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MetOp ( Met eorological Op satélite erational) es una serie de tres en órbita polar meteorológicos satélites desarrollados por la Agencia Espacial Europea (ESA) y operados por la Organización Europea para la Explotación de Satélites Meteorológicos (EUMETSAT). Los satélites forman el componente del segmento espacial del Sistema Polar EUMETSAT (EPS) general, que a su vez es la mitad europea del Sistema Polar Conjunto Inicial EUMETSAT / NOAA (IJPS). Los satélites llevan una carga útil que comprende 11 instrumentos científicos y dos que apoyan a Cospas-SarsatServicios de búsqueda y salvamento. Con el fin de proporcionar continuidad de datos entre MetOp y los satélites ambientales operacionales polares de la NOAA (POES), se transportan varios instrumentos en ambas flotas de satélites.

MetOp-A, lanzado el 19 de octubre de 2006, es el primer satélite en órbita polar de Europa utilizado para la meteorología operativa. Con respecto a su misión principal de proporcionar datos para la predicción numérica del tiempo , los estudios han demostrado que los datos de MetOp-A se miden como los que tienen el mayor impacto de cualquier plataforma satelital individual en la reducción de errores de pronóstico de 24 horas, y representan aproximadamente el 25% de los datos. impacto total en la reducción de errores de pronóstico global en todas las fuentes de datos. [1]

Originalmente, cada uno de los tres satélites estaba destinado a funcionar de forma secuencial, sin embargo, el buen rendimiento de los satélites MetOp-A y MetOp-B significa que ahora se espera un período de tres operaciones satelitales.

El sucesor de los satélites MetOp será MetOp-SG , y actualmente se espera que el primer satélite MetOp SG-A se lance en 2023. [2]

Instrumentos [ editar ]

El módulo de carga útil de MetOp-C se baja al simulador de espacio grande de ESTEC , 2017

Los siguientes instrumentos [3] vuelan a bordo de los satélites MetOp:

Instrumentos compartidos [ editar ]

Los siguientes instrumentos se comparten en los satélites NPOES que forman la contribución de EE. UU. Al IJPS:

  • AMSU-A1 / AMSU-A2 - Unidades avanzadas de sondeo por microondas
  • HIRS / 4 - Sonda de radiación infrarroja de alta resolución (NB no incluida en MetOp-C)
  • AVHRR / 3 - Radiómetro avanzado de muy alta resolución
  • Argos A-DCS - Sistema avanzado de recopilación de datos
  • SEM-2 - Monitor de entorno espacial
  • SARP-3 - Procesador de búsqueda y rescate (NB no incluido en MetOp-C)
  • SARR - Repetidor de búsqueda y rescate (NB no incluido en MetOp-C)
  • MHS - Sonda de humedad por microondas

Instrumentos específicos de MetOp [ editar ]

Los siguientes instrumentos vuelan exclusivamente en los satélites MetOp:

  • IASI - Interferómetro de sondeo atmosférico infrarrojo
  • GRAS - Receptor del sistema satelital de navegación global para sondeo atmosférico
  • ASCAT - SCATterómetro avanzado
  • GOME-2 - Experimento 2 de monitoreo global del ozono

Antecedentes [ editar ]

MetOp se ha desarrollado como una empresa conjunta entre la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Organización Europea para la Explotación de Satélites Meteorológicos (EUMETSAT). Reconociendo la creciente importancia de la predicción numérica del tiempo (NWP) en el pronóstico del tiempo, MetOp fue diseñado con un conjunto de instrumentos para proporcionar modelos de NWP con una estructura de temperatura y humedad atmosférica global de alta resolución. Los datos de MetOp se utilizan además para la química atmosférica y la provisión de conjuntos de datos a largo plazo para registros climáticos.

Herencia de MetOp [ editar ]

Los satélites MetOp tienen una construcción modular, que comprende un módulo de servicio, un módulo de carga útil y un conjunto de instrumentos.

Un módulo de servicio SPOT heritage proporciona energía (a través de paneles solares y cinco baterías para eclipse), control de actitud y órbita , regulación térmica y seguimiento, telemetría y comando (TT&C). Un módulo de carga útil heredado de Envisat proporciona un comando y control común y buses de alimentación para los instrumentos junto con la adquisición y transmisión de datos científicos.

El conjunto de instrumentos se deriva en gran parte de los precursores volados en los satélites ERS / Envisat del satélite europeo de teledetección de la Agencia Espacial Europea o son unidades completamente recurrentes desarrolladas originalmente para la serie de satélites en órbita polar del satélite de observación infrarroja de televisión (TIROS) de la NOAA .

