической системы. Более глубокое понимание глобального распределения водяного пара может улучшить нашу способность понимать роль воды в климатических процессах. МУДРЕЦ III Измерения водяного пара внесут важный вклад в долгосрочное воздействие этого парникового газа.

Озон

С 21 по 30 сентября 2006 года средняя площадь озоновой дыры была самой большой из когда-либо наблюдавшихся - 10,6 миллиона квадратных миль (27,5 миллиона квадратных километров). На этом снимке, сделанном 24 сентября, озоновая дыра в Антарктике была равна рекордной однодневной самой большой площади в 11,4 миллиона квадратных миль (29,5 миллиона квадратных километров), достигнутой 9 сентября 2000 года. Синий и фиолетовый цвета - там, где есть меньше всего озона, а зеленый, желтый и красный - там, где больше озона.

Исследования озона оставались на переднем крае науки об атмосфере в течение многих лет, потому что стратосферный озон защищает поверхность Земли (и ее жителей) от вредного ультрафиолетового излучения. Поскольку недавнее снижение уровня стратосферного озона было связано с деятельностью человека, точные долгосрочные измерения озона по-прежнему имеют решающее значение.

Важно контролировать уровни озона в нижних слоях стратосферы и верхних слоях тропосферы, поскольку наблюдаемые тенденции являются наиболее значительными и наиболее плохо изученными на этих высотах. Высокое вертикальное разрешение и долговременная стабильность SAGE III делают его уникально подходящим для проведения таких измерений. МУДРЕЦ III также сможет изучить взаимосвязь между аэрозолем, облаками и химическими процессами, влияющими на озон, аргументировать необходимость одновременных измерений этих составляющих атмосферы (например, проведенных МУДРЕЦ III).

Давление и температура

Измерения температуры SAGE III предоставят уникальный набор данных для мониторинга и понимания изменений температуры атмосферы. В частности, долговременная стабильность и возможности самокалибровки МУДРЕЦ III может позволить обнаруживать тренды стратосферной и мезосферной температуры, что будет важной диагностикой изменения климата. МУДРЕЦ III измерения температуры в верхних слоях стратосферы и мезосферы станут новым источником долгосрочных измерений температуры в этой области атмосферы в дополнение к существующим долгосрочным измерениям, проводимым с помощью спутников (MLS, ACE, SABER) и наземных лидарных систем. МУДРЕЦ III Измерения температуры также позволят отслеживать периодические изменения температуры, например, связанные с солнечным циклом и квазидвухлетними колебаниями, а также эффекты радиационного воздействия аэрозолей.

Диоксид азота, триоксид азота и диоксид хлора

Двуокись азота (НЕТ₂), триоксид азота (NO₃), а диоксид хлора (OClO) играет решающую роль в химии стратосферы и каталитических циклах, разрушающих стратосферный озон. МУДРЕЦ III НЕТ₂ измерения важны, потому что процессы, происходящие зимой и весной в Антарктике и вызывающие озоновую дыру, эффективно конвертируют NO₂ в азотную кислоту (HNO₃). Таким образом, НЕТ₂ является важным диагностическим средством химического состава озоновой дыры. Поскольку он измеряется как во время событий солнечного, так и во время лунного затмения, МУДРЕЦ III наблюдения NO₂ улучшит наше понимание сильных суточных (суточных) циклов стратосферных процессов. Кроме того, МУДРЕЦ III сделает практически уникальные измерения триоксида азота (NO₃). Хотя он недолговечен в присутствии солнечного света, НЕТ₃ играет активную роль в химии других активных форм азота, таких как NO₂ и пятиокись азота (N₂О₅) и, следовательно, косвенно в химии озона. Поскольку несколько других измерений NO₃ доступны, МУДРЕЦ III измерения, которые производятся во время лунных затмений (ночных), обеспечат решающее подтверждение нашего нынешнего понимания химического состава реактивного азота.

Запуск

Художественный рендеринг космического корабля SpaceX Dragon, доставляющего груз на Международную космическую станцию

SAGE III был запущен на SpaceX CRS-10 миссия с использованием Сокол 9 с Дракон. МУДРЕЦ III путешествовал в негерметичном багажнике Dragon, который был запущен 19 февраля 2017 года.^[3] По прибытии НАСА использовало Dextre поставить инструмент на Экспресс логистическая компания платформа на МКС.^[4]^[5]

Международные партнеры

Исследовательский центр НАСА в Лэнгли, расположенный в Хэмптоне, штат Вирджиния, возглавляет МУДРЕЦ III миссия. Компания Ball Aerospace & Technologies Corp. построила прибор SAGE III-ISS в Боулдере, штат Колорадо, а Европейское космическое агентство и Thales Alenia Space со штаб-квартирой во Франции предоставляют гексапод, чтобы прибор указывал в правильном направлении во время маневров МКС. Космос.

Примечания

^ Финнеран, Майкл (2011-03-03). «МУДРЕЦ III - МКС подготовлена к космической станции». Physorg.com. Получено 8 января 2012.
^ Свитак, Эми (2011-04-18). «После многих лет хранения Ozone Mapper готов к запуску в 2014 году». SpaceNews.com. Архивировано из оригинал 8 октября 2011 г.. Получено 8 января 2012.
^ Кларк, Стивен (31 октября 2016 г.). «SpaceX надеется, что исправление процедуры позволит возобновить запуски Falcon 9». Космический полет сейчас. Представители НАСА также ожидают, что следующая миссия SpaceX по пополнению запасов на Международную космическую станцию начнется не раньше середины января.
^ Хардинг, Пит (2011-06-14). «Технические демонстрации: НАСА готовится к полному использованию МКС в эпоху после шаттлов». NASASpaceFlight.com (не связан с НАСА). Получено 8 января 2012.
^ "Время летать: МУДРЕЦ III - МКС подготовлена к космической станции". НАСА. 2011-03-01. Получено 8 января 2012.

внешняя ссылка

МУДРЕЦ III на МКС на NASA.gov
МУДРЕЦ III на МКС Исследовательского центра Лэнгли
Описание эксперимента SAGE III

[1] Финнеран, Майкл (2011-03-03). «МУДРЕЦ III - МКС подготовлена к космической станции». Physorg.com. Получено 8 января 2012.

[2] Свитак, Эми (2011-04-18). «После многих лет хранения Ozone Mapper готов к запуску в 2014 году». SpaceNews.com. Архивировано из оригинал 8 октября 2011 г.. Получено 8 января 2012.

[sfn-20161031-3] Кларк, Стивен (31 октября 2016 г.). «SpaceX надеется, что исправление процедуры позволит возобновить запуски Falcon 9». Космический полет сейчас. Представители НАСА также ожидают, что следующая миссия SpaceX по пополнению запасов на Международную космическую станцию начнется не раньше середины января.

[4] Хардинг, Пит (2011-06-14). «Технические демонстрации: НАСА готовится к полному использованию МКС в эпоху после шаттлов». NASASpaceFlight.com (не связан с НАСА). Получено 8 января 2012.

[5] "Время летать: МУДРЕЦ III - МКС подготовлена к космической станции". НАСА. 2011-03-01. Получено 8 января 2012.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]