ЕКА запустила первую миссию по исследованию Земли - спутник GOCE

Новость ЕКА,
17 марта 2009 года

Сегодня днем с помощью ракеты-носителя Рокот с космодрома Плесецк, на низкую орбиту Земли был выведен спутник миссии по исследованию гравитационного поля и океанских течений (GOCE), разработанный Европейским Космическим Агенством.

Этот запуск открывает новую главу в европейской истории исследований Земли. GOCE – первый из нового семейства спутников ЕКА, разработанных для изучения нашей планеты и ее окружения с целью расширить наше понимание процессов системы «Земля» и ее эволюции, чтобы продолжить работать по проблемам глобальных климатических изменений. В частности, GOCE измерит вариации гравитационного поля Земли с точностью до минуты по всему земному шару.

Русская ракета-носитель Рокот, переделанная из баллистической ракеты, стартовала в 15:21 по среднеевропейскому времени (14:21 по Гринвичу) и полетела на направлению на север, в Арктику. 90 минут спустя, после совершения одного оборота по орбите и отстрела верхней ступени Бриз-КМ, космический аппарат массой 1052 кг был благополучно выведен на круговую полярную орбиту высотой 280 км с наклонением 96.7º к земному экватору. Запуск обеспечивался Российско-немецкой компанией Еврокот со штаб-квартирой в Бремене, Германия.

Контакт с аппаратом GOCE был установлен станцией слежения ЕКА в Кируне, Швеция спустя некоторое время после вывода на орбиту. Спутник управляется командами ЕКА из центра управления в Дармштадте, Германия.

"GOCE – первый научный спутник ЕКА для наблюдений Земли со времени космического аппарата Энвисат (Envisat) в 2002 году. Размер изменился, но суть осталась та же – с помощью наилучших технологий и научных разработок предоставить ученому сообществу и жителям Европы и всего мира максимальную информацию," - говорит Жан-Жак Дордейн (Jean-Jacques Dordain), Директор ЕКА.

GOCE был выбран в 1999 году как первая центральная миссия по исследованию Земли под эгидой программы ЕКА Живая планета. Спутник был разработан командами координируемыми Тейлз Аления Спейс (Thales Alenia Space) в Турине, Италия. Платформа предоставлена EADS Astrium Space в Фридрихштадте, Германия. Тейлз Аления Спейс в Каннах, Франция, разработали и интегрировали главный инструмент со сверхчувствительными датчиками компании Онера(Onera), Франция. Всего в изготовлении спутника были задействованы 45 европейских компаний.

В течение 24 месяцев GOCE будет собирать трехмерные данные о гравитации всего земного шара. Необработанные данные будут обрабатываться на Земле, чтобы построить наиболее точную карту земного гравитационного поля для уточнения формы геоида – действительной формы нашей планеты. Точное знание геоида, который может считаться поверхностью идеального глобального океана в состоянии покоя, будет играть очень важную роль в дальнейшем изучении нашей планеты, ее океанов и атмосферы. Оно также будет служить как сравнительная модель для измерений и моделирования изменений уровня мирового океана, его течений и динамики полярных шапок.

Уникальная полезная нагрузка на борту уникального космического аппарата

Главный инструмент полезной нагрузки – это электростатический гравитационный градиометр, включающий 6 высокочувствительных акселерометров, смонтированных в парах вдоль трех перпендикулярных осей на сверхстабильной углеродной основе. Спутник будет измерять не только гравитацию саму по себе, но и также крошечные ее отклонения между двумя акселерометрами, расположенными на расстоянии в 50 сантиметров.

Данные, собираемые GOCE с точностью 1-2 сантиметра по высоте геоида и 1 мГал в определении аномалий гравитационного поля (горы, например, обычно вызывают локальные гравитационные вариации от 10 до 100 мГал). Пространственное разрешение будет улучшено от сотен и тысяч километров предыдущих миссий до 100 километров у GOCE.

GOCE разработан для поддержания высокой стабильности операционной среды градиометра, чтобы обеспечить его максимальную производительность, несмотря на низкую орбиту и влияние атмосферы, что приводит к небольшому, но существенному торможению космического аппарата. По этой причине дизайн аппарата выполнен в виде 5-метровой заостренной стрелы.

Спутник также включает два маломощных ксеноновых ионных двигателя - один главный, один резервный, каждый можностью от 1 до 20 милли-Ньютона тяги, чтобы компенсировать атмосферное торможение, определяемое акселерометрами на оси скорости.

Конструкция и дизайн космического аппарата не содержат каких-либо движущихся или разворачивающихся частей для ограничения термических циклических эффектов и позволяет отфильтровывать все возможные помехи с помощью ультра-стабильных материалов.

Одна миссия - много пользы

В течение следующих 6 недель команды ЕКА и его промышленных партнеров будут проверять и готовить GOCE. Космический аппарат затем будет переведен на операционную орбиту на высоте 263 км и его полезная нагрузка будет готовиться и калиброваться еще 6 недель. Старт операций назначен на лето 2009 года.

Все области науки о Земле выиграют от такого высокоточного картографирования гравитационного поля Земли.

Для геодезии оно даст универсальную модель для измерения высот, ликвидируя несоответствия в высотных системах для различных масс, стран и континентов, что позволит улучшить точность исследований изменения уровня мирового океана и пересмотреть более чем двухсотлетнюю историю записей уровней моря по всему земному шару.

Для океанографии лучшее знание гравитационного поля уменьшит имеющиеся неопределенности в области нагрева и преобразования массы океана, что приведет к значительному улучшению моделей прогноза океанских течений и климата. GOCE также улучшит наши знания коренных пород Гренландии и Антарктики. Точная карта геоида позволит лучше определить орбиту для спутников, следящих за изменениями ледяного щита и, тем самым, увеличить точность их измерений.

Для геофизики сочетание результатов GOCE с данными о магнетизме, топографии и сейсмологии поможет создать подробные трехмерные карты распределения отклонений в коре и верхней мантии Земли, что позволит улучшить моделирование бассейнов осадочных пород, рифов, тектонических движений и вертикальные изменение земли/моря, расширяя наше понимание процессов, несущих ответственность за природные катаклизмы.

Один исследовательский аппарат наверху, ждем другие

"Этот запуск стал началом нового поколения исследовательских спутников Земли в Европе,” – говорит Фолкер Либиг (Volker Liebig), Директор программ по наблюдению Земли в ЕКА. “Первый из нового поколения малых научных спутников прокладывает дорогу для других миссий по исследованию Земли. Ученые с нетерпением ждут данные от этих миссий. У нас ожидаются еще 4 старта в течение следующих двух лет, что означает очень напряженное время."

GOCE – первая из исследовательских миссий под эгидой программы Живая Планета, начатой в 1999 году, чтобы стимулировать изучение земной атмосферы, биосферы, гидросферы, криосферы и внутренних слоев, их взаимодействию и влиянию деятельности человечества на эти природные процессы. В разработке находятся еще две миссии посвященные проблемам, волнующим общественность - ADM-Aeolus атмосферной динамики(2011), и EarthCARE для исследований баланса излучений Земли (2013). В подготовке находятся также еще 3 меньших миссии: Cryosat 2 для измерения толщины ледяного покрова (2009), SMOS для исследований влажности грунта и солености океана (2009) и Swarm для исследования эволюции магнитного поля (2011).

P.S. Если вы не видите анимаций сверху, попробуйте скачать Flash-плагин для вашего браузера отсюда.

Автор публикации - Franco Bonacina, ЕКА