ICESat-2 - ICESat-2
 Künstlerische Darstellung von ICESat-2 im Orbit
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| Missionsart | Fernerkundung | ||||
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| Operator | NASA | ||||
| COSPAR ID | 2018-070A | ||||
| SATCAT Nr. | 43613 | ||||
| Webseite | icesat-2 |
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| Missionsdauer | Geplant: 3 Jahre Verstrichen: 2 Jahre, 8 Monate, 6 Tage |
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| Eigenschaften von Raumfahrzeugen | |||||
| Bus | LEOStar-3 | ||||
| Hersteller | Orbitalwissenschaften / Orbital ATK | ||||
| Masse starten | 1,514 kg | ||||
| Nutzlastmasse | 298 kg | ||||
| Maße | Beim Start: 2,5 × 1,9 × 3,8 m (8,2 × 6,2 × 12,5 ft) | ||||
| Leistung | 1200 W. | ||||
| Beginn der Mission | |||||
| Erscheinungsdatum | 15. September 2018, 13:02 UTC | ||||
| Rakete | Delta II 7420-10C | ||||
| Startplatz | Vandenberg SLC-2W | ||||
| Auftragnehmer | United Launch Alliance | ||||
| Orbitalparameter | |||||
| Referenzsystem | Geozentrisch | ||||
| Regime | Niedrige Erde | ||||
| Semi-Major-Achse | 6.859,07 km | ||||
| Exzentrizität | 0,0002684 | ||||
| Perigäum Höhe | 479,10 km | ||||
| Apogee Höhe | 482,78 km | ||||
| Neigung | 92.0002 ° | ||||
| Zeitraum | 94,22 Minuten | ||||
| Geschwindigkeit | 6,9 km / s | ||||
| Epoche | 8. März 2019, 15:04:15 UTC | ||||
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ICESat-2 ( Eis, Wolke, und Land Elevation Satellite 2 ), einen Teil der NASA ‚s Earth Observing Systems , ist eine Satelliten - Mission zur Messung der Eisdecke Höhe und Eisdicke sowie Land Topographie , Vegetation Eigenschaften und Wolken. ICESat-2, eine Fortsetzung der ICESat- Mission, wurde am 15. September 2018 von der Vandenberg Air Force Base in Kalifornien in eine nahezu kreisförmige, nahezu polare Umlaufbahn mit einer Höhe von ungefähr 496 km gestartet . Es ist für einen Betrieb von drei Jahren ausgelegt und trägt sieben Jahre lang genug Treibmittel. Der Satellit umkreist die Erde mit einer Geschwindigkeit von 6,9 Kilometern pro Sekunde.
Die ICESat-2 Mission soll Höhendaten benötigt , um zu bestimmen , Eisdecke Massenbilanz sowie Vegetations Vordach Informationen. Zusätzlich zur polar-spezifischen Abdeckung werden Topografiemessungen von Städten, Seen und Stauseen, Ozeanen und Landoberflächen rund um den Globus bereitgestellt. ICESat-2 kann auch Meeresbodentopografien bis zu 30 m unter der Oberfläche in klar bewässerten Küstengebieten erfassen. Da die großen Veränderungen der polaren Eisdecke bei der globalen Erwärmung nicht quantifiziert werden, besteht eines der Hauptziele von ICESat-2 darin, die Änderung der Höhe der Eisdecke durch sein Lasersystem und Lidar zu messen, um den Einfluss der schmelzenden Eisdecke im Meer zu quantifizieren -Erhöhung. Darüber hinaus ermöglicht die hohe Genauigkeit mehrerer Impulse die Erfassung von Messungen der Höhe des Meereises , um dessen Änderungsrate während der Zeit zu analysieren.
Das ICESat-2-Raumschiff wurde von Northrop Grumman Innovation Systems in Gilbert, Arizona, gebaut und getestet , während das Bordinstrument ATLAS vom Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland , gebaut und verwaltet wurde . Das ATLAS-Instrument wurde vom Zentrum entworfen und gebaut, und der Bus wurde von Orbital Sciences (später Orbital ATK ) gebaut und in das Instrument integriert . Der Satellit wurde mit einer Delta II- Rakete gestartet, die von der United Launch Alliance bereitgestellt wurde . Dies war der letzte Start der Delta II-Rakete.
