상층 대기 연구 위성

Upper Atmosphere Research Satellite
상층 대기 연구 위성
UARS 1.jpg
미션 타입지구 관측
교환입니다.NASA
COSPAR ID1991-063B Edit this at Wikidata
새캣21701
웹 사이트http://umpgal.gsfc.nasa.gov/
미션 기간14년 3개월
우주선 속성
버스멀티미션 모듈식 우주선
제조원마르틴 마리에타
발사 질량6,540 kg (14,140파운드)
건조 질량5,900 kg (13,000파운드)
힘1600.0 와트
임무 개시
발매일1991년 9월 12일 23:11:04(1991-09-12)UTC23:11:04Z) UTC
로켓우주왕복선 검출 STS-48
발사장소케네디 LC-39A
청부업자NASA
임무 종료
처리.폐지되었다
비활성화됨2005년 12월 15일(2005-12-16)
붕괴일자2011년 9월 24일
궤도 파라미터
레퍼런스 시스템지구 중심
정권로우 어스
반장축6,953.0km(4,320.4mi)
편심0.0003645
근지 고도574.0km(356.7mi)
아포기 고도575.0km(357.3mi)
기울기56.97999954223633°
기간95.9분
에폭1991년 9월 14일 20:00 UTC[1]
인스트루먼트
클리어
ISAMS
MLS
할로우
HRDI
윈도
서심
정지
PEM
ACRIM II

상부 대기 연구 위성(UARS)은 나사가 운영하는 궤도 관측소로, 그 임무는 지구의 대기, 특히 오존층을 연구하는 것이었다.이 5,900kg(13,000파운드) 위성은 1991년 9월 15일 STS-48 임무 중에 우주왕복선 디스커버리호에서 배치되었다.그것은 600 킬로미터(370 mi)의 작동 고도에서 57도의 궤도 경사로 지구 궤도에 진입했다.

원래 임무 기간은 3년에 불과했지만, 여러 번 연장되었다.위성이 발사된 지 14년이 지난 2005년 6월, 자금 삭감으로 마침내 임무가 종료되었을 때, 그 10개의 기구 중 6개는 여전히 작동할 [2]수 있었다.2005년 12월 초 인공위성을 궤도 이탈에 대비하기 위해 최종 궤도 하강 연소가 수행되었다.2010년 10월 26일, 국제우주정거장은 [3]UARS와의 연계에 대응하여 파편 회피 작전을 수행했다.

해체된 위성은 2011년 9월 24일 지구 대기권에 재진입했다.상당한 언론의 관심이 행사를 둘러싸고 있었는데, 이는 주로 인공위성의 상당 부분이 지상에 도달하여 잠재적으로 사람이 사는 지역이 위험에 처할 수 있다는 NASA의 예측 때문이었다.그러나 이 위성은 결국 태평양의 [4]외딴 지역에 충돌했다.

인스트루먼트

화학 연구

극저온 림 어레이 에탈론 분광계(CLAES)

CLAES 계측기의 컷어웨이 뷰.

CLAES는 질소와 염소 화합물, 오존, 수증기 및 메탄의 농도와 분포를 측정하는 분광계였다.이 플랫폼은 최초로 오존층 염화합물의 [5]지구 지도를 만들었다.각 [6]기체의 고유 적외선 신호를 측정해 대기 중 기체의 양을 추론해낸 것이다.

대기 중 미량 가스의 상대적으로 약한 신호를 배경 방사선과 구별하기 위해 CLAES는 높은 분해능과 감도를 가져야 했다.이를 위해 이 기기는 망원경과 적외선 분광계를 결합했다.계측기의 열이 판독값을 방해하지 않도록 전체 계측기를 저온 냉각했습니다.저온 시스템은 -257°C(-430°F)의 고체 네온 내부 탱크와 -150°C(-238°F)의 고체 이산화탄소 외부 탱크로 구성되었습니다.네온과 이산화탄소가 증발하면서, 그들은 계획된 19개월 [6]동안 기기를 시원하게 유지했습니다.최종 저온원은 1993년 5월 5일 계측기에서 증발했고 계측기가 예열되면서 내용연수가 종료되었습니다.

