Jason (satelit)

Sateliți de observare a pământului Jason
Descrierea acestei imagini, comentată și mai jos Satelitul Jason-1. Date generale
Organizare NASA CNES
Constructor Thales Alenia Space
Program Sistemul de observare a Pământului
Oceanul Mercator
Camp Studiu de circulație oceanică
Numarul copiilor 3
stare Operațional (Jason-3)
Lansa Jason-1: 7 decembrie 2001
Jason-2: 20 iunie 2008
Jason-3: 17 ianuarie 2016
Lansator Delta II
Falcon 9 (Jason 3)
Sfârșitul misiunii Jason-1: 1 iulie 2013
Jason-2: 1 octombrie 2019
Durată 3 ani (misiune primară)
Caracteristici tehnice
Liturghie la lansare aproximativ 500 kg
Ergols Hidrazină
Controlul atitudinii Stabilizat pe 3 axe
Sursa de energie Panouri solare
Energie electrică 550 wați (sfârșitul vieții)
Orbită
Orbită Terestru scăzut
Altitudine 1.300 km
Înclinare 66,0 °
Principalele instrumente
Poseidon 2 Altimetru radar
JMR / AMR Radiometru
DORIS Sistem de poziționare orbitală
Poziționare Receptor GPS
Retroreflector Laser

Jason este o familie de trei sateliți de altimetrie prin satelit, dezvoltați în comun de NASA și CNES pentru a studia circulația oceanelor și interacțiunile dintre oceane și atmosferă. Obiectivul acestor misiuni este de a îmbunătăți prognozele schimbărilor climatice și de a monitoriza fenomene oceanice, cum ar fi El Niño sau zone de vârtejuri oceanice . Pentru a îndeplini aceste obiective, aceste nave spațiale transportă echipamente care permit măsurarea înălțimii mării cu mare precizie. Acești sateliți, care au preluat de la TOPEX / Poseidon , au fost plasați pe orbită respectiv în 2001 (Jason-1), 2008 (Jason -2) și 2016 (Jason-3). Această familie de sateliți urmează să fie înlocuită din 2020 cu un nou model Sentinel-6A finanțat de Agenția Spațială Europeană .

Sateliții care circulă pe orbita terestră joasă au o masă de aproximativ 500  kg . Ei folosesc platforma PROTEUS pentru minisatelite dezvoltată de CNES și Alcatel Space (acum Thales Alenia Space ) construită în Cannes - Mandelieu Space Center .

Context: continuarea misiunii TOPEX / Poseidon

Lansat în August 1992, TOPEX / Poseidon , care este dezvoltat în comun de NASA și CNES , este prima misiune spațială care oferă o imagine de ansamblu asupra circulației oceanelor și a schimburilor sale cu atmosfera datorită unei măsurări foarte precise a înălțimii oceanelor. Misiunea este un succes excepțional, dar este necesar să se dezvolte un înlocuitor pentru a finaliza colectarea datelor, pentru a avea serii lungi de timp pentru integrarea lor în modelele oceanice și climatice. TOPEX / Poseidon demonstrează fezabilitatea măsurării nivelului oceanelor dintr-un satelit, noua misiune nu mai este experimentală, dar este operațională. Managerii celor două agenții spațiale și-au dat acordul în 1996 pentru o nouă misiune, dar, confruntați cu un climat economic deteriorat, au impus ca o constrângere reducerea costurilor sale.

Pentru a realiza acest lucru sunt implementate mai multe soluții:

Comparația caracteristicilor TOPEX / Poseidon și Jason-1
Satelit TOPEX / Poseidon Jason-1
Masa satelitului 2.500  kg 500  kg
Platformă 980  kg 270  kg
Încărcătură utilă 385  kg 125  kg
Altimetru 230  kg 55  kg
Energie electrică 1000 wați 450 wați
Consum platformă 500 wați 300 wați
Consum de sarcină utilă 380 wați 147 wați
Consumul de altimetru 260 wați 78 wați

Oficialii americani și francezi îl aleg pe Jason , un erou al mitologiei grecești renumit pentru că a urmărit o căutare maritimă cu un echipaj format din personalități puternice ( argonauții ) ca nume de botez pentru noua misiune . Pe lângă faptul că numele este scris în engleză și franceză, contextul căutării, caracterul multinațional al proiectului și rolul mării sunt la originea acestei alegeri.

Obiectivele misiunilor Jason

Principalul obiectiv al misiunilor Jason este de a măsura cu mare precizie înălțimea suprafeței oceanelor cu următoarele obiective:

Datele lui Jason sunt prelucrate în cadrul programului european Mercator Ocean . Aceste misiuni spațiale fac parte din programul Sistemului de observare terestra , care include un set de sateliți NASA responsabil pentru colectarea datelor pentru perioade lungi de pe suprafața Pământului , The biosfera , The atmosfera Pământului și oceanele Pământului.

