ICESat-2
Impresión artística del satélite ICESat-2 en órbita.
| Organización | NASA Goddard |
|---|---|
| Constructor | Ciencias Orbitales |
| Programa | Sistema de observación de la tierra (EOS) |
| Campo | Medición de hielo en los polos |
| Estado | Operacional |
| Lanzamiento |
15 de septiembre de 2018 a las 15:02:45 UT |
| Lanzacohetes | Delta II 7320-10C |
| Duración | 3 años (misión principal) |
| Identificador de COSPAR | 2018-070A |
| Sitio | [1] |
| Misa en el lanzamiento | 1,514 kilogramos |
|---|---|
| Plataforma | LEOStar-3 |
| Ergols | Hidracina |
| Masa propulsora | 158 kilogramos |
| Control de actitud | Estabilizado en 3 ejes |
| Fuente de energía | Paneles solares |
| Energia electrica | 3.800 vatios |
| Orbita | Polar |
|---|---|
| Altitud | 500 kilometros |
| Período | 90.0 minutos |
| Inclinación | 92,0 ° |
| ATLAS | Altímetro láser mejorado |
|---|
ICESat-2 ( satélite de elevación de hielo, nubes y tierra ) es una misión espacial del programa de observación de la Tierra de la NASA que se pone en órbita en15 de septiembre de 2018por la última copia del lanzador Delta II . Este satélite de observación de la Tierra de la agencia espacial estadounidense toma el relevo de ICESat cuya misión finaliza enoctubre de 2009y debe, como este último, brindar información detallada sobre el derretimiento de los glaciares a nivel de los polos y el aumento del nivel del mar. Esta misión forma parte de estudios sobre cambio climático . El altímetro láser a bordo del satélite debería permitir medir con gran precisión las variaciones del nivel del hielo marino, los glaciares y el nivel del mar. El satélite, que circula en órbita polar ( inclinación orbital de 92,0 °) a una altitud de 496 km, debe funcionar durante al menos 3 años.
Contexto
ICESat-2 toma el relevo de la misión ICESat de la NASA que tiene el mismo objetivo y que finaliza en 2009. Después de esta fecha una campaña de medición aerotransportada, Operación IceBridge, continúa las medidas para tener una serie de datos pendiente del lanzamiento de ICESat-2.
ICESat-2 es parte del programa del Sistema de Observación de la Tierra, que reúne una colección de la NASA satélites responsables de la recogida de datos durante largos períodos de tiempo en la superficie de la Tierra, la biosfera , la atmósfera de la Tierra y el de la Tierra océanos . ICESat-2 es uno de los proyectos prioritarios incluidos en el plan decenal de la NASA por la comunidad científica de ciencias de la tierra emitido en 2007. De manera más particular, cumple con el objetivo establecido en el plan estratégico de ciencias de la tierra de 2011 NASA: Advancing the Ciencia del modelado del sistema terrestre para abordar los desafíos del cambio climático y ambiental. El proyecto entró en la fase de diseño a finales de 2009. El coste de la misión se estima en US $ 559 millones de . El desarrollo del satélite está confiado a Orbital Sciences (Northrop Grumman), mientras que la realización del único instrumento a bordo, el altímetro láser ATLAS, es construido por el centro de vuelos espaciales Goddard . La dirección del proyecto está encomendada por la NASA al centro de vuelos espaciales Goddard al igual que las demás misiones de observación de la Tierra. Las dificultades encontradas en el desarrollo del instrumento resultan en un exceso de presupuesto de aproximadamente $ 200 millones. El costo final de la misión es de $ 1.036 mil millones, incluidos $ 249 millones para el lanzamiento y $ 49,3 millones para las operaciones en vuelo.
Objetivos científicos
Los principales objetivos de la misión, cuya duración inicial es de 3 años, son:
- Cuantificar las contribuciones de los casquetes polares a los cambios actuales y recientes del nivel del mar y los vínculos con las condiciones climáticas.
- Cuantificar las firmas regionales de los cambios que afectan a los casquetes polares para determinar los procesos que conducen a estos cambios y mejorar los modelos predictivos de estos fenómenos.
- Estime el espesor del hielo marino para estudiar los intercambios de energía, masa y humedad entre el hielo, el océano y la atmósfera.
- Medir el espesor de la cubierta vegetal para poder estimar la biomasa a gran escala y las modificaciones que afectan a esta biomasa.
Características técnicas
ICESat-2 es un satélite estabilizado de 3 ejes con una masa de 1514 kg que utiliza una plataforma LEOStar-3. El satélite está diseñado para funcionar durante al menos 3 años (con un objetivo de 5 años) y lleva suficientes propulsores para garantizar su funcionamiento durante 7 años. Utiliza motores de cohetes propulsores líquidos que queman hidracina . Cuatro motores de cohete tienen un empuje de 22 Newtons y 8 motores tienen un empuje de 4.5 Newtons. El tanque de propulsor tiene una capacidad de 158 kg. La precisión de puntería es de 13,3 segundos de arco . La memoria masiva tiene una capacidad de 580 gigabits . La transferencia de datos a la Tierra se realiza en banda X con una velocidad de 220 megabits / segundo. Los paneles solares desplegados en órbita proporcionan 3800 vatios.
