NOAA-13

NOAA-13
NOAA-13
이름NOAA-I
미션형날씨
연산자NOAA
COSPAR1993-050a
새캣22739
임무 기간2년(계획)
12일(시간)
우주선 속성
우주선티로스
버스어드밴스트 TIROS-N
제조사GE 항공우주
발사 질량1,620kg(3,130lb)
건질량740kg(1,540lb)
치수우주선: 3.71m × 1.88m(12.2ft × 6.2ft)
태양열 어레이: 2.37m × 4.91m(7피트 9인치 × 16피트 1인치)
미션의 시작
출시일자1993년 8월 9일, UTC[2] 10:02:00
로켓 아틀라스-E스타-37S-ISS
(아틀라스 S/N 34E)
발사장반덴버그, SLC-3W
계약자콘베어
미션 종료
폐기조기 위성 고장
마지막 연락처1993년 8월 21일
궤도 매개변수
참조 시스템지구 궤도[4]
정권태양-동기 궤도
페리기 고도860km(mix mi)
아포기 고도876km(544mi)
기울기98.90°
기간102.0분

발사 전 NOAA-I로도 알려진 NOAA-13은 미국 해양대기청(NOAA)이 운용하는 미국 기상위성이었다.NOAA-I는 국립해양대기청(NASS)의 국립환경위성시스템(National Environmental Satellite System, NESS)이 운용하는 극궤도 기상위성 시리즈를 계속 가동했다.NOAA-I는 1983년 NOAA-8(NOAA-E) 발사로 시작된 어드밴스트 TIROS-N(ATN) 우주선의 시리즈(5번째)를 이어갔다.NOAA-I는 오후 적도 횡단 궤도에 있었고 NOAA-11(NOAA-H)을 프라임오후(14:00) 우주선으로 대체하기 위한 것이었다.[5]

발사하다

NOAA-13은 1993년 8월 9일 SLC-3W 반덴버그 공군기지에서 아틀라스 E 발사체로 발사되었다.

우주선

NOAA/NESS 극궤도 프로그램의 목표는 기상 예측 및 경고, 해양 및 수문학적 서비스, 우주 환경 모니터링에 사용되는 출력물을 제공하는 것이다.극궤도 시스템은 NOAA/NESS 정지궤도 기상 관측 위성(GOS) 프로그램을 보완한다.NOAA-I Advanced TIros-N 우주선은 국방 기상 위성 프로그램(DMSP) 블록 5D 우주선을 기반으로 하며 TIros-N 우주선의 변형 버전(NOAA-1에서 NOAA-5)이다.우주선 구조는 반응 시스템 지원(RSS) 1°, TIROS-N 설계에서 확장된 장비 지원 모듈(ESM) 2°, 계기 장착 플랫폼(IMP) 3°, 태양열 어레이(SA) 4°의 네 가지 구성 요소로 구성된다.[5]

계기

모든 계측기는 ESM과 IMF에 위치한다.우주선 전력은 태양 전지의 8개 패널로 구성된 단일 태양열 어레이로부터 직접 에너지 전달 시스템에 의해 제공된다.어드밴스드 TIROS-N의 전원 시스템은 기존의 TIROS-N 설계에서 업그레이드되었다.인오빗 자세 결정 및 제어 서브시스템(ADACS)은 피치, 롤링 및 요 업데이트를 위해 ESA(Earth Sensor Assembly)로부터 입력된 3개의 상호 직교 모멘텀 휠에서 토크를 제어하여 3축 포인팅 제어를 제공한다.ADACS는 세 축의 방향이 ± 0.2° 이내, 피치, 롤링 및 요가 0.1° 이내로 유지되도록 우주선 자세를 제어한다.ADACS는 접지 센서 어셈블리(ESA), 선 센서 어셈블리(SA), 4개의 반응 휠 어셈블리(RWA), 2개의 롤/요 코일(RYC), 2개의 피치 토크 코일(PTC), 4개의 자이로, 데이터 처리를 위한 컴퓨터 소프트웨어로 구성된다.[5]