이 기구는 UARS 플랫폼에서 옆을 바라보면서 성층권과 하부 중간권을 통해 볼 수 있게 했다.CLAES는 성층권에서 중요한 오존층 가스의 수직 분포와 일, 계절, 위도 및 경도에 따른 변화를 보여주는 19개월 글로벌 데이터베이스를 작성했다.

개선된 성층권 및 중간권 경보 발생기(ISAMS)

ISAMS 컷어웨이뷰

ISAMS는 우주선 양쪽에 있는 지구의 사지(UARS에서 보이는 수평선)에서 나오는 열 방출을 측정하는 적외선 방사선계이다.높은 스펙트럼 분해능을 얻기 위해 압력 변조 기법을 사용하고 높은 검출기 민감도를 달성하기 위해 혁신적인 스털링 사이클 냉각기를 사용했다.ISAMS는 CO(배수 2), CO2, CH4, NO2, NO2 및2 HO의 6가지 가스에 대해 7개의 가스 셀을 사용합니다.또한2 CO 세포는 오존(O3), 질산(HNO3), 오산화수소(NO25)[7]를 측정할 수 있습니다.

ISAMS의 구체적인 목표는 다음과 같다. (i) 대류권계면에서 중간권계면에 이르는 압력의 함수로서의 대기 온도 측정을 정확성과 공간 분해능이 뛰어나며, 따라서 지역의 구조와 역학을 연구하기 위해 (ii) 중간atmo의 수증기 분포와 변동성을 조사한다.(iii) 질소산화물의 전지구적 분포를 측정하고 성층권 오존층의 오존 양을 제어하는 촉매 주기에서의 그 기원과 역할을 조사하기 위해 구(球)를 사용한다.또한 중간 대기에서 화산 에어로졸과 극지방 성층권 구름을 광범위하게 관측했다.이 계측기는 1991년 9월부터 1992년 [8]7월까지 작동했습니다.

마이크로파 사지 경보 발생기(MLS)

주요 기사:마이크로파 사지 경보 발생기
UARS 우주선에 설치하기 전의 MLS 기기.

MLS는 대기 가스, 온도, 압력 및 구름 얼음의 수직 프로파일을 생성하기 위해 지구의 사지에서 자연적으로 발생하는 극초단파 열 방출을 감지했다.MLS는 UARS의 [9]궤도 각도에서 90°로 보입니다.

열 방사선은 3 미러 안테나 시스템을 통해 계측기로 들어갑니다.안테나는 65.5초마다 대기의 사지를 통해 수직면을 기계적으로 스캔합니다.스캔은 표면에서 최대 90km(55마일)까지의 높이 범위를 커버합니다.계측기에 진입하면 안테나로부터의 신호가 다른 방사계에 의해 처리되도록 3개의 신호로 분리됩니다.63GHz 방사선계는 온도와 압력을 측정합니다.183GHz 방사계는 수증기와 오존을 측정합니다.205GHz 방사계는 ClO, 오존, 이산화황, 질산, [9]수증기를 측정한다.

2005년 6월까지만 해도 63GHz와 205GHz 방사계는 계속 가동됐지만 183GHz 방사계는 19개월 만에 고장났다.

할로겐 엄폐 실험(HALOE)

HALOE 계측기의 다이어그램입니다.

HALOE는 오존(O), 염화수소3(HCl), 불화수소(HF), 메탄(CH4), 수증기(HO2), 일산화질소(NO), 이산화질소(NO2), 온도, 에어로졸 소멸, 에어로졸 조성 및 크기 대 대기압의 동시 수직 프로파일을 측정하기 위해 태양 엄폐를 사용합니다.측정은 지구 [10]사지의 1.6km(0.99mi) 폭의 시야에 걸쳐 8개의 다른 파장의 적외선으로 이루어집니다.

