CryoSat-2 es un satélite de investigación medioambiental de la Agencia Espacial Europea que se lanzó en abril de 2010. Proporciona a los científicos datos sobre los casquetes polares y rastrea los cambios en el espesor del hielo con una resolución de aproximadamente 1,3 centímetros ( 1 ⁄ 2 pulgada). .
Tipo de misión | Observación de la tierra | |||||||
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Operador | ESA | |||||||
ID COSPAR | 2010-013A | |||||||
SATCAT no. | 36508 | |||||||
Sitio web | www | |||||||
Duración de la misión | 3 años (planeados) Transcurridos: 11 años, 1 mes, 29 días | |||||||
Propiedades de la nave espacial | ||||||||
Fabricante | EADS Astrium | |||||||
Masa de lanzamiento | 720 kilogramos (1,590 lb) | |||||||
Secado masivo | 684 kilogramos (1,508 lb) | |||||||
Dimensiones | 4,6 por 2,3 metros (15,1 pies × 7,5 pies) | |||||||
Energía | 850 vatios | |||||||
Inicio de la misión | ||||||||
Fecha de lanzamiento | 8 de abril de 2010, 13:57:04 UTC [1] | |||||||
Cohete | Dnepr | |||||||
Sitio de lanzamiento | Baikonur 109/95 | |||||||
Contratista | ISC Kosmotras | |||||||
Parámetros orbitales | ||||||||
Sistema de referencia | Geocéntrico | |||||||
Régimen | Tierra baja | |||||||
Altitud del perigeo | 718 kilómetros (446 mi) [2] | |||||||
Altitud de apogeo | 732 kilómetros (455 mi) [2] | |||||||
Inclinación | 92,03 grados [2] | |||||||
Período | 99,16 minutos [2] | |||||||
Época | 24 de enero de 2015, 20:44:24 UTC [2] | |||||||
Transpondedores | ||||||||
Banda | Banda S (soporte TT&C) Banda X (adquisición de datos científicos) | |||||||
Banda ancha | Descarga de 8 kbit / s (Banda S) Descarga de 100 Mbit / s (Banda X) Carga de 2 kbit / s (Banda S) | |||||||
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Insignia de la Tierra de la ESA para la misión CryoSat-2 |
CryoSat-2 fue construido como reemplazo de CryoSat-1 , cuyo cohete portador Rokot no pudo alcanzar la órbita, lo que resultó en la pérdida del satélite. Comparado con su predecesor, CryoSat-2 presenta actualizaciones de software, mayor capacidad de batería y un paquete de instrumentos actualizado. Su instrumento principal es un telémetro de radar interferométrico con antenas gemelas, que mide la diferencia de altura entre la superficie superior del hielo flotante y el agua circundante. Esto a menudo se conoce como "francobordo".
CryoSat-2 se hace funcionar como parte de la CryoSat programa para estudiar la Tierra 's capas de hielo polar , que es en sí mismo parte de la Living Planet programa. La nave espacial CryoSat-2 fue construida por EADS Astrium y lanzada por ISC Kosmotras , utilizando un cohete portador Dnepr , el 8 de abril de 2010. El 22 de octubre de 2010, CryoSat-2 fue declarado operativo tras seis meses de pruebas en órbita. [3]
Fondo
La propuesta inicial para el programa CryoSat se presentó como parte de una convocatoria de propuestas en julio de 1998 para misiones Earth Explorer como parte del programa Living Planet de la Agencia Espacial Europea. [4] [5] Fue seleccionado para estudios adicionales en 1999 y, tras la finalización de un estudio de viabilidad, la misión fue autorizada. La fase de construcción comenzó en 2001 y en 2002 se adjudicó a EADS Astrium un contrato para construir la nave espacial. También se firmó un contrato con Eurockot para realizar el lanzamiento del satélite utilizando un cohete portador Rokot / Briz-KM . [4]
La construcción de la nave espacial original se completó en agosto de 2004. Después de las pruebas, la nave espacial fue enviada al cosmódromo de Plesetsk en Rusia durante agosto de 2005 y llegó el 1 de septiembre. [6] El lanzamiento se produjo desde el Sitio 133/3 el 8 de octubre; sin embargo, debido a que faltaba un comando en el sistema de control de vuelo del cohete, el motor de la segunda etapa no se apagó al final de su combustión planificada y, en cambio, la etapa se quemó hasta agotarse. [7] Esto impidió que la segunda etapa y Briz-KM se separaran y, como resultado, el cohete no pudo alcanzar la órbita. La nave espacial se perdió cuando volvió a entrar sobre el Océano Ártico , al norte de Groenlandia . [8] [9]
