심우주기후전망대

Deep Space Climate Observatory
심우주기후전망대
DSCOVR spacecraft model.png
아티스트의 DSCOVR 위성 렌더링
이름DSCOVR
트리아나
고어사트
미션형우주 날씨
연산자NASA / NOAA
COSPAR2015-007a
새캣40390
웹사이트www.nesdis.noaa.gov/dscovr
임무 기간5년(계획)
7년, 1개월, 6일(강제)
우주선 속성
버스SMEX-Lite
제조사고다드 우주 비행 센터
발사 질량570kg(1,570lb)
치수미배포: 1.4 × 1.8 m (4 ft 7 in × 5 ft 11 in)
힘600와트
미션의 시작
출시일자2015년 2월 11일 23:03:42 UTC
로켓팰컨 9 v1.1
발사장케이프 커내버럴, SLC-40
계약자스페이스X
입력서비스2015년 6월 8일
궤도 매개변수
참조 시스템태양중심 궤도[1]
정권태양-지구 래그랑주점 L1
DSCOVR Logo (transparent bg).png
DSCOVR 로고
스페이스 웨더 프로그램

딥 스페이스 기후 전망대(DSCOVR, 이전에는 트리애나로, 비공식적으로는 고어사트로[3] 알려져 있음)는 미국 해양대기청(NOAA) 우주 기상, 우주 기후, 지구 관측 위성이다.스페이스X가 2015년 2월 11일 케이프 커내버럴에서 팰컨 9 v1.1 발사체를 타고 발사했다.[4]이것은 NOAA의 첫 운용 심층 우주 위성으로 태양 자석 폭풍이 일어날 때 지구에 경고하는 1차 시스템이 되었다.[5]

DSCOVR은 원래 태양-지구 L1 라그랑주 지점에 위치한 지구 관측 우주선으로 제안되어, 기후 변화를 연구할 수 있는 과학적인 도구뿐만 아니라 인터넷을 통해 행성의 태양빛 옆면을 실시간으로 촬영한 영상을 제공하였다.미국의 정치적 변화는 그 임무를 취소하는 결과를 낳았고, 2001년에 그 우주선은 창고에 보관되었다.

임무의 지지자들은 복직을 계속 추진하였고, 2009년 대통령 행정의 변경으로 DSCOVR이 창고에서 꺼내어 재정비되었고, 그 임무는 태양 관측과 관상질량 유출에 대한 조기 경고에 다시 집중되면서 지구 관측과 기후 감시 기능을 제공하게 되었다.2015년 2월 11일 스페이스X Falcon 9 발사체를 타고 발사했고, 2015년 6월 8일 L에1 도달했다.

NOAA는 메릴랜드주 스위트랜드에 있는 위성 및 제품 운영 시설에서 DSCOVR을 운영하고 있다.정확한 기상 예보를 가능하게 하는 획득된 우주 데이터는 콜로라도 주 볼더에 있는 우주 기상 예측 센터에서 수행된다.아카이브 기록은 국립환경정보센터가 보유하고 있으며, 지구 센서 데이터의 처리는 NASA가 수행하고 있다.[1]

역사

심해 우주기후관측소(DSCOVR)

DSCOVR은 1998년 당시 앨 고어 부통령이 지구로부터 1.5×10^6km(0.93×10^6mi) 떨어진 태양-지구 Lagrange1 지점에서 지구 전체를 관측할 목적으로 제안한 제안으로 시작됐다.[3][6]원래 트리아나로 알려진 이 우주선의 원래 목적은 콜럼버스 승무원 중 최초로 아메리카 대륙에서 육지를 본 로드리고 데 트리아나의 이름을 따서 명명되었는데, 이 우주선의 원래 목적은 지구 전체를 거의 연속적으로 볼 수 있게 하고 인터넷을 통해 그 생생한 이미지를 이용할 수 있게 하는 것이었다.고어는 이러한 이미지로 과학을 발전시킬 뿐만 아니라 아폴로 17호가 찍은 영향력 있는 블루마블 사진을 업데이트하면서 지구 자체에 대한 경각심을 높이기를 바랐다.[7]영상 카메라 외에도, 방사선계는 지구 전체에서 반사되고 방출되는 햇빛의 양을 직접 측정한다.이 데이터는 지구 온난화 과정의 바로미터가 될 수 있다.과학적인 목표는 지구에 도달하는 태양 에너지의 양을 측정하고, 구름 패턴, 기상 시스템을 측정하고, 지구의 식물의 건강 상태를 관찰하고, 오존층을 통해 표면에 도달하는 자외선의 양을 추적하기 위해 확장되었다.

