Midori-2

Midori-2, ADEOS-II
Satélite Avanzado de Observación de la Tierra 2
Cliente NASDA
Fabricante Mitsubishi Electric (MELCO)
Operador Agencia Nacional de Desarrollo Espacial [d]
Satélite Tierra
plataforma de lanzamiento Complejo de lanzamiento Yoshinobu del Centro Espacial Tanegashima
vehículo de lanzamiento H-IIA (Opción 202) No. 4
lanzar 14 de diciembre de 2002 1:31 a. m. ( UTC )
ID COSPAR 2002-056A
SCN 27597
Especificaciones
Peso 3680kg
Energía 5,7 kilovatios
Fuentes de alimentación Paneles solares
Elementos orbitales
tipo de órbita sincronizado con el sol
Estado animico 98°69
Período de circulación 101.048
Altitud orbital 798,3 × 812,8 kilometros
equipo objetivo
AMSR radiómetro de barrido de microondas
ILAS II espectrómetro de limbo atmosférico
vientos marinos dispersómetro
sharaku.eorc.jaxa.jp/ADE…
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Midori-2 , Midori-2 , ADEOS-II ( English  Advanced Earth Observing Satellite 2 ) es un satélite japonés de detección remota de la Tierra.

Problemas científicos y prácticos

La principal tarea científica de "Midori-2" fue estudiar los mecanismos globales de cambios en la ecosfera de la Tierra. Se suponía que la nave espacial recopilaría información sobre los procesos asociados con el agua en los océanos del mundo, la circulación de carbono, ozono y energía en la atmósfera terrestre. Además, se planeó utilizar los resultados de las observaciones en las industrias pesquera y agrícola [1] .

Historial de creación

Nombre de la nave espacial

Dispositivo y equipo científico

"Midori-2" consta de dos módulos: un módulo de instrumentos (módulo de misión en inglés  ) y un módulo base (módulo de bus en inglés ). Las dimensiones totales de los dos módulos son 6 × 4 × 4 m. Una batería solar con dimensiones de 3 × 24 metros está fijo en el módulo base. Las dimensiones generales del satélite a lo largo del eje longitudinal son 11 my a lo largo del eje perpendicular - 29 m. 2 "fue el satélite terrestre japonés más pesado [1] .  

Módulo base

Los subsistemas funcionales se encuentran a bordo del módulo base: fuente de alimentación, orientación y control de la órbita, motores. Además, los sistemas de comunicación (comunicación directa con el segmento terrestre y comunicación interorbital), dos subsistemas de procesamiento de datos (datos de servicio y datos científicos) están montados en el módulo funcional. La coordinación de los sistemas y subsistemas del módulo base está encomendada al ordenador de a bordo, que también gestiona las comunicaciones y procesa los datos generados por los sistemas de la nave espacial. Tiene el encargo de probar los instrumentos científicos del módulo de instrumentos y la planificación autónoma de las operaciones a bordo del satélite. El subsistema de comunicación interorbital proporcionó comunicación con Midori-2 a través de un satélite repetidor durante los períodos de falta de comunicación directa con los puntos de comunicación terrestres [1] .

El sistema de alimentación, además de la función principal (suministrar energía a los consumidores embarcados), se encargaba de controlar los elementos pirotécnicos que aseguraban el despliegue de los elementos del satélite tras su puesta en órbita. Para poder trabajar durante los períodos de protección solar, el sistema de suministro eléctrico cargó las baterías tampón de a bordo y controló su descarga [2] .

El sistema de actitud y control orbital fue responsable de la formación y mantenimiento de la orientación triaxial del satélite. Para ello se utilizaron girodinos y un subsistema de control reactivo. Estos últimos utilizaban motores cohete con un empuje de 20 N y 1 N [2] .