추가 기기를 수용하기 위해 TIROS-N 설계에서 약간만 변경되는 Advanced TIROS-N 데이터 처리 서브시스템은 낮은 데이터 전송 속도 계측기를 위한 TIP(Tiros Information Processor, TIP), 높은 데이터 전송률을 위한 MIRP(Modified Information Rate Processor), 디지털 테이프 레코더(DTR), 크로스 스트랩 U로 구성되어 있다.니트(XSU)The NOAA-13 instrument complement consists of 1° the 5-channel Advanced Very High Resolution Radiometer/2 (AVHRR/2); 2° the TIROS Operational Vertical Sounder (TOVS), which consists of the Stratospheric Sounding Unit (SSU), the Microwave Sounding Unit (MSU) and the High Resolution Infrared Radiation Sounder (HIRS/2); 3° the Solar Backscatter Ultraviolet Radiometer (SBUV/2), which is similar to the SBUV on Nimbus 7 and is only flown on the afternoon orbiters; 4° the Search and Rescue System (SARSAT); 5° the Space Environment Monitor (SEM), which consists of the Total Energy Detector (TED) and the Medium Energy Proton and Electron Detector (MEPED); 6° the French/CNES-provided Argos Data Collection System (DCS), 그리고 해군 연구국 (ONR)이 후원하는 두 개의 실험 센서: 7° 자기권 대기권 대기 X선 영상 실험 (MAXIE) 및 8° 에너지 중이온 구성 실험 (EHIC)[5]

고급 초고해상도 방사선계(AVHR/2)

AVHR/2는 전지구적 주간 및 야간 해수면 온도와 얼음, 눈, 구름에 대한 정보를 제공할 수 있는 5채널 스캐닝 방사선계였다.이러한 데이터는 기상 분석 및 예측에 사용하기 위해 매일 수집되었다.The multispectral radiometer operated in the scanning mode and measured emitted and reflected radiation in the following spectral intervals: channel 1 (visible), 0.55 to 0.90 micrometer (µm); channel 2 (near-IR), 0.725 µm to detector cutoff around 1.100 µm; channel 3 (IR window), 10.5 to 11.5 µm; channel 4 (IR window), 3.55 to 3.93 µm; and channel5, 11.5 ~ 12.5 µm.5개 채널 모두 공간 분해능이 1.1km였고, 2개의 IR창 채널은 300Kelvin에서 열 분해능이 0.12Kelvin이었다.AVHR/2는 스캐너 모듈, 전자 모듈, 복사 냉각기, 광학 시스템 및 베이스 플레이트의 5개 모듈로 구성되었다.스캐너 모듈에는 80극 히스테리시스 동기식 모터 하우징과 스캔 미러 등이 포함됐다.스캔 모터는 크로스 트랙 스캔을 위해 360rpm으로 미러를 계속 회전시켰다.전자 모듈은 데이터 처리, 온도 제어, 원격 측정, 스캔 및 모터 로직을 위한 시스템을 포함했다.복사 냉각기는 네 가지 구성 요소로 구성되었다.그것의 주된 기능은 라디에이터 표면을 그늘지게 하고 히터를 작동시켜 온도 조절을 유지하는 것이었다.광학 시스템은 복사 에너지를 스펙트럼 밴드로 분리하는 20.3cm의 원주 망원경과 2차 광학으로 구성되었다.AVHR/2는 실시간 또는 기록된 모드에서 작동했다.실시간 또는 직접 판독 데이터는 자동 사진 전송(APT)을 통해 낮은 해상도(4km)로, 고해상도 사진 전송(HRPT)을 통해 높은 해상도(1km)로 지상국에 전송되었다.데이터 제품에는 해상도 4km의 '글로벌 영역 커버리지'(GAC) 데이터와 1km 해상도에서 각 궤도의 선택된 부분의 데이터가 포함된 '로컬 영역 커버리지'(LAC) 데이터가 포함됐다.TIROS-N/NOAA 시리즈의 다른 우주선에서 동일한 실험이 비행되었다.[6]

TIROS 작동 수직 경보 발생기(TOVS)

NOAA-13의 TOVS는 고해상도 적외선 경보 발생기 개조 2(HIRS/2) 성층권 경보 발생기(SSU) 마이크로파 경보 발생기(MSU)의 3가지 기기로 구성되었다.세 가지 계측기 모두 표면에서 성층권(약 1mb)에 이르는 대기의 온도 및 습도 프로파일을 계산하는 데 필요한 분산을 결정하도록 설계되었다.[7]

