Kosmos 156 (ruso: Космос 156) fue un satélite meteorológico soviético lanzado el 27 de abril de 1967, uno de los once satélites meteorológicos lanzados por la Unión Soviética entre 1964 y 1969. [3] Formó parte del sistema experimental de satélites meteorológicos "Meteor". [1] En 1969, la serie de satélites Kosmos fue descartada por el satélite Meteor más moderno y actualizado .
Tipo de misión | Tiempo |
---|---|
ID COSPAR | 1967-039A |
SATCAT no. | 02762 |
Duración de la misión | 13 meses |
Propiedades de la nave espacial | |
Tipo de nave espacial | Meteorito |
Fabricante | VNIIEM |
Masa de lanzamiento | 4730 kg [1] |
Inicio de la misión | |
Fecha de lanzamiento | 27 de abril de 1967 12:50:02 GMT |
Cohete | Vostok-2M (8A92M) s / n R15000-22 |
Sitio de lanzamiento | Plesetsk , sitio 41/1 |
Contratista | OKB-1 |
Fin de la misión | |
Ultimo contacto | Finales de agosto de 1967 |
Fecha de decaimiento | 23 de octubre de 1989 |
Parámetros orbitales | |
Sistema de referencia | Geocéntrico [2] |
Régimen | Tierra baja |
Altitud del perigeo | 593 kilometros |
Altitud de apogeo | 635 kilometros |
Inclinación | 81,17 ° |
Período | 96.96 minutos |
Época | 27 de abril de 1967 |
Astronave
Kosmos 156 era una gran cápsula cilíndrica, de 5 metros (16 pies) de largo y 1,5 metros (4 pies 11 pulgadas) de diámetro. Tenía una masa de 4.730 kilogramos (10.430 libras). [1] Se desplegaron dos grandes paneles solares de cuatro segmentos cada uno desde lados opuestos del cilindro después de la separación del satélite del vehículo de lanzamiento. Los paneles solares se rotaron para mirar constantemente al sol durante el día satelital utilizando un mecanismo de accionamiento controlado por un sensor solar instalado en el extremo superior del cuerpo central. Sus instrumentos meteorológicos, que consistían en un magnetómetro, antenas de radio de 465 MHz y dispositivos de control orbital, estaban alojados en un cilindro más pequeño y herméticamente sellado ubicado en el extremo orientado hacia la Tierra del cuerpo cilíndrico del satélite. El satélite fue estabilizado triaxialmente por una serie de volantes inerciales accionados por motores eléctricos, cuya energía cinética fue amortiguada por pares producidos por electroimanes que interactúan con el campo magnético de la Tierra. Kosmos 156 estaba orientado con un eje dirigido hacia la Tierra a lo largo de la vertical local, otro orientado a lo largo del vector de velocidad orbital y el tercero orientado perpendicular al plano orbital. Esta orientación aseguró que los ejes ópticos de los instrumentos estuvieran constantemente dirigidos hacia la Tierra. [1]
Instrumentación
La instrumentación de Kosmos 156 consistió en:
- Dos cámaras vidicón para imágenes diurnas de nubosidad
- Un radiómetro infrarrojo de escaneo de alta resolución para imágenes diurnas y nocturnas de la Tierra y las nubes
- Una serie de radiómetros de ángulo estrecho y gran angular que cubren los canales de 0,3 a 3 µm, 8 a 12 µm y 3 a 30 µm para medir la intensidad de la radiación reflejada por las nubes y los océanos, las temperaturas de la superficie de la Tierra y las cimas de las nubes. y el flujo total de energía térmica del sistema Tierra-atmósfera al espacio, respectivamente [1]
Cámaras vidicon duales
Las cámaras vidicón duales de Kosmos 156 fueron diseñadas para probar la capacidad de los satélites meteorológicos soviéticos para proporcionar imágenes diurnas de la distribución de la capa de nubes de la Tierra, las tormentas locales y los sistemas meteorológicos globales. La instrumentación constaba de dos cámaras vidicón idénticas que estaban montadas en la base del satélite y estaban dirigidas hacia la Tierra. Cada cámara vio un área que medía 500 kilómetros (310 millas) por 500 kilómetros (310 millas), una a la izquierda y la otra a la derecha del nadir , con una resolución de 1,25 kilómetros (0,78 millas) en el nadir desde una altitud satelital de 600 a 700 kilómetros (370 a 430 millas). Las cámaras tomaron una imagen de un fotograma de la capa de nubes de la Tierra con una ligera superposición de fotogramas sucesivos para proporcionar una cobertura continua. Las cámaras se encienden automáticamente cada vez que el sol está a más de 5 ° por encima del horizonte. Los sensores automáticos ajustaron las aperturas de la cámara para producir imágenes de alta calidad en una variedad de condiciones de iluminación. [4]
Si el satélite se encontraba dentro de la zona de contacto por radio de una de las dos estaciones terrestres, las imágenes de cada tubo vidicón se transmitían directamente al suelo. De lo contrario, se grabaron en cinta magnética para su posterior transmisión. Las imágenes de televisión recibidas por estas estaciones terrestres fueron procesadas y transmitidas al Centro Hidrometeorológico de Moscú, donde se utilizaron para realizar predicciones y análisis y posteriormente se archivaron.