Módulo de instrumentos

AMR

AMSR (Radiómetro Avanzado de Barrido de Microondas ) es un radiómetro de barrido de microondas fabricado por la compañía inglesa  . Matsushita Electric Industrial Co. Limitado. . El radiómetro operaba en ocho canales de frecuencia: desde 6,9 ​​GHz hasta 89 GHz. El instrumento recibió datos relacionados con la formación y condensación de vapor de agua, la temperatura de la superficie del mar, la velocidad del viento cerca de la superficie, la capa de hielo y nieve, etc. El ancho de exploración en la superficie de la Tierra fue de unos 1600 kilómetros. La resolución espacial fue de 5 km en la banda de 89 GHz y de 60 km en la banda de 6,9 ​​GHz. La antena de exploración del radiómetro era de 2 m; en el momento del lanzamiento, era la antena más grande de este tipo [1] . El barrido se realizó a una frecuencia de 40 revoluciones por minuto con un ángulo de incidencia constante de unos 55º. La masa en movimiento de los elementos del escáner era de unos 200 kg. Se utilizaron girodinos para compensar las perturbaciones [3] .  

Es muy importante que un radiómetro de microondas calibre regularmente el equipo. Los creadores de AMSR utilizaron un circuito de calibración externo. Se utilizaron dos objetivos de calibración para calibrar el radiómetro. Uno de los objetivos era un espejo de microondas utilizado por AMSR para medir la temperatura del espacio profundo, alrededor de 2,7°K [1] . El segundo objetivo era una fuente de radiación de alta temperatura, aproximadamente 340 ° K. Por primera vez, se utilizó una solución de este tipo en el instrumento SSM / I en satélites lanzados bajo el programa DMSP ( Programa de satélites meteorológicos de defensa en inglés )  . A medida que pasa a través de la franja de exploración, el espejo AMSR principal observa ambos objetivos de calibración, lo que permite calibrar cada uno de los ocho canales de trabajo. Además, se llevó a cabo un gran número de pruebas de calibración como parte del trabajo de preparación del terreno [3] .

El precursor del radiómetro operado a bordo de Midori-2 fue el radiómetro MSR volado en los satélites MOS-1 y MOS-1B . El desarrollo de AMSR se convirtió en radiómetros AMSR-E y AMSR-2 [3] .

GLI

GLI ( English  Global Imager ) es un instrumento óptico para observar la radiación solar reflejada desde la superficie terrestre (tierra, océanos, cubierta de nubes). El sensor funcionó en los rangos visible e infrarrojo. El GLI se utilizó para estimar la temperatura de la superficie y la distribución de la vegetación y la cubierta de hielo [1] . GLI se creó como continuación del trabajo en el instrumento OCTS, que trabajaba en órbita en el satélite ADEOS [4] .

El GLI estaba destinado a estudiar y monitorear el ciclo del carbono en el océano, principalmente en relación con los procesos biológicos. Las observaciones en una amplia banda espectral (desde el UV cercano al IR cercano) de la radiación solar reflejada por la superficie de la Tierra incluyeron: varios tipos de suelos, océanos y nubes; pigmento de clorofila, ficobilina y materia orgánica disuelta en el océano; clasificación del fitoplancton por su pigmento; medición de la temperatura superficial del mar, distribución de nubes, índice de vegetación, etc. [4] .

GLI era un espectrómetro óptico-mecánico de 36 canales con filtros de interferencia espectral (dicroicos). El espejo de exploración osciló a una frecuencia de 16,7 Hz en el rango de ± 20º desde el nadir. El instrumento tenía cinco planos focales: dos para el canal VNIR, dos para el canal SWIR y uno para el canal MWIR/TIR. Dos planos focales VNIR tenían matrices con 13 y 10 líneas de detectores, respectivamente. Dos planos focales SWIR tenían matrices con 4 y 2 líneas detectoras. El canal MWIR/TIR tenía un plano focal con una matriz de detectores para 7 bandas. Una línea de detectores SWIR se enfrió a 220 K utilizando un elemento Peltier de varias etapas. Los detectores MWIR/TIR se enfriaron a 80 K usando un enfriador de ciclo Stirling. El material de los detectores VNIR es Si, el SWIR es InGaAs, el material MWIR/TIR es CMT [4] .

