Publicam in acest articol, cea de a doua parte a discutiei noastre despre recent lansatul satelit GPM Core Observatory. Pentru cei care nu au citit prima parte, reamintim ca satelitul GPM Core sau Global Precipitation Measurement a fost lansat vineri seara, 27 februarie, de la baza spatiala Tanegashima.
Alaturi de GPM Core, au mai fost lansati sapte sateliti mai mici: Stars 2, ShindaiSat, TeikoSat 3, KSAT 2, Opusat, Invader si ITF 1.
Asa dupa cum s-a anuntat in comunicatul de presa oficial care a insotit lansarea, constelatia GPM trebuie sa furnizeze date despre:
-intensitatea si variabilitatea precipitatiilor
-structura tri-dimensionala a norilor si sistemelor noroase
-micro-fizica ghetii si particulelor lichide din nori
-cantitatea de apa care cade la suprafata Pamantului
Observatiile realizate din spatiu de sistemul GPM se vor alatura celor realizate cu ajutorul statiilor meteo de la sol si vor ajuta la imbunatatirea modelelor de predictie meteorologica, a modelelor climatice, a modelelor hidrologice si in final vor ajuta la o mai buna predictie a fenomenelor extreme gen uragane, alunecari de sol, inundatii sau secete.
Desi tehnica radar nu este noua (ea a fost folosita inca din anii 40 pentru predictiile meteo), traditional instrumentatia facea parte din statiile meteo de sol. Au trebuit sa treaca aproape 60 de ani (noiembrie 1997) pana cand un instrument folosind aceasta tehnica a fost amplasat in spatiu. Vorbim despre PR-Precipitation Radar de la bordul lui TRMM (Tropical Rainfall Measurement Mission), misiunea comuna JAXA-NASA, care sta azi la baza lui GPM Core Observatory.
Noul satelit duce mai departe aceasta traditie, venind echipat cu doua echipamente stiintifice de ultima generatie:
-DPR – Dual Frequency Precipitation Radar
-GMI – GPM Microwave Imager
Zburand intr-o orbita cu altitudinea de 407 km si inclinatia orbitala de 65 de grade, GPM Core Observatory reuseste sa acopere regiuni cuprinse intre 65 de grade latitudine nordica (in apropierea zonei Arctice) si 65 de grade latitudine sudica (in apropierea zonei Antarctice), adica mult mai complet la nivel global, decat ce reusea TRMM (regiuni tropicale si sub-tropicale cuprinse intre 35 de grade latitudine nordica – la nivelul Marii Mediterane si 35 de grade latitudine sudica – la nivelul Africii de Sud).
DPR a fost proiectat de JAXA si National Institute of Information and Communications Technology of Japan, insa constructia sa a fost contractata companiei NEC Toshiba Space Systems Ltd.
El are doua componente: KuPR (ce cantareste 472 kg, are dimensiunile de 2.5 m x 2.4 m x 0.6 m, un consum de 446 W si o viteza de transmisie a datelor de 109 kbps) si KaPR (ce cantareste 336 kg, are dimensiunile 1.2 m x 1.44 m x 0.7 m, un consum de 344 W si o viteza de transmisie a datelor de 81 kbps).
Ambele componente sunt de fapt doua antene radar de tip APA (active phase array), fiecare incluzand 128 de elemente distincte (transmitator-receptor-comutator de frecventa). Fiecare radar are propriul FCIF (Frequency Converter Intermediate Frequency), dar in acelasi timp impart unitatea centrala de procesare a datelor (System Control Data Processing).
DPR a fost proiectat cu doua componente distincte pentru a putea scana formatiunile noroase pana la altitudinea de 19 km la doua frecvente diferite care sa completeze reciproc setul de date: KaPR poate detecta zapada sau ploaia usoara, in timp ce KuPR detecteaza ploile masive.
Fasciculul emis de KuPR are un unghi de deschidere de 0.7 grade si poate fi baleiat cu +/- 17 grade fata de directia nadir (amprenta la sol este un cerc cu diametrul de 5.2 km), in timp ce KaPR emite un fascicul cu deschiderea 0.7 grade, variabil la un unghi de +/- 8.5 grade (amprenta la sol, la fel, un cerc cu diametrul de 5.2 km).
Variatia unghiului de deschidere a fasciculului se face in pasi discreti – 49 in cazul lui KuPR, rezultand o banda de scanare cu latimea de 245 km si respectiv 24 in cazul lui KaPR, ce se traduce intr-o banda de scanare cu latimea de 120 km.
KuPR foloseste frecventele de 13.597 si 13.603 GHz, fiecare puls avand o durata de 1.67 ms ceea ce inseamna o rezolutie verticala de 250 m.
KaPR foloseste frecventele de 35.547 and 35.553 GHz, iar pulsurile pot dura fie 1.67 ms (rezolutie vertical de 250 m), fie 3.34 ms (rezolutie verticala de 500 m) in functie de modul de operare al instrumentului.
DPR este un echipament ‘inteligent’, el functioneaza in mod autonom, fiind spre exemplu capabil sa isi realizeze propriul diagnostic (gratie functiei ‘analysis and health check’) sau propria calibrare a datelor.
GMI a fost contractat de NASA catre compania americana Ball Aerospace and Technology Corp., din Boulder/Colorado, unul din cei mai cunoscuti furnizori de echipamente spatiale din SUA.
GMI cantareste 166 kg, are dimensiunile de 1.4 m x 1.5 m x 3.5 m si consuma pana la 162 W. Poate transmite pana la 34.9 kbps de date stiintifice si pana la 4 kbps de date de stare pentru instrumentul propriu zis (housekeeping data).
Axa principala a instrumentului are un unghi de incidenta de 52.8 grade cu suprafata Pamantului (48.5 grade fata de directia nadir). Este vorba despre un sistem complex ce include un reflector parabolic (cu diametrul de 1.22 m si o greutate de 12 kg), Instrument Support Structure (ISS), Instrument Bay Structure (IBS), Spin Mechanism Assembly (SMA), electronica RF, Instrument Control Assembly (ICA), un scut protector (sunshade), precum si doua surse de calibrare interna: Cold Sky Reflector si Hot Load.
Reflectorul se roteste la 32 rpm, insa dintr-un ciclu complet doar 140 de grade sunt folosite pentru observatia propriu zisa, in timp ce restul de 220 de grade (cand reflectorul priveste spre satelit), sunt folosite pentru calibrare si transmisie de date. Astfel, aria de scanare rezultata are o latime de 885 km.
GMI foloseste 13 canale, cu frecvente de la 10.65 GHz la 183.31 GHz. Fasciculele emise au unghiuri de deschidere diferite (de la 1.732 grade la 0.361 grade), ce rezulta in amprente la sol diferite (de la 32.1 x 19.4 km la 5.8 x 3.8 km).
Credit NASA/JAXA
GPM Core Observatory - partea 1
http://spacealliance.ro/articles/view.aspx?id=20140301010949