Program Nimbus - Nimbus program

Chmura

Rysunek artysty przedstawiający ogólny projekt serii satelitów Nimbus. "Skrzydła" panelu słonecznego poruszają się w ciągu dnia, aby śledzić Słońce podczas dziennej części orbity satelity. Satelita o wysokości 10 stóp ma system kontroli położenia na górze, oddzielony od „pierścienia sensorycznego” o średnicy 5 stóp (w środku) rusztowaniem. Pierścień sensoryczny zawiera baterie i elektronikę każdego z czujników zamontowanych pod pierścieniem (na dole).
Producent	General Electric RCA Astro
Kraj pochodzenia	Stany Zjednoczone
Operator	NASA
Aplikacje	Pogoda
Specyfikacje
Reżim	Niska Ziemia
Produkcja
Status	Wyłączone
Wybudowany	8
Przegrany	1
Dziewiczy premiera	Nimbus 1
Ostatnie uruchomienie	Nimbus 7

W Nimbus satelity były drugiej generacji US robot kosmiczny rozpoczęto w latach 1964 i 1978 wykorzystywane do meteorologicznego badań i rozwoju. Statki kosmiczne zaprojektowano jako stabilizowane, zorientowane na Ziemię platformy do testowania zaawansowanych systemów wykrywania i gromadzenia danych atmosferycznych . Siedem statków kosmicznych Nimbus zostało wystrzelonych na niemal biegunowe, synchroniczne ze słońcem orbity, począwszy od Nimbus 1 28 sierpnia 1964 roku. Na pokładzie satelitów Nimbus znajduje się różne oprzyrządowanie do obrazowania, sondowania i innych badań w różnych obszarach widmowych. Satelity Nimbus zostały wystrzelone na pokładzie rakiet Thor-Agena (Nimbus 1–4) i Delta (Nimbus 5–7).

W ciągu 20 lat od wystrzelenia pierwszego satelity, seria misji Nimbus była główną platformą badawczo-rozwojową Stanów Zjednoczonych do satelitarnego teledetekcji Ziemi. Siedem satelitów Nimbus, wystrzelonych w ciągu czternastu lat, dzieliło się obserwacjami planety z kosmosu przez trzydzieści lat. NASA przekazała technologię przetestowaną i dopracowaną przez misje Nimbus do Narodowej Administracji Oceanicznej i Atmosferycznej (NOAA) w celu uzyskania operacyjnych instrumentów satelitarnych. Technologia i wnioski wyciągnięte z misji Nimbus są dziedzictwem większości satelitów obserwujących Ziemię, które NASA i NOAA wystrzeliły w ciągu ostatnich trzech dekad.

Składki

Prognoza pogody

W momencie jego wystrzelenia pomysł, że niematerialne właściwości, takie jak ciśnienie powietrza, można obserwować za pomocą satelity krążącego setki mil nad Ziemią, był rewolucyjny. Z każdą misją Nimbus naukowcy poszerzyli swoje możliwości zbierania charakterystyk atmosferycznych, które poprawiają prognozowanie pogody , w tym temperatury oceanu i powietrza, ciśnienie powietrza i zachmurzenie . Począwszy od satelity Nimbus 3 w 1969 roku, informacje o temperaturze za pośrednictwem kolumny atmosferycznej zaczęły być pobierane przez satelity ze wschodniego Atlantyku i większości Oceanu Spokojnego, co doprowadziło do znacznej poprawy prognoz. Globalny zasięg zapewniany przez satelity Nimbus umożliwił po raz pierwszy dokładne prognozy na 3–5 dni.

Zdolność satelitów Nimbus do wykrywania promieniowania elektromagnetycznego w wielu długościach fali (dane wielowidmowego), w szczególności mikrofalowa obszar widma elektromagnetycznego , pozwoliła naukowcom zajrzeć do atmosfery i odróżnić pary wodnej i ciekłej wody w chmurach. Ponadto byli w stanie mierzyć temperaturę atmosfery nawet w obecności chmur, co pozwoliło naukowcom zmierzyć temperaturę w „ciepłym jądrze” huraganów .