Principii de funcționare

Nivelul mării variază de la nivelul său mediu în funcție de locație și în timp în funcție de temperatura apei, salinitatea și presiunea atmosferică. Aceste caracteristici sunt ele însele în principal rezultatul fenomenelor meteorologice, precum și al prezenței curenților oceanici și a vârtejurilor. Altimetria prin satelit își propune să măsoare înălțimea instantanee a mării, adică diferența față de nivelul său mediu folosind un radar la bordul unui satelit artificial . Unda radar emisă de satelit se reflectă pe suprafața mării și este returnată satelitului. Aceasta măsoară timpul dus-întors și analizează forma de undă primită, permițând respectiv să se determine distanța dintre satelit și suprafața mării, precum și rugozitatea suprafeței, care rezultă din înălțimea valurilor. Altitudinea suprafeței mării este apoi dedusă din diferența dintre altitudinea satelitului și distanța măsurată.

Această ecuație simplă evidențiază importanța efectuării unui calcul de orbită foarte precis pentru a determina fără echivoc altitudinea suprafeței mării. În acest scop, altitudinea satelitului este calculată extrem de precis din urmărirea permanentă a traiectoriei efectuate de la sol de stații de urmărire . În plus, echipamentele de la bord permit obținerea unei precizii de ordinul unui centimetru: acestea sunt telemetria laser , sistemul DORIS , tehnicile dezvoltate de CNES și utilizarea semnalelor GPS . Măsurarea altimetrului radar trebuie să ia în considerare, la rândul său, erorile introduse de ionosferă și prezența în special a vaporilor de apă în atmosferă. Aceste fenomene sunt determinate respectiv de utilizarea a două frecvențe radar (de la Jason-2) și implementarea unui radiometru .

Setul de înălțimi ale mării astfel determinat de-a lungul traiectoriei satelitului la fiecare 6 până la 7  km face posibilă obținerea unei „imagini” a suprafeței oceanelor. Pe o perioadă de câțiva ani, prin urmare, satelitul altimetric oferă acces la o cartografie în evoluție a suprafeței oceanului cu o precizie mai bună de 5  cm .

Caracteristici tehnice

Cei trei sateliți Jason sunt minisateliți cu o masă de aproximativ 500  kg .

Satelitul este format din două cuburi suprapuse:

Platformă

PROTEUS este o platformă stabilizată pe 3 axe concepută pentru misiuni de satelit pe orbită mică a Pământului cu o masă totală de aproximativ 500  kg, inclusiv 270  kg pentru platformă, cu excepția propulsorilor. Principalele sale caracteristici sunt următoarele:

Încărcătură utilă

Cei trei sateliți Jason au sarcini utile ușor diferite. Cu toate acestea, cinci instrumente sunt comune.

Două instrumente sunt folosite pentru a colecta date altimetrice:

Trei echipamente care permit stabilirea cu mare precizie a poziției satelitului. Combinate cu măsurarea altimetrului, aceste date permit deducerea înălțimii nivelului mării:

Misiunea Jason-1

Istoric

Reflecția asupra misiunii Jason-1 începe în Septembrie 1993. ÎnDecembrie 1996, NASA și CNES semnează un memorandum de înțelegere pentru urmărirea misiunii TOPEX / Poseidon , care este dezvoltată în comun de cele două agenții spațiale. Platforma PROTEUS este calificată înAugust 1998. Integrarea satelitului a fost finalizată în toamna anului 1999.

Segmentul de sol este format din centrul PGGS ( Proteus Generic Ground Segment ) responsabil cu monitorizarea platformei, cu sediul în Toulouse, centrul de control satelit POCC (Project Operation Control Center) cu sediul în Pasadena situat în California și centrul SSALTO ( altimetric și orbitografic Multi-Mission Center ) situat în Toulouse și responsabil pentru calculele orbitei și traiografia. De stații de la sol utilizate pentru schimbul de date și de urmărire prin satelit sunt situate la Issus Aussaguel (CNES, Franța), Fairbanks din Alaska , Wallops Island ( Virginia ) și Hartebeesthoek (CNES, Africa de Sud )

Conduita misiunii

Jason-1 este lansat pe 7 decembrie 2001de pe platforma de lansare Vandenberg de către un lansator Delta II . Lansatorul plasează, de asemenea, un al doilea satelit TIMED cu o masă echivalentă cu Jason-1 pe orbită . Jason-1 este plasat pe o orbită joasă de 1336 km cu o înclinație orbitală de 66,0 ° pe care o parcurge în 120 de minute. La fiecare 10 zile după 127 de revoluții, se reia pe aceeași traiectorie. Această orbită își limitează observațiile la latitudini cuprinse între -66 ° și + 66 °.