1999년 NASA 감사관은 "트리애나 임무의 기본 개념은 동료 검토가 되지 않았다"고 보고했으며, "트리아나의 추가 과학은 NASA의 제한된 과학 자금 중 최고의 지출을 나타내지 않을 수도 있다"[8]고 말했다.미 의회 의원들은 국립과학원에 이 프로젝트가 가치가 있는지 물었다.2000년 3월에 발표된 그 결과 보고서는 그 임무가 "강력하고 과학적으로 중요한 것"이라고 말했다.[9]

부시 행정부는 2001년 1월 조지 W 부시 대통령 취임 직후 이 프로젝트를 보류했다.[6]트리아나는 STS-107 (2003년 불운한 콜롬비아 임무)에서 원래 발사 기회에서 제외되었다.[3]미화 1억 5천만 달러짜리 우주선은 2001년 11월 고다드 우주비행센터의 질소 덮개 저장소에 넣어졌고 부시 행정부 기간 동안 그곳에 머물렀다.[10]NASA는 이 프로젝트에 대한 지지를 되찾기 위해 2003년에 우주선의 이름을 딥 스페이스 기후전망대(DSCOVR)로 바꾸었으나 2005년에 NASA에 의해 공식적으로 임무가 종료되었다.[3][11]

2008년 11월 국립해양대기청(NOAA)과 미 공군의 자금 지원을 받아 이 우주선은 저장고에서 제거되었고 발사 가능 여부를 결정하기 위한 테스트를 받았다.[12][13]2009년 오바마 행정부가 대통령에 취임한 후, 그 해 예산에는 우주선의 개조와 준비로 표시된 미화 900만 달러가 포함되었고,[14] 그 결과 NASA는 EPIC 악기를 새로 고치고 NISTAR 악기를 다시 보정하게 되었다.[15]앨 고어는 DSCOVR 탑재량에 대한 논쟁을 되살리기 위한 시도로 그의 책 "우리 선택"(2009)의 일부를 사용했다.이 책은 바바라 미컬스키 상원의원과 빌 넬슨 상원의원의 우주선 발사를 위한 입법 노력에 대해 언급하고 있다.[16]오바마 행정부는 2011년 2월 노후화된 첨단합성탐사선(ACE) 우주선을 대체하기 위한 태양광 관측소로 DSCOVR 우주선을 재추진하기 위한 자금 확보를 시도했고, 이를 위해 2012년 재정 예산 4730만 달러를 요청했다.[11]이 자금 중 일부는 해군 연구 연구소(NRL)가 우주선에 대한 관상질량 방출 이미저를 제작할 수 있도록 하는 것이었지만, 필요한 시간이 DSCOVR의 발사를 지연시켰을 것이고 결국 포함되지 않았다.[1][11]NOAA는 재정비 노력을 개시하기 위해 2011년 예산에 미화 200만 달러를 할당했고, 2012년에는 기금 지원을 미화 2980만 달러로 늘렸다.[3]

공군은 2012년 1억3450만 달러를 할당해 발사차량 조달과 발사작전 자금 등을 지원했는데, 이 두 가지 모두 팰컨9 로켓으로 스페이스X에 수여됐다.[3][17]NASA는 2013년 9월 DSCOVR에 2015년 2월 11일 최종 발사된 초기 발사를 목표로 한 이행 단계를 진행하도록 허가했다.[18][12]NASA의 고다드 우주 비행 센터는 이 임무에 관리 및 시스템 엔지니어링을 제공하고 있다.