Budżet na promieniowanie

Jednym z najważniejszych naukowych wkładów misji Nimbus były pomiary bilansu promieniowania Ziemi . Po raz pierwszy naukowcy przeprowadzili globalne, bezpośrednie obserwacje ilości promieniowania słonecznego wchodzącego i wychodzącego z systemu Ziemi. Obserwacje pomogły zweryfikować i udoskonalić najwcześniejsze modele klimatyczne i nadal wnoszą istotny wkład w badania zmian klimatycznych . Ponieważ naukowcy rozważają przyczyny i skutki globalnego ocieplenia , dane budżetowe promieniowania Nimbus stanowią podstawę do długoterminowych analiz i umożliwiają badania nad wykrywaniem zmian. Technologia Nimbus dała początek obecnym czujnikom budżetu promieniowania, takim jak instrumenty CERES na satelitach Terra i Aqua NASA.

Warstwa ozonowa

Jeszcze zanim satelity Nimbus zaczęły zbierać swoje obserwacje ziemskiej warstwy ozonowej , naukowcy mieli pewną wiedzę na temat procesów, które ją utrzymywały lub niszczyły. Byli prawie pewni, że rozumieją, jak tworzy się warstwa, i wiedzieli z eksperymentów laboratoryjnych, że halogeny mogą niszczyć ozon . Wreszcie balony pogodowe ujawniły, że stężenie ozonu w atmosferze zmieniało się w czasie, a naukowcy podejrzewali, że odpowiedzialne są za to zjawiska pogodowe lub zmiany sezonowe. Jednak nadal nie jest jasne, w jaki sposób wszystkie te informacje współdziałały w skali globalnej.

Naukowcy przeprowadzili eksperymenty z eksperymentalnych samolotów NASA i udowodnili, że substancje chemiczne atmosferyczne, takie jak chlorofluorowęglowodory (CFC) uwalniane z czynników chłodniczych i aerozoli, niszczą ozon. W miarę jak obserwacje satelitarne Nimbus 7 były gromadzone w latach 1978-1994, stawało się coraz bardziej jasne, że CFC co roku zimą tworzą dziurę ozonową nad Antarktydą . Nie tylko to, ale pomimo pewnych zmian z roku na rok wydawało się, że dziura się powiększa. Pomiary Nimbus pokazały, jak poważny był problem z dziurą ozonową.

Lód morski

Satelity Nimbus zebrały dane orbitalne dotyczące zasięgu czap polarnych w połowie lat 60., zarejestrowane w widzialnej i podczerwonej części widma. Te pierwsze globalne zdjęcia pokryw lodowych na Ziemi stanowią nieocenione punkty odniesienia dla badań nad zmianami klimatycznymi. Podczas zawężającego się okna możliwości dla archeologii danych , Narodowe Centrum Danych o Śniegu i Lodu (NDISC) i NASA były w stanie odzyskać dane, które umożliwiły rekonstrukcję wysokiej rozdzielczości zdjęć Nimbus 2 z 1966 roku pokazujących całą Arktykę i Antarktydę.

Kiedy sonda kosmiczna Nimbus 5 została wystrzelona w 1972 roku, naukowcy zaplanowali użycie swojego elektrycznie skanującego radiometru mikrofalowego do zbierania globalnych obserwacji tego, gdzie i ile padało na całym świecie. Jednak w ciągu kilku miesięcy po jego wprowadzeniu na rynek ewoluował nowy priorytet czujnika: mapowanie globalnych koncentracji lodu morskiego . Kiedy Nimbus 7 został wystrzelony w 1978 roku, technologia poprawiła się na tyle, że naukowcy mogli odróżnić nowo powstały (tj. „pierwszy rok”) lód morski od lodu starszego za pomocą czujnika skaningowego wielokanałowego radiometru mikrofalowego (SMMR). Dane zebrane podczas 9-letniego okresu jego życia stanowią znaczną część długoterminowego zapisu koncentracji lodu morskiego na Ziemi, który dzisiejsi naukowcy wykorzystują do badań zmian klimatu.