Jason-1 este lansat în timp ce TOPEX / Poseidon este încă activ, ceea ce permite, după cum doresc proiectanții misiunii, să calibreze instrumentele folosind ca referință datele furnizate de TOPEX / Poseidon. Cei doi sateliți parcurg aceeași orbită cu Jason-1 precedând TOPEX / Poseidon cu un minut. Comparația fructuoasă dintre datele de la cei doi sateliți a continuat timp de 3 ani. Lansat Jason-2, succesorul lui Jason-120 iunie 2008în timp ce Jason-1 pe care îl înlocuiește este încă operațional. Suprapunerea dintre cele două misiuni face posibilă calibrarea instrumentelor lui Jason-2 cu cele ale lui Jason-1 timp de trei ani. Îndecembrie 2011, Jason-1 sărbătorește a zecea aniversare. Misiunea lui Jason-1 se încheieIunie 2013în urma eșecului celui de-al doilea și ultimul emițător radio. Satelitul, plasat pe o orbită relativ înaltă, nu trebuie să pătrundă în atmosferă timp de 1000 de ani.

Misiunea Jason-2

Context

Jason-2, oficial OSTM / Jason-2 ( Ocean Surface Topography Mission ), preia satelitul TOPEX / Poseidon lansat în 1992 și succesorul său Jason-1 lansat în 2001 . Acești doi sateliți colectează date pentru a înțelege mai bine interacțiunile dintre curenții oceanici și climă. Acestea arată că oceanele absorb mai mult de 80% din căldura din încălzirea atmosferică; restul este captat de aer, suprafețele terestre și topirea ghețarilor. Cu caracteristici apropiate de cele ale lui Jason-1, Jason-2 este, de asemenea, construit de Thales Alenia Space la instalația de la Cannes . Este capabil să măsoare nivelul global al oceanelor cu o precizie de 2  cm , înălțimea valurilor și viteza vânturilor. Acoperă întreaga planetă la fiecare zece zile.

Cei patru parteneri francezi și americani ai lui Jason-2 sunt:

Directorul științific este profesorul Lee-Lueng Fu de la Laboratorul de propulsie cu jet din Pasadena .

Conduita misiunii

Jason-2 ( Ocean Surface Topography Mission sau OSTM pentru NASA ), este lansat pe20 iunie 2008de un lansator United Launch Alliance Delta II 7320 de pe platforma de lansare Vandenberg din California . Satelitul de 500  kg este plasat pe orbita sa la 1335 km în 55 de minute.

În iulie 2017, în urma degradării anumitor componente critice ale satelitului, echipa terestră a decis să părăsească orbita pentru a reduce riscurile pentru sateliții operaționali. Dar pe orbita sa ușor mai mică, continuă să funcționeze cu o frecvență de vizitare mai spațiată, dar cu o rezoluție spațială mai bună. Aceste noi condiții de funcționare sunt utilizate pentru a studia câmpul gravitațional al regiunilor maritime și cartografia fundului mării. Misiunea se termină1 st octombrie 2019după mai mult de 11 ani de serviciu operațional, care este de aproape patru ori mai mare decât durata de viață pentru care este proiectat satelitul. În timpul misiunii sale, satelitul măsurat o creștere de 5 ceea ce nivelul general al marii, un fenomen care reflectă schimbările climatice în curs de desfășurare. Sunt produse aproximativ 1 milion de seturi de date și acestea permit scrierea a peste 2.100 de lucrări științifice. Jason-2 îmbunătățește prognoza intensității uraganului și oferă informații importante despre vânturile și valurile mării. Decizia de a opri misiunea este luată în urma unei degradări majore a sistemului de alimentare cu energie electrică. În conformitate cu legislația privind resturile spațiale, Jason-2 trebuie să manevreze în afara orbitei de referință altimetrice (1336 km și înclinația orbitală de 66 °) și să fie plasat pe o orbită de cimitir .

Specificații tehnice

Satelitul Jason-2 efectuează trei experimente specifice:

Misiunea Jason-3

Context

Jason-3 este practic o copie a lui Jason-2. CNES a decis construcția24 februarie 2010. Acesta este finanțat de NOAA SUA, în valoare de 69 milioane USD în anii 2011-2013, oferind radiometru cu microunde și lansator .

Conduita misiunii

Lansarea este programată pentru 21 iulie 2015pe lansatorul Falcon 9 de la SpaceX din 4 complexul site-ului de lansare Vandenberg din California. Lansarea a fost amânată pentru câteva luni în urma dificultăților întâmpinate de lansatorul companiei californiene. Jason-3 este lansat pe17 ianuarie 2016, la ora 17:42 UT de la platforma de lansare Vandenberg din California de către un lansator Falcon 9.1.1. La ora 21:20 UT, centrul de control primește confirmarea că panourile solare sunt instalate și că satelitul este operațional.