그 HIRS/2 악기는 다음과 같은 분광 시간에:5을 통해 15-micrometer(µm)CO2밴드(15.0, 14.7은 14.5, 14.2, 14.0입니다 µm)채널 1;채널 6및 7, 13.7-과 13.4-µm CO2/H2O 밴드, 8번 채널, 11.1-µm 창 영역, 채널 99.7-µm 오존 밴드 채널 10,11및 12, 6-µm 수증기 밴드(20개 채널을 가지고 있었다.8.3, 7.3, and 6.7 µm); channels 13 and 14, the 4.57-µm and 4.52-µm N2O bands; channels 15 and 16, the 4.46-µm and 4.40-µm CO2/N2O bands; channel 17, the 4.24-µm CO2 band; channels 18 and 19, the 4.0-µm and 3.7-µm window bands; and channel 20, the 0.70-µm visible region.NOAA-I 및 NOAA-J의 경우 채널 10과 17은 각각 12.25와 4.13 µm에서 작동한다.모든 채널의 분해능은 최저 17.4km이다.HIRS/2 계측기는 지표면에서 10 mb까지의 온도 프로파일, 대기 중 세 가지 수준에서 수증기 함량 및 총 오존 함량을 계산하는 데이터를 제공한다.HIRS/2는 스캔 시스템, 광학 시스템, 복사 냉각기와 검출기, 전자 및 데이터 처리, 기계 시스템으로 구성되었다.HIRS/2 스캔 미러를 우주선 시계와 동기화하여 밟았다.거울은 56개의 데이터 지점에서 데이터를 획득하는 1.8° 단계로 진행되었다.광학 시스템은 장파용과 단파 방사용 두 개의 필드 스톱으로 구성되었다.계측기 밴드패스는 각 필드 스톱 뒤의 필터 휠에 위치한 필터로 정의되었다.릴레이 렌즈 시스템은 검출기에 방사선을 집중시켰다.복사 냉각기는 열 채널의 온도 제어를 유지했다.[7]

두 번째 기구인 SSU는 영국이 제공한다.SSU는 고도에서 25~50km의 상층 대기에서 온도 프로파일을 측정했다.샘플링된 광도의 선택적 대역 통과 여과를 달성하기 위해 CO2(100, 35, 10mb)를 함유한 압력 변조 셀 3개를 사용해 cm당 669.99, 669.63, 669.36으로 작동한 3개의 채널을 가지고 있었다.SSU는 서브포인트 트랙에 수직으로 스캔된 10° IFOV의 단일 망원경으로 구성되었다.각 스캔 라인은 8개의 개별 4초 단계로 구성되었다.SSU는 각 단계 동안 3.6초 동안 각 채널의 광도를 통합하는 비냉각 화력 감지기를 사용했다.3개 채널 모두에 8cm 크기의 단일 스캔 미러가 사용됐다.SSU 검출기는 원뿔형 금도금 니켈파이프 끝에 부착된 3글리신 황산염의 플라크였다.파이프의 출구 aperature는 플레이크의 조명 영역을 정의했고, 파이프의 입력 끝은 시야(FOV)를 정의했다.세 대의 탐지기는 공통 블록에 장착되었다.SSU는 8회 스캔마다 HIRS/2와 동기화에서 보정되었다.[7]

세 번째 계측기인 MSU는 50~60GHz 산소 대역(50.31, 53.73, 54.96, 57.95GHz)에서 4개의 채널이 작동하여 약 20km 고도까지 구름 간섭이 없는 수직 온도 프로파일을 얻었다.제트추진연구소(JPL)가 개발한 MSU는 4채널 Dicke 방사선계였으며, 2개의 스캐닝 리플렉터 안테나 시스템, 직교모드 변환기, 4개의 Dicke 수신기, 데이터 프로그래머, 전원 공급기로 구성되었다.안테나는 11단계로 양쪽에서 47.4°를 촬영했다.각 안테나가 수신하는 마이크로파 에너지는 직교형 변환기에 의해 수직 및 수평 양극화 구성 요소로 분리되었고 4개의 신호 각각을 방사선계 채널 중 하나에 공급했다.MSU는 클라우드로 인한 데이터 모호성을 제거하기 위해 HIRS/2와 함께 사용되었다.TIROS-N/NOAA 시리즈의 다른 우주선에서도 동일한 실험이 비행된다.[7]