Adquisición de datos [ editar ]

Llamarada satelital de MetOp-A, mayo de 2019

Con la excepción de Search and Rescue ( SARSAT ), que es una misión puramente local con su propio transmisor dedicado, todos los datos de los instrumentos MetOp son formateados y multiplexados por el módulo de carga útil y almacenados en un registrador de estado sólido para su posterior transmisión a través de una antena de banda X , o transmitida directamente a los usuarios locales a través de una antena de banda L de transmisión de imágenes de alta velocidad (HRPT) .

El jefe principal de Comando y Adquisición de Datos (CDA) está ubicado en la Estación Satélite de Svalbard en Noruega . La alta latitud de esta estación permite que los datos globales almacenados en el registrador de estado sólido de cada satélite sean descargados vía X-Band una vez por órbita. Cada satélite MetOp produce aproximadamente 2 GB de datos brutos por órbita. Además, para mejorar la puntualidad de los productos, uno de los satélites operativos descarga los datos de la parte descendente de la órbita sobre la estación McMurdo en la Antártida . Luego, los datos se transmiten desde las estaciones terrestres hasta la sede de EUMETSAT en Darmstadt , Alemania., donde se procesan, almacenan y difunden a diversas agencias y organizaciones con una latencia de aproximadamente 2 horas sin la estación terrestre McMurdo y 1 hora con Svalbard.

HRPT se utiliza para proporcionar una misión local de lectura directa en tiempo real a través de una red de receptores en tierra proporcionada por organizaciones colaboradoras. Los datos de estas estaciones también se transmiten a EUMETSAT y se redistribuyen para proporcionar un servicio regional con una latencia de aproximadamente 30 minutos. Debido a la sensibilidad a la radiación del hardware HRPT, el MetOp-A HRPT no funciona en las regiones polares o en la anomalía del Atlántico sur .

Mando y control [ editar ]

El comando y control de MetOp se realiza desde la sala de control de EPS en la sede de EUMETSAT en Darmstadt, Alemania. El centro de control está conectado al CDA en Svalbard, que se utiliza para mediciones de rango de banda S y Doppler (para determinación de órbita), adquisición de telemetría doméstica en tiempo real y enlace ascendente de telecomandos. El CDA en Svalbard, ubicado aproximadamente a 78 ° Norte, proporciona cobertura TT&C en cada órbita. Los comandos para las operaciones de rutina generalmente se vinculan a cada contacto CDA, aproximadamente 36 horas antes de la ejecución a bordo. La determinación de la órbita también se puede realizar utilizando datos del instrumento GNSS Receiver for Atmospheric Sounding (GRAS). Un centro de control de respaldo independiente también se encuentra en el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial , cerca deMadrid , España .

Perfil de la misión [ editar ]

Los satélites MetOp y NOAA llevan un conjunto común de instrumentos básicos. Además, MetOp lleva un conjunto de nuevos instrumentos europeos, que miden la temperatura y la humedad atmosféricas con una precisión sin precedentes junto con perfiles de ozono atmosférico y otros gases traza . También se medirán la velocidad y dirección del viento sobre los océanos. Se espera que estos nuevos instrumentos presagien una contribución significativa a la creciente necesidad de datos globales rápidos y precisos para mejorar la predicción numérica del tiempo. Esto, a su vez, conducirá a pronósticos meteorológicos más fiables y, a largo plazo, ayudará a monitorizar los cambios climáticos con mayor precisión.

Además de sus usos meteorológicos, proporcionará imágenes de superficies terrestres y oceánicas, así como equipos de búsqueda y rescate para ayudar a los barcos y aeronaves en peligro. También hay a bordo un sistema de retransmisión de datos que se conecta a boyas y otros dispositivos de recopilación de datos.

Lanzamiento e implementación [ editar ]

Pista terrestre de MetOp-B, septiembre de 2012

Metop-A, el primer satélite meteorológico europeo operativo en órbita polar, fue lanzado con éxito el 19 de octubre de 2006 desde el cosmódromo de Baikonur , Kazajstán , utilizando un vehículo de lanzamiento Soyuz-ST Fregat , después de seis intentos. Con poco más de 4000 kg y 17,6 × 6,5 × 5,2 metros en órbita, MetOp es el segundo satélite de observación de la Tierra más grande de Europa, después del Envisat, que se lanzó en 2002. [4]

La primera señal del satélite se recibió a las 18:35 BST del 20 de octubre de 2006, y se confirmó que el satélite estaba en su órbita nominalmente correcta con el panel solar desplegado. El control del satélite estuvo a cargo del Centro Europeo de Operaciones Espaciales (ESOC - parte de la ESA) que tenía la responsabilidad de lograr el posicionamiento final del satélite, el despliegue de todas las antenas y la reconfiguración final del satélite luego de las maniobras de control de órbita necesarias. El satélite se entregó a las operaciones de EUMETSAT el 22 de octubre de 2006. La primera imagen se recibió a las 08:00 UTC del 25 de octubre de 2006 [5] : una imagen en luz visible de Escandinavia y Europa del Este.- pero hubo un período de seis meses de verificación y calibración del satélite y su carga útil de instrumentos antes de que se declarara operativo. Antes de ese punto, la Oficina Meteorológica recibió datos y comenzó a probarlos y luego los utilizó como entrada para las ejecuciones de predicción meteorológica numérica operativa .