El Kosmos 156 tenía una altitud orbital significativamente menor que sus homólogos estadounidenses, los satélites ESSA (614 kilómetros (382 millas) frente a 1.400 kilómetros (870 millas). Como resultado, no podía proporcionar una cobertura global superpuesta continua a pesar de que sus cámaras tenían 2,5 veces la resolución de los transportados en los satélites ESSA. Para cerrar las brechas de cobertura, se requirieron al menos dos satélites en el sistema de satélites. Se produjeron mosaicos de nubosidad a partir de 10 o más imágenes individuales de nubosidad en el Centro Hidrometeorológico Soviético para proporcionar una mayor visión completa de los sistemas meteorológicos mundiales. [4]
Radiómetro infrarrojo de alta resolución de escaneo
El radiómetro de escaneo infrarrojo (IR) de alta resolución realizó mediciones de la distribución de las nubes y la capa de nieve y hielo en el lado diurno y nocturno de la Tierra. El radiómetro midió la radiación saliente del sistema Tierra-atmósfera en la ventana atmosférica de 8-12 µm, lo que permitió la construcción de patrones de brillo de relieve térmico y la determinación de temperaturas de radiación equivalentes de la superficie de la Tierra y las cimas de las nubes. El instrumento era un radiómetro de barrido de ángulo estrecho con un ángulo de visión instantáneo de 1,5 × 1,5 °. Estaba montado en un compartimento de instrumentos sellado en la base del satélite con su eje óptico dirigido a lo largo de la vertical local y hacia el nadir. El radiómetro midió la intensidad de la radiación saliente comparando el flujo de radiación de la Tierra con el flujo de radiación del espacio. Diferentes tipos de radiación ingresaron al radiómetro a través de ventanas separadas orientadas perpendicularmente. La radiación del sistema Tierra-atmósfera cayó sobre un espejo de barrido plano que se montó en un ángulo de 45 ° con el vector de velocidad del satélite y se escaneó en un ángulo de ± 50 ° desde el nadir. [5]
Antes de llegar al bolómetro termistor , la radiación se reflejaba desde el espejo de escaneo, pasaba a través de un disco modulador estacionario y una ventana de filtro hacia un espejo parabólico, y finalmente se enfocaba en un haz paralelo que pasaba a través de un disco modulador móvil. Los discos moduladores estacionarios y móviles proporcionaron conmutación de canales, enviando primero la radiación de la Tierra-atmósfera y luego la radiación espacial al espejo parabólico y al bolómetro. El bolómetro convirtió el flujo radiante en voltajes eléctricos variables (0 a 6 V) cuya frecuencia era igual a la frecuencia del modulador y cuyas magnitudes eran proporcionales a las diferencias en las intensidades del flujo radiante entre la Tierra y el espacio desarrolladas a la salida del bolómetro. Durante el movimiento del espejo de escaneo a través de un sector de ± 40 °, el escaneo lineal (40 líneas / min) del área objetivo se logró en un plano normal al plano orbital usando una trayectoria hacia adelante y hacia atrás, mientras que se realizó el escaneo a lo largo de la trayectoria de vuelo. proporcionado por el movimiento relativo del satélite con respecto a la Tierra. En cada exploración, con los ángulos de visualización y exploración indicados desde la altitud orbital del satélite, el radiómetro registró las intensidades medias de radiación de una banda de aproximadamente 1.100 kilómetros (680 millas) de ancho con una resolución de aproximadamente 15 kilómetros (9,3 millas) en el nadir hasta aproximadamente 24 a 27 kilómetros (15 a 17 millas) en los bordes. El radiómetro fue capaz de medir temperaturas de radiación entre 2 y 3 ° para temperaturas superiores a 273 K y entre 7 y 8 ° para temperaturas inferiores a 273 K. [5]
Al igual que con las señales de las cámaras vidicón, las señales de video del radiómetro se amplificaron y se enviaron a la unidad de memoria del satélite para su posterior transmisión oa la unidad de radiotelemetría para su transmisión directa a la Tierra, dependiendo de si la distancia del satélite a una estación receptora terrestre. Los receptores terrestres registraron simultáneamente los datos transmitidos digitalmente en cinta magnética y película fotográfica de 80 mm como una imagen brillante del relieve térmico del sistema Tierra-atmósfera. Los datos en cinta magnética se procesaron por computadora en el Centro Hidrometeorológico Soviético y se utilizaron para producir un mapa digital del campo de temperatura de radiación equivalente con una cuadrícula geográfica superpuesta. La película fotográfica se reveló y procesó en una imagen infrarroja, también con una cuadrícula superpuesta. Las imágenes fueron archivadas en el Centro Hidrometeorológico.