Debido a la importancia de la misión CryoSat para comprender el calentamiento global y la reducción de los casquetes polares, se propuso un satélite de reemplazo. [10] [11] El desarrollo de CryoSat-2 fue autorizado en febrero de 2006, menos de cinco meses después de la falla. [12]
Desarrollo
Como su predecesor, CryoSat-2 fue construido por EADS Astrium, y su instrumento principal fue construido por Thales Alenia Space . [13] La construcción y prueba del instrumento principal de la nave espacial se completó en febrero de 2008, cuando se envió para su integración con el resto de la nave espacial. [14] En agosto de 2009, la infraestructura terrestre de la nave, que había sido rediseñada desde la misión original, fue declarada lista para su uso. [15] La construcción y las pruebas de la nave espacial se completaron a mediados de septiembre. [16] El Gerente de Proyecto para la misión CryoSat-2 fue Richard Francis, quien había sido el Gerente de Sistemas en la misión CryoSat original. [17]
CryoSat-2 es una copia casi idéntica de la nave espacial original, [18] sin embargo, se hicieron modificaciones, incluida la adición de un altímetro de radar de respaldo. [16] En total, se realizaron 85 mejoras a la nave espacial cuando fue reconstruida. [19]
Medidas de apoyo: CRYOVEX
Desde el comienzo del programa CryoSat quedó claro que se necesitaría una extensa serie de mediciones, tanto para comprender la interacción de las ondas de radar con la superficie de los casquetes polares como para relacionar el francobordo medido del hielo marino flotante con su espesor. Este último, en particular, debería tener en cuenta la carga de nieve. Para el hielo marino, que se mueve a medida que es arrastrado por el viento, también fue necesario desarrollar técnicas que pudieran dar resultados consistentes cuando se midieran desde plataformas que viajan a diferentes velocidades (científicos en la superficie, sondas remolcadas por helicópteros, radares de aviones y CryoSat en sí). Se llevaron a cabo varias campañas en el marco de un programa denominado CRYOVEX [19], cuyo objetivo era abordar cada una de las áreas de incertidumbre identificadas. Estas campañas continuaron con el desarrollo del CryoSat original y se planeó que continuaran después de su lanzamiento.
Tras el anuncio de la construcción de CryoSat-2, se amplió el programa CRYOVEX. Se llevaron a cabo experimentos en la Antártida para determinar cómo la nieve podría afectar sus lecturas y para proporcionar datos para calibrar el satélite. [20] En enero de 2007, la Agencia Espacial Europea emitió una solicitud de propuestas para nuevos experimentos de calibración y validación. [21] Se llevaron a cabo más experimentos CryoVEx en Svalbard en 2007, [22] seguidos de una expedición final a Groenlandia y el casquete glaciar de Devon en 2008. [23] La expedición Arctic Arc y el Instituto Alfred Wegener proporcionaron mediciones de nieve adicionales. Airborne Synthetic Aperture e instrumento interferométrico radar del sistema de altímetro (ASIRAS), montado a bordo de un 228 Dornier aeronave. [22]
Preparativos finales
Cuando se aprobó en febrero de 2006, el lanzamiento de CryoSat-2 estaba previsto para marzo de 2009. [12] Originalmente se planeó que, al igual que su predecesor, sería lanzado por un Rokot, [24] sin embargo debido a la falta de lanzamientos disponibles. En su lugar , se seleccionó un cohete Dnepr . Se contrató a ISC Kosmotras para realizar el lanzamiento. [25] Debido a retrasos en misiones anteriores y problemas de disponibilidad de alcance, el lanzamiento se retrasó hasta febrero de 2010. [26]