Satelliteninstrumente
Das einzige Instrument auf ICESat-2 ist das Advanced Topographic Laser Altimeter System (ATLAS), ein weltraumgestütztes Lidar . Es wurde im Goddard Space Flight Center mit den von Fibertek bereitgestellten Lasererzeugungs- und -erkennungssystemen entworfen und gebaut. ATLAS misst die Laufzeit von Laserphotonen vom Satelliten zur Erde und zurück; Computerprogramme verwenden die Laufzeit mehrerer Impulse, um die Höhe zu bestimmen.
ATLAS sendet sichtbare Laserpulse bei einer Wellenlänge von 532 nm aus. Während der ICESat-2-Umlaufbahnen erzeugt ATLAS sechs Strahlen, die in drei Paaren angeordnet sind, um die Neigung der Oberfläche besser zu bestimmen und eine größere Bodenbedeckung bereitzustellen. Sein Vorgänger ICESat hatte nur einen Laserstrahl. Die größere Anzahl von Lasern ermöglicht eine verbesserte Abdeckung der Erdoberfläche. Jedes Strahlpaar ist über die Strahlspur 3,3 km (2,1 mi) voneinander entfernt, und jeder Strahl in einem Paar ist entlang der Strahlspur durch 2,5 km (1,6 mi) voneinander getrennt. Das Laserarray wird 2 Grad von der Bodenspur des Satelliten gedreht, so dass eine Strahlpaarspur etwa 90 m (300 ft) voneinander entfernt ist. Die Laserpulsfrequenz in Kombination mit der Satellitengeschwindigkeit führt dazu, dass ATLAS alle 70 cm (28 in) eine Höhenmessung entlang des Bodenpfades des Satelliten durchführt.
Der Laser feuert mit einer Geschwindigkeit von 10 kHz. Jeder Impuls sendet ungefähr 200 Billionen Photonen aus, von denen fast alle zerstreut oder abgelenkt werden, wenn der Impuls zur Erdoberfläche wandert und zum Satelliten zurückprallt. Etwa ein Dutzend Photonen von jedem Impuls kehren zum Instrument zurück und werden mit einem 79 cm (2,6 ft) großen Berylliumteleskop gesammelt . Beryllium hat eine hohe spezifische Festigkeit und behält seine Form über einen großen Temperaturbereich. Das Teleskop sammelt Photonen mit einer Wellenlänge von 532 nm und filtert so irrelevantes Licht in der Atmosphäre heraus. Computerprogramme identifizieren ferner 532-nm-Photonen im Datensatz, nur reflektierte Photonen des Lasers werden zur Analyse aufbewahrt.
Ein bemerkenswertes Merkmal von ATLAS ist, dass die Ingenieure es dem Satelliten ermöglichten, zu steuern, wie er im Weltraum positioniert ist. Dies ist relevant, da ATLAS die Entfernung von sich selbst zum Boden aufzeichnet. Wenn seine Position ausgeschaltet ist, ist die für die Erdhöhe aufgezeichnete Messung ausgeschaltet auch. Die Ingenieure konstruierten auch das Laserreferenzsystem, das bestätigt, dass der Laser entsprechend dem Teleskop eingestellt ist. Wenn entweder das Teleskop oder der Laser ausgeschaltet ist, kann der Satellit seine eigenen Anpassungen entsprechend vornehmen.
Das Distributed Active Archive Center des Nationalen Schnee- und Eisdatenzentrums verwaltet die wissenschaftlichen Daten von ICESat-2.
Missionswissenschaft
ICESat-2 hat vier wissenschaftliche Ziele:
- Quantifizierung der Beiträge der polaren Eisdecke zur aktuellen und jüngsten Änderung des Meeresspiegels und der Zusammenhänge mit den Klimabedingungen;
- Quantifizierung der regionalen Signaturen von Eisschildänderungen, um die Mechanismen zu bewerten, die diese Änderungen antreiben, und um prädiktive Eisschildmodelle zu verbessern; Dies beinhaltet die Quantifizierung der regionalen Entwicklung von Eisschildveränderungen, z. B. wie sich Änderungen an den Termini des Auslassgletschers nach innen ausbreiten.
- Schätzen Sie die Meereisdicke, um den Austausch von Energie, Masse und Feuchtigkeit zwischen Eis, Ozean und Atmosphäre zu untersuchen.