Actinómetro
El actinómetro fue diseñado para medir la radiación de onda larga saliente (3–30 µm) del sistema Tierra-atmósfera; la radiación solar saliente del ultravioleta cercano (UV), visible e infrarrojo cercano (IR) (0.3–3 µm) reflejada y retrodispersada por el sistema Tierra-atmósfera; y la temperatura de radiación efectiva de la superficie de la Tierra y las cimas de las nubes (8–12 µm). [6]
La instrumentación constaba de cuatro radiómetros: un par de radiómetros de barrido, de ángulo estrecho y de dos canales, y un par de radiómetros de dos canales, de gran angular y sin barrido. Los radiómetros de ángulo estrecho (campo de visión de 4–5 °) midieron la radiación en las tres bandas espectrales, mientras que los radiómetros de gran angular (campo de visión de 136–140 °) funcionaron solo en las bandas de 0,3–3 y 3–30 µm. En el radiómetro de ángulo estrecho, se midió la banda de 0,3 a 3 µm en un canal y las bandas de 8 a 12 y de 3 a 30 µm se combinaron en el segundo canal. En el segundo canal, las dos bandas se separaron mediante el intercambio de filtros correspondientes a medida que el radiómetro escaneaba en direcciones alternas. [6]
La radiación terrestre ingresó al radiómetro de ángulo estrecho a través de un carenado cilíndrico (cristal KRS-5) y cayó sobre un espejo de escaneo cónico. La radiación se reflejaba en el espejo a través de un interruptor de espejo giratorio de tres lóbulos que modulaba el flujo de radiación a una frecuencia de 80 Hz. El helicóptero reflejó alternativamente la radiación de la Tierra y la radiación espacial, que ingresó a través de una ventana de cristal KRS-5 separada, en una de las tres aberturas en una rueda de filtros de color, un filtro para cada banda espectral. La banda espectral particular que pasó a través cayó sobre un espejo parabólico fuera del eje que enfocó el flujo de radiación en un receptor bolométrico. Se realizó una calibración periódica cuando el espejo de escaneo se movió a un ángulo de 90 ° desde el nadir con encendido y visualización simultáneos de una lámpara estándar de silicio. [6]
El canal de 0,3–3 µm no utilizó el sistema de dos haces ni la conmutación de filtro. La salida del flujo de radiación modulado en el bolómetro se amplificó, rectificó, filtró y alimentó al sistema de radiotelemetría a través de ocho canales. Los radiómetros de gran angular tenían sistemas ópticos idénticos para ambos canales. La radiación de la Tierra ingresó al radiómetro a través de una capa hemisférica compuesta de cuarzo o cristal KRS-5 con un recubrimiento que determinaba la banda de paso. Luego, la radiación se moduló con una frecuencia de 64 Hz y cayó sobre un receptor bolométrico. Al igual que en los radiómetros de ángulo estrecho, la salida del bolómetro se procesó y se introdujo en el sistema de radiotelemetría. El radiómetro de gran angular se estandarizó simultáneamente con el radiómetro de ángulo estrecho mediante la entrada de una frecuencia de calibración estándar de 64 Hz en el circuito de amplificación. [6]
El error de medición de la raíz cuadrada media relativa para ambos tipos de radiómetros fue de aproximadamente 0,5%. Para proporcionar capacidad de respaldo, se mantuvieron en reserva un radiómetro de ángulo amplio y uno de ángulo estrecho y se pudieron activar desde el suelo. La orientación del satélite se mantuvo mediante el movimiento del satélite con respecto a la Tierra, lo que aseguró que los ejes ópticos primarios de los radiómetros estuvieran orientados verticalmente hacia abajo hacia el levantamiento de la superficie de la Tierra. El radiómetro de ángulo estrecho escaneó 66 ° a cada lado del nadir en un plano normal al plano orbital al balancear el espejo de escaneo sobre el eje óptico. Los radiómetros cubrían una franja de unos 2.500 kilómetros (1.600 millas) de ancho en la superficie de la Tierra y tenían una resolución terrestre de 50 kilómetros (31 millas) en el nadir. [6]
Los datos se redujeron en las estaciones terrestres y se transmitieron en forma binaria al Centro Hidrometeorológico, donde se registraron en forma digital en cinta magnética y se utilizaron para producir diversos productos de análisis como gráficos de albedo Tierra-atmósfera y mapas de temperatura de radiación. Los datos fueron archivados en el Centro Hidrometeorológico.