Instrumentación
El único instrumento ICESat-2 es un altímetro láser de tipo espacial ATLAS ( Advanced Topographic Laser Altimeter System ) que asume el papel del instrumento GLAS instalado en ICESat . Las características del instrumento son probadas por la NASA con el instrumento MABEL ( Multiple Altimeter Beam Experimental Lidar ) instalado a bordo de una aeronave. ATLAS puede detectar un cambio anual en el espesor del hielo marino de 0,4 cm. Puede detectar la acumulación o por el contrario la ablación de un espesor de hielo de 10 cm con una resolución espacial de 25 x 25 km. El instrumento incluye un láser de luz verde que emite un flujo luminoso pulsado con una frecuencia de 10 kHz (10,000 latidos por segundo en comparación con 40 para el instrumento GLAS de ICESat). El flujo de fotones se separa en 6 haces compuestos por 3 pares, los dos haces de cada par golpean el suelo a 100 metros de distancia para identificar una posible pendiente.
Se toma una medida de distancia cada 50 cm en la pista de tierra . Con cada pulso se emiten veinte billones de fotones , pero el telescopio de 80 centímetros de diámetro del satélite recoge solo una docena de fotones reflejados desde la superficie. Para asegurar que el eje del telescopio esté correctamente alineado con el eje del rayo láser, el satélite analiza parte del rayo emitido en el momento de su emisión y un mecanismo corrige ligeramente la orientación del láser si es necesario. Los fotones reflejados son recogidos por el espejo primario del telescopio de berilio (un material a la vez ligero y con las propiedades ópticas necesarias). Se devuelven al espejo secundario y luego se enfocan en seis fibras ópticas (una por haz emitido). Los fotones atraviesan una serie de filtros ópticos que solo dejan pasar aquellos cuya longitud de onda corresponde a la del láser. Este procesamiento permite, en particular, filtrar los fotones del Sol reflejados por la Tierra . Un cronómetro activado por la emisión del rayo láser se detiene cuando el fotón llega al detector. El tiempo transcurrido permite medir la distancia recorrida y deducir de ella la altura de la superficie con suficiente precisión, teniendo en cuenta la posición del satélite determinada utilizando en particular receptores GPS .
Realización de la misión
ICESat-2 se coloca en órbita en 15 de septiembre de 2018por un lanzador Delta II 7320-10C que despega del complejo de lanzamiento SLC-2W en la plataforma de lanzamiento de Vandenberg en California . El lanzador también coloca en órbita cuatro nanosatélites tipo CubeSat, por lo que este es el último vuelo: ELFIN, un 3U + CubeSat de UCLA que estudia el viento solar , ELFIN-STAR también de UCLA, que mide el entorno radiativo de la Tierra, DAVE, un 1U CubeSat de CalPoly que probará un sistema de amortiguación de microgravedad y SurfSat, un CubeSat de 2U de la Universidad de Florida Central que mide la fluctuación de las cargas eléctricas en la superficie de un satélite en órbita.
La campaña aérea planeada para la primavera de 2019 por la NASA para detener las mediciones se vio al menos interrumpida debido al cierre de las actividades gubernamentales en los Estados Unidos y en 2013, una ruptura presupuestaria de 16 días ya se redujo a 9 días, lo que podría haber sido una campaña de 6 semanas. Esto puede ser una fuente de sesgos y errores en las mediciones tomadas a partir de datos satelitales .
Notas y referencias
- (en) " Science " en ICESat-2 , Space Goddard Flight Center (consultado el 31 de julio de 2018 )
- (en) Dan Leone, " GAO detalla problemas con el sensor ICESat-2 " en SpaceNews ,16 de abril de 2014
- (in) " Evaluaciones de proyectos principales de la NASA " , GAO,Mayo de 2018
- (in) NASA, The ICESat-2 Mission: Level-1 Requirements and Mission Success Criteria , NASA,2013, 15 p. ( leer en línea ) , pág. 5-6
- (en) " ICESat-2 " en EO Portal de la Agencia Espacial Europea (consultado el 30 de de julio de 2018 )
- (en) " Space Lasers " en ICESat-2 , NASA (consultado el 31 de julio de 2018 )
- (en) Stephen Clark, " Libro cerrado del lanzamiento temprano en la mañana sobre el legado de Delta 2 que abarca casi 30 años " en spaceflightnow.com ,15 de septiembre de 2018
- Paul Voosen (2019) El cierre pone en peligro la campaña de medición de hielo de una década de la NASA ; Ene. 18, 2019