- Messen Sie die Höhe des Vegetationsdaches als Grundlage für die Abschätzung der großflächigen Biomasse und der Veränderung der Biomasse. Für diese Mission sind die Daten der Höhen des Vegetationsdaches mithilfe des Mehrstrahlsystems und der Mikropuls-Lidar-Technologie (Photonenzählung) im Advanced Topographic Laser Altimeter System (ATLAS) sehr genau.
Darüber hinaus wird ICESat-2 Messungen von Wolken und Aerosolen, der Höhe von Ozeanen, Binnengewässern wie Stauseen und Seen, Städten und Bodenbewegungen nach Ereignissen wie Erdbeben oder Erdrutschen durchführen.
Projektentwicklung
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ICESat-2 ist eine Fortsetzung der ursprünglichen ICESat-Mission, die 2010 außer Dienst gestellt wurde. Als das Projekt 2010 in seine erste Phase eintrat, sollte es bereits 2015 startbereit sein. Im Dezember 2012 berichtete die NASA dies Sie erwarteten den Start des Projekts im Jahr 2016. In den folgenden Jahren verzögerten technische Probleme mit dem einzigen Bordinstrument der Mission, ATLAS, die Mission weiter und drängten den erwarteten Start von Ende 2016 auf Mai 2017. Im Juli 2014 legte die NASA einen Bericht vor an den Kongress, in dem die Gründe für die Verzögerung und eine geplante Budgetüberschreitung aufgeführt sind, wie dies gesetzlich für NASA-Projekte vorgeschrieben ist, die mindestens 15% über dem Budget ausgeben. Um die Budgetüberschreitung zu finanzieren, leitete die NASA Mittel von anderen geplanten Satellitenmissionen wie dem Satelliten Plankton, Aerosol, Cloud, Ocean Ecosystem (PACE) ab.
Der Start von ICESat-2 erfolgte am 15. September 2018 um 15:02 UTC vom Startplatzkomplex 2 der Vandenberg Air Force Base Space an Bord einer Delta II 7420-10C. Um ein gewisses Maß an Datenkontinuität zwischen der Stilllegung von ICESat und dem Start von ICESat-2 aufrechtzuerhalten, verwendete die NASA- Flugoperation IceBridge eine Vielzahl von Flugzeugen, um die Polartopographie zu erfassen und die Eisdicke mithilfe von Reihen von Laserhöhenmessern, Radargeräten und anderen Systemen zu messen.
Anwendungen
Das Anwendungsprogramm von ICESat-2 wurde entwickelt, um Personen und Organisationen einzubeziehen, die die Daten vor dem Start des Satelliten verwenden möchten. Dieses aus einem Pool von Bewerbern ausgewählte Science Definition Team vertritt Experten aus einer Vielzahl wissenschaftlicher Bereiche, darunter Hydrologie, Atmosphärenwissenschaften, Ozeanographie und Vegetationswissenschaften. Frühe Anwender des Programms, darunter Eiswissenschaftler, Ökologen und die Marine, arbeiten mit dem ICESat-2-Anwendungsteam zusammen, um Informationen darüber zu erhalten, wie die Satellitenbeobachtungen verwendet werden können. Das Ziel dieser Gruppe ist es, die größeren Fähigkeiten der ICESat-2-Mission mit der größeren wissenschaftlichen Gemeinschaft zu kommunizieren, um neue Methoden und Techniken aus den gesammelten Daten zu diversifizieren und zu innovieren. Zum Beispiel können Wissenschaftler auf dem Gebiet der Ökologie die Messung der Vegetationshöhe, der Biomasse und der Überdachung verwenden, die aus dem Photonenzähl-Lidar (PCL) von ICESat-2 abgeleitet wurden.
Im Frühjahr 2020 wählte die NASA das ICESat-2-Wissenschaftsteam im Rahmen eines wettbewerbsorientierten Bewerbungsverfahrens aus, um das Wissenschaftsdefinitionsteam vor dem Start zu ersetzen. Diese Gruppe fungiert als Beirat für die Mission nach dem Start, um sicherzustellen, dass die Anforderungen der Mission Science erfüllt werden.
Siehe auch
- CryoSat - Europäische Weltraumorganisation (ESA) entspricht Operation IceBridge und ICESat
- CryoSat-2 - Folgemission zu CryoSat