2017년 다큐멘터리 '불편한 속편: 진실 투 파워, 앨 고어는 DSCOVR 우주선의 역사와 기후변화와의 관계에 대해 말한다.[19]

우주선

DSCOVR 다이어그램

DSCOVR은 SMEX-Lite 우주선 버스에 구축되며 발사 중량은 약 570kg(1,260lb)이다.주요 과학 기기 세트는 태양 관측 플라즈마 자기계(PlasMag)와 지구 관측 NIST 첨단 방사선계(NISTAR) 및 지구 다색질 이미지 카메라(EPSIC)이다.DSCOVR에는 두 개의 전개식 태양열 어레이인 추진 모듈, 붐 및 안테나가 있다.[20]

DSCOVR은 그것의 유리한 지점에서 가변적인 태양풍 조건을 모니터링하고, 코로나 질량 배출에 접근하는 조기 경보를 제공하며, 오존, 에어로졸, 먼지와 화산재, 구름 높이, 식물 덮개 및 기후의 변화를 포함한 지구의 현상을 관찰한다.태양-지구 L1 위치에서는 태양과 지구의 일광면을 연속적으로 볼 수 있다.우주선이 현장에 도착하여 운용 단계에 들어간 후, NASA는 EPIC 기기의 웹사이트를 통해 지구의 거의 실시간 이미지를 공개하기 시작했다.[21]DSCOVR은 약 2시간마다 전체 지구 사진을 찍으며 다른 지구 관측 위성보다 빠르게 처리할 수 있다.[22]

이 우주선은 6개월 동안 태양-지구 라그랑주점 L1을 중심으로 후광 궤도를 돌고 있으며, 우주선-지구-태양의 각도는 4°에서 15°[23][24]까지 다양하다.

계기

플라스마그

플라즈마-마그넷미터(PlasMag)는 우주 기상 예보를 위해 태양 바람을 측정한다.기존 위성 시스템과 지상 인프라에 피해를 줄 수 있는 태양광 활동의 조기 경보 감지를 제공할 수 있는 능력을 갖췄다.태양 입자가 지구보다 약 1시간 전에 L에1 도달하기 때문에 플라스마그(PlasMag)는 관상질량 방출(CME)이 도착하기 15~60분 전에 경고를 제공할 수 있다.'태양풍 전자, 양성자, 알파 입자(헬리움 핵)의 자기장과 속도 분포 기능'을 측정해 이를 수행할 수 있는 능력을 갖췄다.[25]세 가지 기구를 가지고 있다.[25]

EPIC

NASA가 2015년 7월 6일 공개한 첫 번째 EPIC 이미지는 아메리카 대륙을 중심으로 147만5207km(916만651mi) 떨어진 곳에서 온전한 태양빛 지구를 보여준다.[26][27]

지구 다색화영상카메라(EPIC)는 자외선부터 근적외선까지 10개의 채널로 다양한 지구과학 모니터링을 위해 지구의 일광욕을 촬영한다.오존과 에어로졸 수치는 구름 역학, 땅의 특성, 식생과 함께 모니터링된다.[28]

EPIC의 조리개 직경은 30.5cm(12.0인치), 초점비는 9.38, 시야는 0.61°, 각 샘플링 분해능은 1.07 아크초이다.지구의 겉보기 직경은 0.45° ~ 0.53° 전폭이다.10개의 협대역 채널 각각(317, 325, 340, 388, 443, 552, 680, 688, 764, 779nm)의 노출 시간은 약 40ms이다.카메라는 2048 × 2048 픽셀 이미지를 생산하지만 다운로드 가능한 영상 수를 시간당 10개로 늘리기 위해 해상도를 기내에서 평균 1024 × 1024로 한다.최종 해상도는 25km/픽셀(16mi/픽셀)이다.[28]