Argos 데이터 수집 및 위치 시스템(DCS)

NOAA-13의 Argos Data Collection and Location System(DCS)은 전 세계에 분산된 자유 부유 풍선, 해양 부표, 기타 위성 및 고정 지상 기반 센서 플랫폼으로부터 기상 관측의 저주기의 전송을 얻도록 설계되었다.이러한 관측은 우주선이 CDA(명령 및 데이터 획득) 관측소 범위 내에 도달했을 때 우주선 선상에서 조직되어 재전송되었다.자유롭게 움직이는 풍선의 경우, 풍선의 위치를 계산하기 위해 전송된 신호의 도플러 주파수 이동이 관찰되었다.DCS는 지상 플랫폼, 온보드 기기, 처리 센터의 세 가지 요소로 구성되었다.온보드 수신기는 401.65MHz에서 전송된 신호를 얻는다.4개의 처리 채널인 데이터 복구 장치(DRU)가 병렬로 작동했다.각 DRU는 위상 잠금 루프, 비트 싱크로나이저, 도플러 카운터 및 데이터 포맷터로 구성되었다.도플러 주파수 측정 후 센서 데이터는 다른 기기 데이터로 포맷되고 출력 데이터는 우주선 데이터 프로세서와 버퍼 인터페이스로 전송되었다.DCS의 데이터는 NOAA-13의 낮은 비트 전송률 계측기에 포함되었다.데이터는 프랑스 툴루즈에 있는 CNES의 아르고스 데이터 처리 센터에서 처리되었다.DCS는 위치 정확도가 5~8km, 속도 정확도는 1.0~1.6m/s로 예상됐다.이 시스템은 하루에 최대 2000개의 플랫폼에서 데이터를 획득할 수 있는 기능을 가지고 있었다.동일한 실험이 TIROS-N/NOAA 시리즈의 다른 우주선에서 비행된다.[8]

공간 환경 모니터(SEM)

(SEM) 실험은 ITOS 우주선 시리즈로 비행한 태양-프로톤 모니터링 실험(SPM)의 연장선이었다.목표는 상층 대기의 양성자 플럭스, 전자 플럭스 밀도, 에너지 스펙트럼을 측정하는 것이었다.실험 패키지는 두 개의 검출기 시스템과 한 개의 데이터 처리 장치로 구성되었다.두 가지 구성 요소는 총 에너지 검출기(TED)와 중 에너지 양성자 및 전자 검출기(MEPED)이다.중간 에너지 양성자와 전자 검출기(MEPED)는 30 keV에서 60 MeV까지 5가지 에너지 범위에서 양성자를 측정했고, 30, 100, 300 keV 이상의 전자, 6 MeV 이상의 양성자와 전자(분리되지 않음), 16, 36, 80 MeV 이상의 전방향 양성자를 측정했다.MEPED는 4개의 방향, 고체 상태의 검출기 망원경과 전방향 센서로 구성되었다.검출기의 출력은 임계값을 초과하는 이벤트를 감지하고 논리적으로 선택한 신호 분석기에 연결되었다.총 에너지 검출기(TED)는 300 eV에서 20 keV 사이의 양자와 전자의 강도를 측정했다.기기는 곡선 판 분석기와 채널트론 검출기로 구성됐다.4개의 곡판 분석기가 들어오는 양자와 전자를 측정했다.[9]

SARSAT(Search and Rescue Satellite Aided Tracking)