ILAS II

ILAS II ( Espectrómetro atmosférico de extremidades mejorado II ) es un espectrómetro para estudiar la capa de ozono en las regiones polares .  Se suponía que el espectrómetro analizaba el limbo atmosférico a través de la transmisión. El propósito del espectrómetro era observar continuamente la atmósfera en las regiones por encima de los polos norte y sur durante mucho tiempo para estudiar los mecanismos del agotamiento del ozono. Estos estudios podrían ayudar a evaluar la eficacia de las medidas adoptadas por la humanidad, como el uso controlado de sustancias que agotan la capa de ozono [1] .

ILAS II fue un desarrollo posterior del instrumento ILAS que operaba a bordo de la nave espacial ADEOS. La herramienta consta de los siguientes elementos [5] :

El sistema de espectrómetros infrarrojos constaba de tres canales:

Los espectrómetros de la 1ra y 2da banda espectral se fabricaron según el tipo de monocromador Czerny-Turner . Los detectores de todas las bandas espectrales fueron hechos de PbTiO 3 .


vientos marinos

La tarea del dispersómetro SeaWinds eran observaciones diarias de alta precisión de la dirección y velocidad del viento sobre la superficie del océano. Se suponía que estas observaciones ayudarían a comprender la influencia de la atmósfera y el océano en el sistema meteorológico del planeta. Dicha investigación podría conducir a mejoras en la precisión del pronóstico del tiempo y, en particular, la predicción del comportamiento de los tifones. SeaWin era una versión mejorada del dispersómetro NSCAT (NASA Scatterometer) previamente instalado en el satélite Midori . El método de funcionamiento del dispersómetro SeaWind se basaba en medir la altura y la dirección de las olas del mar irradiadas por una señal de radar. Se analizó la señal reflejada desde la superficie y se formaron datos de viento sobre esta base. El primer modelo de este tipo de sensor se puso en órbita en julio de 1999 en el satélite de observación de la Tierra QuikSCAT (NASA) [1] .  

PÓLDER

POLDER ( Polarización y Direccionalidad de  las Reflectancias de la Tierra ) era un radiómetro de imágenes de gran formato que se suponía que proporcionaba mediciones sistemáticas de las características espectrales y de polarización de la radiación solar reflejada por la Tierra y la atmósfera. Sus capacidades crearon nuevas perspectivas para estudiar las diferencias entre la radiación dispersada por la atmósfera y la radiación reflejada por la superficie terrestre. El radiómetro fue fabricado por la agencia espacial francesa CNES [1] . POLDER es completamente idéntico al instrumento del mismo nombre que trabajaba a bordo del satélite ADEOS . Peso de la herramienta 32 kg, dimensiones aproximadas 800×500×250 mm. El dispositivo consumió 42 vatios.

POLDER era un sistema de imágenes que presentaba una matriz CCD, óptica telecéntrica de campo amplio y una rueda giratoria que llevaba filtros espectrales y polarizados.

Las características espectrales del dispositivo se definen en la tabla:

TEDA

TEDA ( Equipo de Adquisición de Datos de Ingeniería Técnica ) es un  conjunto de elementos para monitorear los efectos de la radiación espacial [1] .