El cohete Dnepr asignado para lanzar CryoSat-2 llegó al cosmódromo de Baikonur en tren el 29 de diciembre de 2009. [27] El 12 de enero de 2010, las dos primeras etapas del cohete se cargaron en el bote de lanzamiento y el bote se preparó para su transporte. al sitio de lanzamiento. [28] El 14 de enero, se extendió al Sitio 109/95 , donde se instaló en su silo . Al día siguiente, la tercera etapa fue transportada al silo y se instaló encima del cohete. [29]
Una vez finalizada su construcción, CryoSat-2 se almacenó a la espera de su lanzamiento. [16] En enero de 2010, la nave espacial se sacó del almacenamiento y se envió a Baikonur para su lanzamiento. Partió del aeropuerto Franz Josef Strauss de Munich a bordo de un avión Antonov An-124 el 12 de enero, [30] y llegó a Baikonur al día siguiente. [31] [32] Después de la llegada al sitio de lanzamiento, se llevaron a cabo el ensamblaje final y las pruebas. [33]
Durante las pruebas finales, los ingenieros detectaron que la antena de comunicaciones de la banda X de la nave espacial ( bandas H / I / J de la OTAN ) estaba transmitiendo solo una pequeña fracción de la potencia que debería. Las imágenes térmicas mostraron que la guía de ondas de la antena, en el interior de la nave espacial, estaba muy caliente. Claramente ahí era donde se estaba disipando el poder faltante. Normalmente, la guía de ondas no podría inspeccionarse o repararse sin un desmontaje importante del satélite, lo que habría requerido un regreso a las instalaciones en Europa y provocado un retraso importante en el lanzamiento. Para evitar hacer esto, se contrató a un cirujano local para que inspeccionara el componente con un endoscopio . [34] La cirujana, Tatiana Zykova, [35] descubrió que dos piezas de ferrita estaban alojadas en el tubo y pudo extraer ambas. Los ingenieros pudieron ayudar a retirar el segundo con un imán . [34] Se determinó que la ferrita provenía de una carga de absorción instalada en el interior de la antena, que estaba destinada a mejorar su rendimiento. Se retiró algo de ferrita (el muñón restante de esta carga) del interior de la base de la antena para evitar que cayeran más residuos en la guía de ondas. [34]
El 4 de febrero, la nave espacial CryoSat-2 recibió combustible para su lanzamiento. Luego, el 10 de febrero, se conectó al adaptador de carga útil y se encapsuló en el carenado de carga útil , [36] para formar una unidad conocida como el módulo de cabeza espacial . [33] Este fue transportado a la plataforma de lanzamiento por medio de un vehículo conocido como el cocodrilo , y se instaló encima del cohete portador. [37] El lanzamiento se produjo el 15 de febrero y al día siguiente se activó el satélite para probar sus sistemas tras la integración en el cohete. [36]
Lanzamiento
Cuando la nave espacial se instaló sobre el Dnepr, el lanzamiento estaba programado para el 25 de febrero a las 13:57 UTC. [38] Antes de esto, se programó una cuenta regresiva de práctica para el 19 de febrero. [37] Varias horas antes de que la práctica estuviera programada para comenzar, ISC Kosmotras anunció que el lanzamiento se había retrasado y, como resultado, la práctica no se llevó a cabo. [36] El retraso se debió a la preocupación de que los motores de maniobra de la segunda etapa no tuvieran una cantidad suficiente de combustible de reserva. [39]
Tras el retraso, el módulo de cabeza espacial se retiró del cohete y se devolvió a su edificio de integración el 22 de febrero. [36] Mientras estaba en el edificio de integración, se realizaron inspecciones diarias para asegurar que la nave espacial todavía funcionaba normalmente. Una vez que se resolvió el problema del combustible, el lanzamiento se reprogramó para el 8 de abril y se reanudaron las operaciones de lanzamiento. [40] El 1 de abril, el módulo de cabeza espacial se devolvió al silo y se reinstaló sobre el Dnepr. Tras las pruebas integradas, la cuenta atrás de práctica se llevó a cabo con éxito el 6 de abril. [41]