Jednym z najbardziej nieoczekiwanych odkryć, jakie umożliwiły misje Nimbus, była ziejąca dziura w lodzie morskim wokół Antarktydy na półkuli południowej zimy w latach 1974-76. W zjawisku, którego od tamtego czasu nie zaobserwowano, przez trzy lata z rzędu w sezonowym lodzie, który każdej zimy pokrywa Antarktydę, rozwinęła się olbrzymia, pozbawiona lodu plama wody, zwana połynią . Położona na Morzu Weddella , każdego roku polinezja znikała wraz z letnim topnieniem, ale powróciła w następnym roku. Otwarta łata wody mogła wpłynąć na temperaturę oceanu aż do 2500 metrów i wpłynąć na cyrkulację oceaniczną na dużym obszarze. Połynia Morza Weddella nie została zaobserwowana od czasu zdarzenia, którego świadkiem były satelity Nimbus w połowie lat 70-tych.

Globalny System Pozycjonowania

Satelity Nimbus (począwszy od Nimbus 3 w 1969 r.) przetarły szlak do nowoczesnej ery GPS z operacyjnymi systemami poszukiwania i ratownictwa oraz gromadzenia danych. Satelity przetestowały pierwszą technologię, która umożliwiła satelitom lokalizowanie stacji obserwacji pogody ustawionych w odległych lokalizacjach i nakazanie stacjom przesyłania danych z powrotem do satelity. Najsłynniejszym pokazem nowej technologii był rekordowy lot brytyjskiej lotniczki Sheili Scott , która przetestowała system nawigacji i komunikacji lokalizacyjnej Nimbus podczas pierwszego w historii samodzielnego lotu nad Biegunem Północnym w 1971 roku.

System łączności ziemia-satelita-ziemia Nimbus zademonstrował pierwszy satelitarny system poszukiwawczo-ratowniczy. Do najwcześniejszych sukcesów należało uratowanie dwóch baloniarzy na ogrzane powietrze, którzy zeszli na Północny Atlantyk w 1977 roku, a później w tym samym roku, tropiąc japońskiego poszukiwacza przygód, który podjął pierwszą próbę bycia pierwszą osobą, która poprowadziła psim psem samotnie do Bieguna Północnego przez Grenlandię . Dziesiątki tysięcy ludzi w ciągu ostatnich trzech dekad zostało uratowanych dzięki systemowi operacyjnemu SARSAT (Search and Rescue Satellite-Aided Tracking ) na satelitach NOAA.

Energia atomowa

Nimbus-3 był pierwszym satelitą, który wykorzystywał w kosmosie radioizotopowy generator termoelektryczny (RTG) SNAP-19 . Wcześniej podjęto próbę wystrzelenia SNAP-19 RTG na Nimbus-B-1, ale rakieta została zniszczona, a paliwo jądrowe wylądowało w kanale Santa Barbara . Później paliwo zostało odzyskane z wraku na głębokości 300 stóp (91 m) i ponownie przeznaczone dla Nimbusa-3 jako SNAP-19B. To źródło zasilania wzbogaciło panel słoneczny o dodatkowe28,2 W mocy elektrycznej.

Historia działania satelitów Nimbus

Zobacz też

• Skaner kolorowy strefy przybrzeżnej

Bibliografia

Zewnętrzne linki

• http://nssdc.gsfc.nasa.gov/earth/nimbus.html Program Nimbus
• http://nssdc.gsfc.nasa.gov/earth/nimbus_sensor.html Oprzyrządowanie eksperymentalne na pokładzie satelitów Nimbus