Metop-A se declaró en pleno funcionamiento a mediados de mayo de 2007 y los datos completos de sus 11 instrumentos científicos están a disposición de sus usuarios sobre una base operativa [6].

Metop-B se declaró en pleno funcionamiento y se pronunció para reemplazar a MetOp-A como "el principal satélite meteorológico SSO operativo de EUMETSAT" en abril de 2013. [7]

El lanzamiento de Metop-C estaba previsto para finales de 2016, [8] que se pospuso hasta 2017 [9] y se lanzó con éxito el 7 de noviembre de 2018.

Debido al rendimiento en órbita más prolongado de lo esperado de Metop-A y Metop-B, las tres naves espaciales MetOp se operan simultáneamente y lo seguirán siendo hasta la desorbitación de Metop-A, Metop-B y, finalmente, Metop-C. Estos serán reemplazados en su función operativa por los satélites de segunda generación de Metop.

GOME-2 [ editar ]

Las primeras contribuciones atmosféricas de MetOp-A fueron realizadas por el Experimento de Monitoreo Global del Ozono-2 (GOME-2), un espectrómetro de barrido a bordo del satélite. GOME-2, diseñado por DLR (el Centro Aeroespacial Alemán) y desarrollado por SELEX Galileo como sucesor del GOME de ERS-2 (1995), cubrió la mayoría de las áreas del planeta Tierra midiendo el ozono atmosférico , la distribución de la superficie ultravioleta. radiación, y la cantidad de dióxido de nitrógeno (NO 2 ). [10] Además, la fluorescencia de la clorofila inducida por el sol, un indicador de la producción primaria bruta, se puede observar utilizando el instrumento GOME-2. [11] [12] El instrumento GOME-2 proporciona una segunda fuente de observaciones de ozono que complementa los datos de los instrumentos de ozono SBUV / 2 en los satélites NOAA-18 y NOAA-19 , que son parte del IJPS. [13]

Interferómetro infrarrojo de sondeo atmosférico (IASI) [ editar ]

Uno de los instrumentos más importantes que se llevan a bordo de MetOp es el interferómetro de sondeo atmosférico infrarrojo (IASI), el interferómetro de sondeo infrarrojo más preciso actualmente en órbita. IASI observa la atmósfera en infrarrojos (3,7 - 15,5 µm) en 8461 canales, lo que permite medir la temperatura de la atmósfera dentro de 1 ° C y la humedad relativa dentro del 10% para cada corte de 1 km de altura. La superficie de la Tierra se revisa dos veces al día. IASI por sí mismo produce la mitad de todos los datos de MetOp.

La constelación de MetOp [ editar ]

MetOp-A y MetOp-B se lanzaron respectivamente el 19 de octubre de 2006 y el 17 de septiembre de 2012, [14] desde el cosmódromo de Baikonur , y el MetOp-C se lanzó el 7 de noviembre de 2018 desde el Centro Espacial Guyanais , en el puerto espacial de Kourou , Centro Espacial de Guayana . [15]

Originalmente, se planeó que los satélites MetOp subsiguientes se lanzarán a intervalos de aproximadamente cinco años, cada uno con una vida operativa planificada de 5 años, por lo que solo habría un satélite operativo a la vez. Sin embargo, sobre la base del buen rendimiento de los satélites MetOp-A y MetOp-B, el consejo de EUMETSAT acordó extender el programa EPS hasta al menos 2027. [16] Además, actualmente está previsto que funcione MetOp-A hasta el final de 2021, con extensiones similares para MetOp-B y MetOp-C. A partir de 2016, casi todo el combustible restante a bordo de MetOp-A se presupuesta para las operaciones de eliminación al final de su vida útil necesarias para poner MetOp-A en una órbita que se descompondrá y provocará el reingreso dentro de los 25 años de acuerdo con ISO 24113 Space Debris Directrices de mitigación. [17]La gran mayoría del consumo de combustible durante la fase de operaciones es necesaria para compensar la deriva de la inclinación y mantener una órbita sincrónica con el sol (SSO) con una "Hora solar local media del nodo ascendente" de 09:30 y se estima que el La plataforma puede sobrevivir durante al menos 5 años con una "Hora local del nodo ascendente" (LTAN) a la deriva. [18] Estas operaciones de eliminación al final de su vida útil no fueron inicialmente planificadas, pero se consideran necesarias después de que la colisión Iridium-Cosmos y la prueba antisatélite Fengyun-1C han empeorado significativamente la situación de los desechos espaciales en la órbita terrestre baja (LEO).