NISTAR

NISTAR(National Institute of Standards and Technology Advanced Radiometer, NISTAR)는 콜로라도 주 볼더에 있는 가이테스부르크와 볼에어로스페이스 앤드 테크놀로지스에 있는 NIST에 의해 1999년부터 2001년 사이에 설계되고 건설되었다.NISTAR은 지구의 일광 표면의 방사조도를 측정한다.이것은 NISTAR이 지구의 대기가 우주를 향해 방사하는 것보다 더 많은 혹은 더 적은 양의 태양 에너지를 흡수하고 있는지를 측정한다는 것을 의미한다.이 데이터는 자연적, 인간적 활동으로 인한 지구의 방사선 예산의 변화를 연구하기 위해 사용된다.[29]

과학자들은 NISTAR 데이터를 사용하여 인류가 지구의 대기에 미치는 영향을 판단하고 방사선 예산의 균형을 맞추기 위해 필요한 변화를 할 수 있다.[30]방사선계는 다음 4개 채널로 측정한다.

  • 자외선 내 총 방사선의 경우 0.2~100µm 범위에서 가시성 및 적외선
  • 자외선에 반사된 태양 방사선의 경우 0.2~4µm 범위에서 가시성 및 근적외선 발생
  • 0.7–4µm 범위에서 적외선의 반사 태양 복사용
  • 0.3–1 µm 범위의 교정용

발사하다

DSCOVR 발사는 발사업체 스페이스X가 팰컨 9 v1.1 로켓을 이용해 진행했다.DSCOVR의 발사는 두 번의 스크러빙 발사에 이어 2015년 2월 11일에 이루어졌다.DSCOVR이 플로리다주 케이프 커내버럴 공군기지(CCAFS)를 출발한 지 110일 만에 지구로부터 1.5×10^6km(0.93×10^6mi) 떨어진 선 어스 L1 라그랑주 지점에 도착하는 데 성공했다.[31][32]

실행 시도 기록

시도하다 계획된 결과 돌아서 이유 결정점 날씨 고(%) 메모들
1 2015년 2월 8일 오후 11시 10분 스크럽베드 — 기술 (T02:40:00) >90 범위 문제: 추적,[33] 1단계 비디오 송신기 문제 기록
2 2015년 2월 10일 오후 11시 4분 49초 스크럽베드 1일 23시간 55분 날씨 80 7600m(2만4900ft)에서 발사대의 상층풍이 100노트(190km/h; 120mph)를 넘어섰다.
3 2015년 2월 11일 오후 11시 3분 42초 성공 0일 23시간 59분 >90

발사 후 비행시험

주요 기사: SpaceX 재사용 발사 시스템 개발 프로그램

스페이스X는 대기권을 통해 1단계를 다시 가져와 연장된 1단계를 90m×50m(300ft×160ft)의 부유식 착륙 플랫폼에 착륙시키는 시험비행을 계획했다.[34][35]

이전의 시험과 비교했을 때, DSCOVR의 1단 복귀는 특히 DSCOVR의 지구-Sun L1 발사 궤적의 깊은 공간 특성 때문에 대기권 재진입에서 훨씬 더 어려웠다.스페이스X가 팰컨9 발사체 1단계 회수를 시도한 것은 이번이 두 번째다.[31]스페이스X는 팰컨 9 비행 14의 재진입 조건에 대해 감속력 하중이 2배, 로켓 발열이 4배 증가할 것으로 예상했다.[36]발사 전 드론 선박은 해면 상태여서 바지선이 착륙할 수 없었다.따라서 상륙 플랫폼 시도는 취소되었고, 1단은 대신 물 위로 연착륙했다.이는 비행시험의 모든 초기 단계에 대한 반환 가능한 1단계 시험 데이터의 수집을 계속했으며 고속, 고부하 대기권 진입에 따른 무대 생존에 관한 데이터를 추가했다.[37]