수색 구조 위성 보조 추적 시스템(SARSAT-COSPAS)은 곤경에 처한 선박과 항공기의 수색 및 구조 메시지를 중계하기 위한 국제 통신 시스템이었다.협력 기관으로는 NOAA, 러시아 상선, 캐나다 국방통신부, CNES/프랑스 등이 있다.사스AT 장비는 캐나다와 프랑스가 NOAA POES와 러시아 극지궤도 위성(COSPAS 또는 "고난 선박 검색 시스템")을 통해 비행하도록 제공했다.SARSAT-COSPAS 시스템은 공간 구성 요소와 지면 구성 요소로 구성되었다.The SARSAT system elements were: 1) a space-based receiver, frequency translation repeater (provided by the Department of Communications, Canada) for both existing and experimental Emergency Locator Transmitter (ELT)/Emergency Position Indicating Radio Beacons (EPIRB) bands; 2) a Local User Terminal (LUT) which received the ELT/EPIRB signals and p도플러 데이터를 지구로 전송 플랫폼 위치, 3) 작동 및 실험 ELT 및 EPIRB 시스템, 4) 실험(406MHz) ELT/EPIRB 전송을 위한 공간 기반 수신기 및 프로세서(프랑스 CNES 제공), 5) 임무 제어 센터(Mission Control Center)에서 활동 조정, 글로벌 데이터 처리 및 조정 작업을 수행수색 활동121.5-MHz ELT, 243-MHz EPIRB, 실험용 406-MHz ELT/EPIRB의 데이터를 SAR(Search and Rescue Repeater)에서 수신하여 L-밴드 주파수(1544.5MHz)로 실시간 방송했다.실시간 데이터는 많은 국가(미국, 캐나다, 프랑스, 러시아 포함)에서 운영되는 로컬 사용자 터미널(LUTs)에 의해 모니터링되었다.406-MHz 데이터는 또한 SARP(Search and Rescue Processor)에 의해 처리되었고, 나중에 알래스카와 버지니아의 CDA 스테이션으로 전송하기 위해 우주선에 저장되어 완전한 전지구적 커버리지를 제공한다.조난 신호는 각 국가에 위치한 관제 센터로 전달되어 이후 적절한 구조 조정 센터로 전달되었다.[10]

태양 백스캐터 자외선 방사계(SBUV/2)

SBUV/2는 지구 대기 중 오존의 수직 분포를 제공하도록 설계되었다.계측기 설계는 님버스 7에서 비행한 SBUV/TOMS를 위해 개발된 기술에 기초하였다.SBUV/2 계측기는 12개의 이산형 1.1nm 너비, 252.0~339.8nm 사이의 파장 대역에서 내측 방향으로 11.3° 시야에서 백스캐터된 태양 방사선을 측정했다.일조 강도는 계기 시야에 햇빛을 반사하는 디퓨저를 배치하여 동일한 12파장 대역에서 결정되었다.또한 SBUV/2는 160 nm에서 400 nm까지의 연속 스펙트럼 스캔을 통해 명목상 0.148 nm의 증분으로 일조 강도 또는 대기 광도를 측정했다.SBUV/2에는 380nm의 지구 표면 밝기를 지속적으로 측정하는 구름 커버 방사선계(CCR)라는 또 다른 협대역 필터 광도계 채널이 있었다.CCR 시야는 11.3°의 크기를 가지고 있었다.SBUV/2 계측기는 전자 모듈과 센서/디텍터 모듈의 두 가지 구성 요소로 구성되었다.ESM(Equipment Support Module) 외관에 ESM(Earth Viewing Module)을 장착하고 전자 모듈을 ESM 내부에 배치했다.센서 모듈의 구성품은 스캐닝 이중 단색기, 구름 커버 방사선계, 디퓨저 플레이트, 검출기였다.SBUV/2는 다음과 같은 5가지 모드로 작동된다.12개의 이산 대역에서 장면 광도 및 일조 스펙트럼 조사 강도를 순차적으로 측정한 이산 모드(DM), 160~400nm의 스펙트럼 대역을 연속적으로 측정하는 스위프 모드(SM), 이산 모드와 동일하지만 교정 램프만 스캔한 파장 보정 모드(WCM), 단색광기 정지 모드스펙트럼 스캔 모드를 중단한 (MSM), 모노크롬화기가 미리 정해진 위치에 저장되었던 모노크롬화기 케이징 모드(MCM).[11]

에너지 중이온 구성(EHIC)