Continuarea misiunilor Jason: Sentinel-6 / Jason-CS

În 2009, Comunitatea Europeană a decis să integreze în programul său Copernicus obiectivele susținute anterior de sateliții Jason. În acest nou cadru, este planificată construirea a doi sateliți Sentinel-6 / Jason-CS (CS pentru continuitatea serviciului ), primul dintre care urmează să fie lansat în 2020. Din punct de vedere tehnic, platforma utilizată este cea implementată de către sateliții CryoSat (aproximativ 1.200  kg ), în timp ce instrumentele sunt apropiate de cele utilizate de seria de sateliți Jason. Aceasta este o soluție de tranziție , până la dezvoltarea de deschidere radarului sintetic altimetru tehnologie interferometru care urmează să fie testate ca parte a suprafață de apă Ocean Topografie Misiunea, care este programata pentru lansare în 2021.

Rezumatul misiunilor lui Jason

Lansarea istoricului
Caracteristici Jason-1 Jason-2 / OSTM Jason-3
Data de lansare 7 decembrie 2001 20 iunie 2008 17 ianuarie 2016
Identificator COSPAR 2001-055A 2008-032A 2016-002A
Lansator Delta II Șoimul 9 1.1
Baza de lansare Baza de lansare Vandenberg
Sfârșitul misiunii 1 st iulie 2013 1 st octombrie 2019
Instrumente comune Altimetru Poseidon 2, radiometru JMR, receptor GPS , Doris , retroreflector cu laser
Instrumente secundare Carmen-2, LPT, T2L2 CARMEN-3, LPT

Note și referințe

  1. (ro) P. Escudier, G. Kunstmann, F. Parisot, R. Boain, T. Lafon, P. Hoze, S. Kaki, "  Aviso + Newsletter 7: Sistem Jason: prezentarea și progresul proiectului  " , pe Aviso , AVISO ,ianuarie 2000
  2. (în) Michel Lefebvre, "  Aviso Newsletter + 5: O nouă expediție pentru Jason  " pe Aviso , AVISO ,Aprilie 1997
  3. „Jason 1, succesorul TOPEX / Poseidon  ”, în BT nr .  1103, decembrie 1998
  4. (ro) „  Jason-1  ” , pe portalul EO , Agenția Spațială Europeană (accesat la 17 iulie 2016 )
  5. „Spațiu: proiectat la Toulouse, satelitul Jason își sărbătorește a zecea aniversare”, la ToulEco , 13 decembrie 2011, Spațiu: proiectat la Toulouse, satelitul Jason își sărbătorește a zecea aniversare
  6. Christian Lardier, „Jason-2 trebuie lansat la jumătatea lunii iunie 2008”, Air et Cosmos , n o  2086, 13 iulie 2007
  7. „Thales Alenia Space livrează satelitul Jason-2 către California”, 30 aprilie 2008, „  Comunicat de presă Thales  ” ( Arhivă • Wikiwix • Archive.is • Google • Ce să faci? )
  8. Satelitul franco-american Jason-2 va urmări oceanele , Le Figaro din 20 iunie 2008, pagina 15
  9. Jean-Pierre Largillet, „Lansare de succes pentru satelitul Jason-2, observatorul oceanelor”, în webtimemedias.com, 20 iunie 2008, online www.webtimemedias.com
  10. „  Jason-2 se înclină după unsprezece ani de supraveghere a oceanului  ” , CNES ,4 octombrie 2019
  11. (în) „  Misiunea satelitului de monitorizare a oceanului se încheie după 11 ani de succes  ” , NASA ,4 octombrie 2019
  12. Gérard Tinelli, „Focus: Jason-2 clock set on the site Grasse”, în Nice-Matin , 26 iulie 2008
  13. Jean-Pierre Largillet, „Thales Alenia Space: contract cu CNES pentru Jason 3”, în WebTimeMedias , 24 februarie 2010, online www.webtimemedias.com
  14. Christian Lardier, „NOAA: 30 de milioane de dolari pentru Jason-3 în 2013”, în Air & Cosmos , N o  2301, 24 februarie 2012
  15. Scrisoarea Spațiului Statelor Unite nr .  482 din CNES , august 2012
  16. Stefan Barensky, „Primul eșec al Falcon 9”, air-cosmos.com, 28.06.2015, [1]
  17. Philippe Escudier, „  Sentinel-6 / Jason-CS  ” , pe CNES , Agenția Spațială Europeană ,18 ianuarie 2016
  18. (în) „  Sentinel-6 / Jason-CS  ” pe portalul EO , Agenția Spațială Europeană (accesat la 17 iulie 2016 )

Vezi și tu

Bibliografie

Articole similare

linkuri externe

Videoclipuri