엄폐 중에 태양을 추적하여 대기의 수직 스캔을 얻었다.이 스캔은 대기 중의 가스에 의해 흡수되는 태양 에너지의 양을 측정할 것이다.

스캐닝을 지원하기 위해 기기는 2축 짐벌의 광학 장치와 고정 전자 장치 두 부분으로 구성되어 있습니다.광학 장치는 가스 감지기뿐만 아니라 태양 에너지를 모으는 망원경을 포함하고 있다.전자 장치는 계측기의 데이터, 모터 제어 및 전원을 처리합니다.

다이내믹스

고해상도 도플러 이미저(HRDI)

HRDI 기기의 다이어그램입니다.

HRDI는 지구 사지 위 분자산소의 방출과 흡수선을 관찰하고, 수평풍을 측정하기 위해 선의 도플러 편이를 사용하고, 온도와 대기의 [11]구성에 대한 정보를 얻기 위해 선의 모양과 강도를 사용한다.

이 기기는 망원경과 간섭계 두 부분으로 구성되어 있으며 광학 벤치와 서포트 전자 장치로 구성되어 있습니다.

망원경은 시야에 걸친 도플러 이동 변화가 결과를 왜곡시키는 것을 막기 위해 좁은 시야를 사용했다.망원경으로부터의 입력은 광케이블을 통해 프로세서에 공급됩니다.

HRDI는 1991년 11월부터 2005년 [11]4월까지 과학 작업을 수행했다.

풍상 간섭계(WINDI)

WINDII 계측기의 다이어그램입니다.

WINDII 계측기는 공기와 오로라에서 바람, 온도, 배출 속도를 측정했다.이 장비는 우주선의 움직임 각도에서 45도와 135도 떨어진 두 개의 다른 각도에서 지구의 사지를 바라보았다.이를 통해 계측기는 이전 [12]판독치로부터 몇 분 이내에 두 각도에서 동일한 하늘 영역을 판독할 수 있었습니다.

기기는 CCD 카메라에 공급되는 간섭계로 구성됩니다.두 개의 망원경(45도와 135도)은 각각 1미터 길이의 배플 튜브를 가지고 있어 낮 동안 유광을 감소시킨다.망원경의 입력은 CCD에 나란히 배치되어 두 보기가 동시에 촬영됩니다.

에너지 입력

태양 자외선 분광 조사도 모니터(SUSIM)

SUSIM 계측기의 다이어그램입니다.

SUSIM은 태양으로부터의 자외선(UV) 방출을 측정했다.관측은 진공과 대기를 통한 태양의 엄폐를 통해 이루어진다.이를 통해 지구에 도달하는 자외선의 양과 상층 [13]대기에 흡수되는 양을 비교할 수 있었다.

UV의 에너지 때문에 기기 열화가 큰 문제입니다.이 문제를 해결하기 위해 기기에는 두 개의 동일한 분광기가 포함되어 있습니다.하나는 UARS 궤도의 낮 부분 동안 거의 지속적으로 사용되었습니다.두 번째는 첫 번째의 민감도를 검증하기 위해 자주 사용되지 않았다.

태양 항성 조사도 비교 실험(SOL데이)

태양 항성 조사도 비교 실험은 태양 방사선을 측정하기 위해 고안되었다.이 계측기는 내부 참조등을 기준으로 보정하는 대신 이론적으로 매우 안정적인 방출을 우주선의 작동 수명 순서로 갖는 밝은 파란색 별을 정기적으로 측정했습니다.계측기의 입력 슬릿은 목표 밝기의 큰 차이를 수용할 수 있도록 태양 또는 항성 모드에 맞게 구성할 수 있었다.별 외에도, HATY는 태양계의 달과 다른 물체들을 포함한 기회의 목표물들을 가끔씩 측정했다.

활성 공동 방사선 조도 모니터 II(ACRIM2)

UARS/ACRIM2 Total Solar Radiance 모니터링 장치 사진.