NOAA-13을 통해 비행한 EHIC 실험은 0.5~200MeV/뉴클레온의 에너지 범위에서 수소와 니켈 사이의 에너지 입자의 화학적 및 동위원소 구성을 측정했다.이 실험은 지구의 극지방에서 태양 플레어에 의해 생성되는 에너지 입자를 측정했고, 자석에 갇힌 에너지 입자를 측정했다.[12]

자기권 대기 X선 영상 실험(MAXIE)

NOAA-13에서 비행한 MAXIE는 지구 대기에서 전자를 침전시켜 생성된 X선의 강도 및 에너지 스펙트럼을 매핑했다.[13]

미션

NOAA-13은 발사 직후 통신이 두절되고 데이터가 수집되지 않았다.[5]불과 12일 뒤인 1993년 8월 21일 태양열로 인해 위성의 배터리를 충전할 수 없는 누전이 발생했다.이후 조사 결과, 단락은 열을 발산하도록 설계된 알루미늄 판 아래로 너무 멀리 뻗어 전류를 전달하는 라디에이터 판과 부적절한 접촉을 한 나사 때문인 것으로 확인되었다.[14]NOAA-13 위성은 "전체 배터리 방전"을 경험했고 이 배터리 고장으로 인해 작동을 중단했다.[15]

참고 항목

참조

  1. ^ "Satellite: NOAA-13". World Meteorological Organization (WMO). 23 March 2020. Retrieved 2 January 2021.
  2. ^ McDowell, Jonathan. "Launch Log". Jonathan's Space Report. Retrieved 29 December 2020.
  3. ^ "POES Decommissioned Satellites". United States Department of Commerce. NOAA. 29 January 2015. Retrieved 6 July 2018. Public Domain 이 글은 공개 도메인에 있는 이 출처의 텍스트를 통합한다..
  4. ^ "Trajectory: NOAA 13 1993-050A". NASA. 14 May 2020. Retrieved 2 January 2021. Public Domain 이 글은 공개 도메인에 있는 이 출처의 텍스트를 통합한다..
  5. ^ a b c d e "Display: NOAA 13 1993-050A". NASA. 14 May 2020. Retrieved 2 January 2020. Public Domain 이 글은 공개 도메인에 있는 이 출처의 텍스트를 통합한다..
  6. ^ "AVHRR/2 1993-050A". NASA. 14 May 2020. Retrieved 2 January 2021. Public Domain 이 글은 공개 도메인에 있는 이 출처의 텍스트를 통합한다..
  7. ^ a b c d "TOVS 1993-050A". NASA. 14 May 2020. Retrieved 2 January 2021. Public Domain 이 글은 공개 도메인에 있는 이 출처의 텍스트를 통합한다..
  8. ^ "DCS 1993-050A". NASA. 14 May 2020. Retrieved 2 January 2021. Public Domain 이 글은 공개 도메인에 있는 이 출처의 텍스트를 통합한다..
  9. ^ "SEM 1993-050A". NASA. 14 May 2020. Retrieved 2 January 2021. Public Domain 이 글은 공개 도메인에 있는 이 출처의 텍스트를 통합한다..
  10. ^ "SARSAT 1993-050A". NASA. 14 May 2020. Retrieved 2 January 2021. Public Domain 이 글은 공개 도메인에 있는 이 출처의 텍스트를 통합한다..
  11. ^ "SBUV/2 1993-050A". NASA. 14 May 2020. Retrieved 2 January 2021. Public Domain 이 글은 공개 도메인에 있는 이 출처의 텍스트를 통합한다..
  12. ^ "EHIC 1993-050A". NASA. 14 May 2020. Retrieved 2 January 2021. Public Domain 이 글은 공개 도메인에 있는 이 출처의 텍스트를 통합한다..
  13. ^ "MAXIE 1993-050A". NASA. 14 May 2020. Retrieved 2 January 2021. Public Domain 이 글은 공개 도메인에 있는 이 출처의 텍스트를 통합한다..
  14. ^ https://www.nasa.gov/home/hqnews/1994/94-157.txt Public Domain 이 글은 공개 도메인에 있는 이 출처의 텍스트를 통합한다..
  15. ^ "NOAA Weather Satellite Breaks up in Orbit". 27 November 2015.

외부 링크