CryoSat-2 se lanzó a las 13:57:04 UTC el 8 de abril de 2010. [1] Tras un lanzamiento exitoso, [42] CryoSat-2 se separó de la etapa superior del Dnepr en una órbita terrestre baja . Las primeras señales del satélite fueron detectadas por una estación terrestre en el Centro Espacial Broglio en Malindi, Kenia , diecisiete minutos después del lanzamiento. [43]
Misión
La misión de CryoSat-2 es estudiar los casquetes polares de la Tierra, [44] midiendo y buscando variaciones en el espesor del hielo. Su misión es idéntica a la del CryoSat original. [43]
Los principales instrumentos a bordo del CryoSat-2 son SIRAL-2 , [14] los altímetros de radar interferométrico / SAR; [19] que usa un radar para determinar y monitorear la altitud de la nave espacial con el fin de medir la elevación del hielo. A diferencia del CryoSat original, dos instrumentos SIRAL están instalados a bordo del CryoSat-2, uno de los cuales sirve de respaldo en caso de que el otro falle. [dieciséis]
Un segundo instrumento, la integración de posicionamiento de radio y órbita Doppler por satélite , o DORIS, se utiliza para calcular con precisión la órbita de la nave espacial. [45] También se lleva a bordo de la nave espacial una serie de retrorreflectores que permiten realizar mediciones desde tierra para verificar los datos orbitales proporcionados por DORIS. [45] [46]
Después del lanzamiento, CryoSat-2 se colocó en una órbita terrestre baja con un perigeo de 720 kilómetros (450 millas), un apogeo de 732 kilómetros (455 millas), 92 grados de inclinación y un período orbital de 99,2 minutos. [47] Tenía una masa en el lanzamiento de 750 kilogramos (1650 libras), [24] y se espera que funcione durante al menos tres años. [46]
Las operaciones de lanzamiento y fase de órbita temprana se completaron en la mañana del 11 de abril de 2010, y SIRAL-2 se activó más tarde ese mismo día. [48] A las 14:40 UTC, la nave espacial devolvió sus primeros datos científicos. [49] Los datos iniciales sobre el espesor del hielo fueron presentados por el investigador principal de la misión, Duncan Wingham , en el Simposio Planeta Vivo de 2010 el 1 de julio. [50] Más tarde, ese mismo mes, los datos se pusieron a disposición de los científicos por primera vez. [51] La nave espacial se sometió a seis meses de pruebas en órbita y puesta en servicio, que concluyó con una revisión el 22 de octubre de 2010 que encontró que la nave espacial estaba operando como se esperaba y que estaba lista para comenzar a operar. [52]
La fase de explotación de la misión comenzó el 26 de octubre de 2010 bajo la responsabilidad de Tommaso Parrinello, quien actualmente es el Gerente de la Misión.
Resultados
La misión principal de Cryosat-2 es medir el espesor del hielo y, por tanto, su volumen. Los satélites anteriores solo podían medir el área y la extensión del hielo (definida por la proporción de la superficie del mar que está cubierta de hielo).
El Centro de Observación y Modelado Polar del Reino Unido (CPOM) [53] ahora proporciona productos de datos casi en tiempo real y mapas del espesor y volumen del hielo marino. Los gráficos y mapas están protegidos por derechos de autor y están disponibles en la fuente:
- Mapas de volumen de hielo marino del Ártico [54]
- gráficos del hielo marino ártico total mensual [55]
Estas mediciones no se pueden realizar con precisión en el verano ártico debido a la presencia de charcos de agua derretida que cubren áreas importantes de hielo y que el satélite no puede distinguir de las aguas abiertas. Por esta razón, el proyecto no proporciona datos entre mayo y septiembre de cada año.
Los datos de CryoSat-2 han mostrado 25.000 montes submarinos , y habrá más por venir a medida que se interpreten los datos. [56] [57] [58] [59]
Ver también
- Programa Planeta Vivo de la ESA
- SMOS
- GOCE
- CryoSat
- Enjambre
- ADM-Aeolus
- Cuidado de la tierra
- BIOMASA
- FLEXIONAR
- ICESat (NASA)
Referencias
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