Misión
Kosmos 156 fue el cuarto satélite meteorológico soviético anunciado y el segundo satélite meteorológico operacional interino en el sistema experimental "Meteor". Este satélite en particular fue uno de los nueve satélites meteorológicos Kosmos que se lanzaron entre 1965 y 1969. [7] También fue el segundo satélite meteorológico semi-operacional lanzado desde el cosmódromo de Plesetsk a una órbita casi circular, casi polar. Sin embargo, a diferencia de los satélites meteorológicos estadounidenses, la órbita era prograda (no sincronizada con el sol ) como resultado de limitaciones geográficas. Kosmos 156 se lanzó para probar instrumentos meteorológicos en un modo semi-operacional diseñado para obtener imágenes de la capa de nubes, la capa de nieve y los campos de hielo en los lados diurno y nocturno de la Tierra. También midió los flujos de radiación saliente reflejada e irradiada por el sistema Tierra-atmósfera.
La misión se lanzó desde el Sitio 41/1 en Plesetsk utilizando el cohete portador Vostok 2M (8A92M) s / n R15000-22. El lanzamiento se produjo con éxito a las 12:50:02 GMT del 27 de abril de 1967. El Kosmos 156 se operó en una órbita terrestre baja , cercana a la del Kosmos 144, de modo que los dos satélites pasarían sobre la Unión Soviética cada seis horas. [8] En una época del 27 de abril de 1967, tenía un perigeo de 593 kilómetros (368 millas), un apogeo de 635 kilómetros (395 millas), una inclinación de 81,17 ° y un período orbital de 96,96 minutos. [2] Cuando dos satélites del sistema Kosmos "Meteor" con diferencias adecuadas en las longitudes de los nodos ascendentes estaban en funcionamiento al mismo tiempo en órbitas casi polares, se podían recibir datos de la mitad de la superficie de la Tierra en un período de 24 horas. . [1] Kosmos 156 cesó sus operaciones a finales de agosto de 1967.
Algunos de los datos meteorológicos recopilados, como imágenes y mapas, se transmitieron a varios centros meteorológicos extranjeros como parte de un programa internacional de intercambio de datos meteorológicos. Estados Unidos recibió algunas de estas imágenes en el Servicio Nacional de Satélites Ambientales (NESS) en Suitland, Maryland, a través del enlace facsímil de "línea fría" con Moscú. El experimento duró poco; Las imágenes se transmitieron al NESS desde finales de abril hasta finales de agosto de 1967, después de lo cual probablemente se terminó el experimento. Estas imágenes se archivaron en NESS durante un año y, a menos que fueran inusualmente interesantes, se descartaron. [4] Las cartas de albedo y los mapas de temperatura de radiación producidos utilizando los datos del actinómetro de Kosmos 156 se microfilmaron y archivaron en el Centro Climático Nacional (NCC) en Asheville, Carolina del Norte. [6]
Referencias
- ^ a b c d e f "Cosmos 156: Display 1967-039A" . nssdc.gsfc.nasa.gov . NASA. 27 de febrero de 2020 . Consultado el 15 de abril de 2020 . Este artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .
- ^ a b "Cosmos 156: Trayectoria 1967-039A" . nssdc.gsfc.nasa.gov . NASA. 27 de febrero de 2020 . Consultado el 15 de abril de 2020 . Este artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .
- ^ Hendrickx, Bart. "Una historia de los satélites meteorológicos soviéticos / rusos". Crónica espacial: JBIS 57 (2004): 56-102. Web. 17 de abril de 2016.
- ^ a b c "Cosmos 156: Experimento 1967-039A-01" . nssdc.gsfc.nasa.gov . NASA. 27 de febrero de 2020 . Consultado el 15 de abril de 2020 . Este artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .
- ^ a b "Cosmos 156: Experimento 1967-039A-02" . nssdc.gsfc.nasa.gov . NASA. 27 de febrero de 2020 . Consultado el 15 de abril de 2020 . Este artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .
- ^ a b c d e f "Cosmos 156: Experimento 1967-039A-03" . nssdc.gsfc.nasa.gov . NASA. 27 de febrero de 2020 . Consultado el 15 de abril de 2020 . Este artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .
- ^ Sistemas de satélites meteorológicos, 1. Sl: Springer; Springer, Nueva York; 2014. Imprimir.
- ^ Hendrickx, Bart. "Una historia de los satélites meteorológicos soviéticos / rusos". Crónica espacial: JBIS 57 (2004): 56-102. Web. 17 de abril de 2016.