Lanzamiento orbital y operación

Lanzamiento

El Midori-2 se lanzó el 14 de diciembre de 2002. La instalación de lanzamiento utilizada fue el Complejo de Lanzamiento de Tanegashima . Para el lanzamiento en órbita se utilizó un vehículo de lanzamiento H-IIA en configuración 202. Este fue el cuarto lanzamiento del vehículo de lanzamiento y el segundo operativo. Para lanzar la carga útil, se utilizó un carenado de cabeza "tipo 5S" con un diámetro de cinco metros [k 1] . Este fue el primer lanzamiento de un H-IIA con tal carenado. En este lanzamiento, por primera vez, el H-IIA lanzó una carga útil a una órbita heliosincrónica subpolar, casi circular, de altitud media. Otra característica del lanzamiento fue el ciclograma de la segunda etapa: a diferencia de los tres lanzamientos anteriores, la segunda etapa produjo solo un arranque de motor, no cuatro. Lanzar Midori-2 en órbita fue el objetivo principal del lanzamiento. Además, tres naves espaciales más fueron puestas en órbita en el camino: FedSat , WEOS y μ-LabSat . Este lanzamiento no se consideró un lanzamiento de racimo, ya que Midori-2 era el objetivo principal y era su lanzamiento la prioridad, lo que determinaba el procedimiento para separar las naves espaciales. Midori-2 fue el primero en separarse, lo que aumentó significativamente las posibilidades de un lanzamiento exitoso a la órbita. Luego, FedSat, WEOS y μ-LabSat se separaron en orden descendente de prioridad. A diferencia de un lanzamiento de grupo, cuando se lanza una carga que pasa, el operador de servicios de lanzamiento no es responsable de un lanzamiento fallido. El lanzamiento de todas las naves espaciales se llevó a cabo sin comentarios, de acuerdo con el ciclograma previsto [7] .

Funcionamiento

Después de la separación del adaptador del vehículo de lanzamiento, se lanzó un ciclograma de activación de sistemas a bordo y despliegue de baterías solares. Después de desplegar la batería solar, el satélite se orientó en el espacio a lo largo de tres ejes y la batería solar encendió el Sol. Posteriormente, se llevó a cabo el despliegue de los sistemas SeaWind y las comunicaciones interorbitales. El siguiente paso fue el lanzamiento de los girodinos del sistema de orientación - a partir de ese momento, los girodinos son los responsables de la orientación del dispositivo. El lanzamiento de girodines fue un elemento importante del programa, tras lo cual se reconoció como exitoso el lanzamiento de la nave espacial y se inició un período de cuatro meses para poner en condiciones de funcionamiento el equipo científico y calibrar los instrumentos [2] .

Al analizar la telemetría entrante, se reveló que la batería solar genera un 9% más de electricidad de lo previsto. Este efecto estuvo acompañado de un exceso de tensión eléctrica interna de la batería solar. Se produjo un error al probar el radiómetro de exploración AMSR. Después de revisar la situación, NASDA afirmó que se habían identificado las causas del error y que el instrumento funcionaba con normalidad [2] .

Accidente

El 25 de octubre de 2003, JAXA emitió un comunicado de prensa anunciando una emergencia a bordo del satélite. A las 7:28 a. m. JST , Midori 2 no hizo contacto. A las 8:49 a.m., el centro de control logró contactar al satélite fallido y resultó que el dispositivo estaba en el modo de potencia mínima. En este modo, todos los equipos científicos y la mayoría de los sistemas no relacionados con la operación directa del satélite estaban apagados. Se desconoce el motivo para cambiar a este modo. A las 8:55 a.m. comenzaron las interrupciones de comunicación y la transmisión de telemetría se detuvo por completo [8] .


Comentarios

  1. El carenado utilizado en este lanzamiento se reservó del programa H-II y se modificó para su lanzamiento en el vehículo de lanzamiento H-IIA [6]

Notas

  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Afanasiev, 2003 , pág. 29
  2. 1 2 3 4 Afanasiev, 2003 , pág. treinta.
  3. 1 2 3 Kramer , AMSR.
  4. 123 Kramer , GLI .
  5. Kramer , ILAS-II.
  6. Afanasyev, 2003 , pág. 28
  7. Afanasyev, 2003 , pág. 28-29.
  8. Anomalía operativa con Midori-II (Advanced Earth Observing Satellite II, ADEOS-II  ) . JAXA (23 de octubre de 2003). Consultado el 9 de junio de 2018. Archivado desde el original el 3 de agosto de 2020.

Enlaces


Literatura