그 UARS 위성에 그 ACRIM2 악기는 총 일조 강도(TSI), 전체 태양 복사 에너지 지구에 도달하며 기후 변화 데이터베이스 1980년 솔라 맥시멈 미션에 ACRIM1 실험으로(SMM)[14]그 ACRIM1 실험의 결과는 TSI에 본질적인 변화에 대한 첫번째 발견을 제공하기 시작 계속해서 측정했다. 그리고.태양 자기 활동 [15]현상에 대한 그들의 관계ACRIM 실험에서는 TSI 변화가 2분간의 관측 간격에서 지금까지 [16]TSI 기록의 수십 년 길이에 이르는 거의 모든 시간 척도에서 발생한다는 것이 확인되었다.TSI와 시간 경과에 따른 변화에 대한 정확한 지식은 기후 변화를 이해하는 데 필수적이다.최근의 연구 결과에 따르면 산업 시대 동안 지구 온난화에 대해 지구 순환 모델(GCM)[17]이 이전에 예측한 것보다 인스트린시 TSI 변화가 훨씬 더 큰(최대 50%) 역할을 했다.자연적 및 인위적 강제력의 상대적인 기후변화 기여도를 이해하는 데 있어 사회학적, 경제적 의미가 깊기 때문에 기후 변화 연구의 중요한 구성요소인 TSI 데이터베이스가 가까운 미래에 신중하게 유지되어야 한다.UARS/ACRIM2 실험은 장기적인 TSI 데이터베이스를 제공하는 데 중요한 부분이었다.

2010년 6월 16일 네덜란드에서 촬영한 UARS의 밝은 패스.

임무 종료 및 재진입

궤도 하강 연소

UARS는 2005년 12월 14일에 해체되었다.마지막 근지점 하강 화상은 궤도를 518km x 381km로 낮췄다.그 뒤를 이어 [18]인공위성 시스템이 수동적으로 움직였다.

2010년 10월 26일, 국제우주정거장은 [3]UARS와의 연계에 대응하여 파편 회피 작전을 수행했다.

재진입

2011년 9월 7일, NASA는 UARS의 통제되지 않은 재진입이 임박했다고 발표했으며,[19] 대중들에게 약간의 잠재적 위험이 있다고 언급했다.2011년 9월 23일까지 UARS의 궤도는 175 x 185 km(109 x 115 mi)[clarification needed]로 떨어졌다.26개의 파편이 재진입하여 지표면에 충돌할 것으로 예상되었으며, 그 중 가장 큰 파편은 추정 질량이 158.30 kg (348.99 lb)이며, 아마도 초당 44 미터 (140 ft/s)(98 mph; 160 km/[20]h)의 속도로 지표면에 도달했을 것이다.더 작은 조각들은 최대 초속 107미터(350피트/초)의 속도로 표면에 충돌할 것으로 예상되었다.[21]

2011년 9월 24일 07:46 UTC에 NASA는 UARS 웹사이트에 "캘리포니아 반덴버그 공군 기지의 합동 우주 작전 센터는 위성이 태평양 상공의 대기를 관통했다고 말했다"고 최신 성명을 발표했다.정확한 재진입 시간과 장소는 처음에 [22][23]언급되지 않았다.NASA 존슨 우주 센터의 수석 궤도 잔해 과학자인 니콜라스 존슨은 "우리는 잔해장이 어디에 있을지 모른다..."라고 말했다.혹시 모르니까.[24]그러나, 합동 우주 작전 센터는 나중에 재진입이 9월 24일 04:00 UTC에 이루어졌다고 발표했다.14°06µS 170°06µW / 14.1°S 170.1°W / -14.1; -170.1, 아메리칸사모아의 바로 아래 범위.NASA에 따르면, 위성의 잔해장은 일반적으로 이 위치의 [4]북동쪽인 300마일에서 800마일 (480마일과 1300km) 떨어진 지점까지 확장될 것이라고 한다.

레퍼런스

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추가 정보

외부 링크

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