2단계처분

DSCOVR을 방출하고 L1을 능가하는 것으로 추정되는 팰컨 9의 2단계 발사체는 시간이 지남에 따라 태양 중심 궤도로 변질되었을 것이다.[38][39]2022년에는 원래 다른 우주 파편 조각으로 잘못 식별되었고 달과 충돌하는 과정에 있었던 것으로 생각되었지만,[40] 지금은 충돌하는 물체가 실제로 창어 5-T1 임무의 일부일 수 있다는 증거가 있다.[41][42]아리조나 대학의 독립적인 스펙트럼 분석은 이 물체의 중국어 기원을 뒷받침한다.[43]

작전

심층기후전망대 궤적 애니메이션
비스듬한 보기
태양에서 본 바와 같이:
심우주기후전망대 · 지구 · 달

2015년 7월 6일, DSCOVR은 EPIC 계측기에 의해 빼앗긴 1,475,207 km(916,651 mi) 떨어진 곳에서 지구 전체 일광욕을 처음으로 공개하였다.EPIC는 지구 전체의 일별 변화를 처음으로 연구할 수 있는 지구 이미지를 매일 제공한다.만들어진 지 12시간에서 36시간 만에 볼 수 있는 이 영상은 2015년 9월부터 전용 웹페이지에 게재됐다.[26]

DSCOVR을 L1 라그랑주 지점에 배치하여 태양으로부터 입자의 일정한 흐름(태양풍)이 지구에 도달하기 약 60분 전에 L1에 도달하기 때문에 태양을 감시했다.DSCOVR은 보통 관상질량 방출(CME)에서 발생하는 입자와 자기장이 지구에 도달하여 지자기폭풍을 일으키기 전에 15분에서 60분 사이의 경고를 제공할 수 있다.DSCOVR 데이터는 또한 지자기 폭풍의 충격 위치 예측을 개선하여 예방 조치를 취할 수 있도록 할 것이다.지동기궤도에 있는 위성 등 전자기술은 L1의 DSCOVR 등 감시위성의 경고 없이 계획되지 않은 교란 위험이 있다.[44]

2015년 7월 16-17일, DSCOVR은 달이 지구 횡단에 관여하는 것을 보여주는 일련의 사진을 찍었다.사진은 UTC 19:50과 00:45 사이에 촬영되었다.애니메이션은 각 프레임마다 30초 간격으로 서로 다른 컬러 필터로 촬영한 단색 이미지로 구성돼 완성된 프레임마다 달 표면이 약간씩 휘어지게 했다.태양-지구 L1에서의 위치 때문에, DSCOVR은 달이 항상 밝게 비춰지고 지구 앞을 지날 때 항상 먼 쪽을 보게 될 것이다.[45]

2015년 10월 19일, NASA는 지구의 EPIC가 찍은 거의 살아있는 "블루 마블" 이미지를 호스팅하기 위한 새로운 웹사이트를 열었다.[21]매일 12개의 이미지가 2시간마다 공개되며, 지구가 자전하면서 지구를 보여준다.[46]영상의 해상도는 픽셀당 10~15km(6~9mi/pixel)이며, 짧은 노출 시간은 별빛 포인트를 보이지 않게 한다.[46]

2019년 6월 27일, 우주선 자세제어 시스템의 일부인 미니어처 관성측정장치(MIMU)의 레이저 자이로스코프에 이상이 생겨 DSCOVR이 안전모드에 들어갔다.[47]운영자들은 각속도 정보에는 별 추적기만을 사용하여 DSCOVR이 레이저 자이로스코프 없이 작동할 수 있는 소프트웨어 패치를 프로그래밍했다.[48]DSCOVR은 2020년 3월 2일 세이프 홀드에서 나와 정상 운항을 재개했다.[49]

애니메이션

지구를 도는 달, 2015년 7월 16일.달 저편은 카메라를 향한다.
지구는 2015년 9월 25일, 268번째 운영일에 23.4° 기울기(계절의 원인)로 묘사되었다.
지구의 자전은 북반구가 태양 쪽으로 기울어진 채 6월 29일 몇 주 전인 2016년 5월 29일이다.
우주에서 보면 2016년 3월 9일 일식 때 달의 그림자가 지구를 가로지르는 어두운 점으로 나타난다.

참고 항목

참조

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외부 링크

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