Antes del lanzamiento de MetOp-C, MetOp-A y MetOp-B operaban en una órbita coplanar con una separación de aproximadamente media órbita. Con el lanzamiento de MetOp-C, los tres satélites MetOp inicialmente comparten la misma órbita separados por aproximadamente un tercio de una órbita, aunque con MetOp-A a la deriva en LTAN. MetOp-B y MetOp-C High Rate Picture Transmission (HRPT) que transmite datos en tiempo real en zonas geográficas generales activas debido al hardware actualizado, mientras que MetOp-A HRPT continúa desactivado en zonas de radiación de alto riesgo.

Ver también [ editar ]

  • Llamarada de satélite

Referencias [ editar ]

  1. ^ Joo, Sangwon; Eyre, John; Marriott, Richard (octubre de 2013). "El impacto de MetOp y otros datos satelitales dentro del sistema NWP global de Met Office utilizando un método de sensibilidad basado en adjuntos" . Revisión mensual del clima . 141 (10): 3331–3342. doi : 10.1175 / mwr-d-12-00232.1 . ISSN  0027-0644 .
  2. ^ "Sistema polar EUMETSAT - Segunda generación" . EUMETSAT . Consultado el 11 de enero de 2020 .
  3. ^ "MANUAL CEOS EO - ÍNDICE DE INSTRUMENTOS" . CEOS, el Comité de Satélites de Observación de la Tierra.
  4. ^ Página de datos de la ESA
  5. ^ Primera imagen de satélite recibida por la estación receptora de satélites de la Universidad de Dundee
  6. ^ Spaceflight , una publicación de la Sociedad Interplanetaria Británica , Volumen 49, Número 7, julio de 2007, página 245, ISSN 0038-6340.
  7. ^ Comunicado de prensa de EUMETSAT 24 de abril de 2013
  8. ^ http://www.sa satellitetoday.com/publications/st/2010/09/13/eumetsat-awards-metop-c-launch-to-arianespace/
  9. ^ Noticia de EUMETSAT, 24 de abril de 2013
  10. ^ Spaceflight , una publicación de la British Interplanetary Society , volumen 49, número 5, mayo de 2007, página 166.
  11. ^ Carpintero, J .; Guanter, L .; Lindstrot, R .; Voigt, M .; Vasilkov, AP; Middleton, EM; Huemmrich, KF; Yoshida, Y .; Frankenberg, C. (25 de octubre de 2013). "Monitoreo global de la fluorescencia de la clorofila terrestre a partir de mediciones satelitales de infrarrojo cercano de resolución espectral moderada: metodología, simulaciones y aplicación a GOME-2" . Técnicas de medición atmosférica . 6 (10): 2803–2823. doi : 10.5194 / amt-6-2803-2013 .
  12. ^ Koren, Gerbrand; van Schaik, Erik; Araújo, Alessandro C .; Boersma, K. Folkert; Gärtner, Antje; Killaars, Lars; Kooreman, Maurits L .; Kruijt, Bart; van der Laan-Luijkx, Ingrid T .; von Randow, Celso; Smith, Naomi E .; Peters, Wouter (19 de noviembre de 2018). "Reducción generalizada de la fluorescencia inducida por el sol del Amazonas durante El Niño 2015/2016" . Transacciones filosóficas de la Royal Society B: Ciencias biológicas . 373 (1760): 20170408. doi : 10.1098 / rstb.2017.0408 .
  13. ^ "NOAA-N Prime" (PDF) . NP-2008-10-056-GSFC . Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA. 16 de diciembre de 2008. Archivado desde el original (PDF) el 16 de febrero de 2013 . Consultado el 8 de octubre de 2010 .
  14. ^ Evento de lanzamiento de EUMETSAT MetOp-B
  15. ^ "Lanzamiento de Soyuz-ST con satélite europeo desde el puerto espacial de Kourou retrasado hasta el 6 de noviembre" . Interfax. 2 de julio de 2018 . Consultado el 4 de julio de 2018 .
  16. ^ "Informe anual de EUMETSAT 2017" .
  17. ^ "ISO 24113: 2011" . ISO . Consultado el 7 de noviembre de 2018 .
  18. ^ Dyer, Richard; Righetti, Pier Luigi; Vera, Carlos; Vey, Sylvain (25 de mayo de 2018). "Extensión de la misión MetOp-A: sobrevivir en un LTAN a la deriva" . 15ª Conferencia Internacional de Operaciones Espaciales . Reston, Virginia: Instituto Americano de Aeronáutica y Astronáutica. doi : 10.2514 / 6.2018-2439 . ISBN 9781624105623.

Enlaces externos [ editar ]

  • EUMETSAT
  • Agencia Espacial Europea
  • EUMETSAT
  • Comunicado de prensa de Met Office (archivo)