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Articulo de referencia

GOES-17

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GOES-17 (designado antes del lanzamiento como GOES-S ) es un satélite ambiental operado por la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA). El satélite es el segundo de la serie GOES-R de cuatro satélites ( GOES-16 , -17, -18 y -19 ). GOES-17 apoya el sistema de Satélites Ambientales Operacionales Geoestacionarios (GOES), proporcionando imágenes multiespectrales para pronósticos meteorológicos e investigación meteorológica y ambiental . El satélite fue construido por Lockheed Martin , basado en la plataforma A2100A , y se espera que tenga una vida útil de 15 años (10 años operativos después de cinco años en reserva como reemplazo en órbita). [ 6 ] GOES-17 está diseñado para proporcionar imágenes visibles e infrarrojas de alta resolución y observaciones de rayos de más de la mitad del globo. [ 7 ]

El satélite fue lanzado el 1 de marzo de 2018 [ 2 ] y alcanzó la órbita geoestacionaria el 12 de marzo de 2018. [ 8 ] En mayo de 2018, durante la fase de pruebas del satélite después del lanzamiento, se descubrió un problema con su instrumento principal, el Advanced Baseline Imager (véase Malfunctions , más abajo). [ 9 ] [ 10 ] GOES-17 entró en funcionamiento como GOES-West el 12 de febrero de 2019. [ 4 ] En junio de 2021, la NOAA anunció que, debido al problema de refrigeración con el generador de imágenes principal del satélite, GOES-T reemplazaría a GOES-17 en un rol operativo "tan pronto como sea posible". [ 11 ] GOES-T fue lanzado el 1 de marzo de 2022. [ 12 ] [ 13 ]

Operaciones

Lanzamiento del GOES-S a bordo de un Atlas V

El satélite fue lanzado al espacio el 1 de marzo de 2018 por un vehículo de lanzamiento Atlas V (541) desde la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral , Florida . [ 2 ] Tenía una masa de lanzamiento de 5192 kg (11 446 lb) . [ 2 ] [ 14 ] El 12 de marzo de 2019, GOES-17 se unió a GOES-16 (lanzado en 2016) en órbita geoestacionaria a 35 700 km (22 200 mi) sobre la Tierra . [ 8 ]    

El 24 de octubre de 2018, GOES-17 inició una maniobra de deriva hacia el oeste de 20 días, 2,5°/día, desde su posición de verificación de 89,5° de longitud oeste hasta su posición operativa de 137,2° oeste. Durante la maniobra de deriva, todos los instrumentos, excepto el magnetómetro, fueron desactivados. Mientras tanto, GOES-15 inició una maniobra de deriva hacia el este el 29 de octubre de 2018 hasta 128° oeste, con todos sus sensores aún funcionando. Llegó a su nueva ubicación el 7 de noviembre de 2018. GOES-17 comenzó a transmitir sus primeras imágenes el 13 de noviembre de 2018. Las primeras imágenes de alta definición transmitidas fueron de Alaska , Hawái y el Océano Pacífico . [ 15 ] La deriva de GOES-15 tenía como objetivo proporcionar una separación adicional de GOES-17 para evitar interferencias en las comunicaciones. GOES-17 llegó a su longitud asignada el 13 de noviembre de 2018 y comenzó pruebas adicionales. [ 5 ] GOES-17 fue declarado operativo el 12 de febrero de 2019. Tanto GOES-17 como GOES-15 operaron en tándem hasta principios de 2020 para permitir la evaluación del rendimiento de GOES-17 como GOES-West. [ 16 ] El 2 de marzo de 2020, GOES-15 fue desactivado y trasladado a una órbita de almacenamiento con planes para reactivarlo en agosto de 2020 para complementar las operaciones de GOES-17 debido a las fallas conocidas con el Advanced Baseline Imager . [ 17 ] [ 18 ]

Mal funcionamiento

El generador de imágenes de referencia avanzada GOES-16 antes de su integración satelital.

El 23 de mayo de 2018, la NOAA anunció problemas con el sistema de refrigeración del Advanced Baseline Imager. [ 9 ] [ 10 ] Debido a la falla en la refrigeración, la obtención de imágenes infrarrojas y de infrarrojo cercano solo fue posible durante 12 horas al día. El problema afectó a 13 de los canales infrarrojos y de infrarrojo cercano del instrumento. Ningún otro sensor del satélite se vio afectado.

Durante una conferencia telefónica con los medios el 24 de julio de 2018, [ 19 ] se identificó el componente problemático como el tubo de calor de circuito cerrado , que transporta el calor del criorefrigerador y el ABI a los radiadores . [ 20 ] El rendimiento degradado de este componente significa que el ABI se calienta más de lo previsto, lo que reduce la sensibilidad de los sensores infrarrojos . Para que funcionen correctamente, los sensores deben enfriarse a diferentes grados según la longitud de onda que observen; los sensores que operan en las longitudes de onda más largas deben mantenerse tan bajos como −212,8 °C (−351,0 °F; 60,3 K) para reducir el ruido térmico . [ nb 1 ]   

La directora del programa del sistema GOES-R, Pam Sullivan, [ 21 ] dijo en la teleconferencia que las proyecciones preliminares sugerían que mediante medidas de mitigación térmica como cambiar la alineación de la nave espacial, el rendimiento del ABI podría mejorarse significativamente, dependiendo de la estación. La órbita de la nave espacial hace que el ABI esté a plena luz del sol con más frecuencia alrededor de los equinoccios , lo que resulta en que el ABI absorba más radiación solar y degrade el rendimiento de los canales infrarrojos, con proyecciones que indican que 10 de los 16 canales estarán disponibles las 24 horas del día, y los otros seis canales estarán disponibles durante "la mayor parte del día, en diferentes grados, dependiendo de su longitud de onda. [ 19 ] Alrededor de los solsticios , la alineación de la órbita es tal que el ABI recibe menos luz solar directa, y se proyecta que 13 de los 16 canales estarán disponibles las 24 horas del día y los otros tres canales estarán disponibles 20 o más horas por día.

El tubo de calor de circuito cerrado (LHP) fue fabricado por Orbital ATK (ahora propiedad de Northrop Grumman ). El 2 de octubre de 2018, la NOAA y la NASA designaron una Junta de Investigación de Accidentes de cinco miembros para examinar más a fondo el problema. [ 22 ] La NOAA trabajó con Northrop Grumman para identificar exactamente qué causó la falla del tubo de calor de circuito cerrado, utilizando copias de grado de ingeniería de los componentes de la nave espacial para las pruebas. [ 19 ] Las posibles causas mencionadas en la teleconferencia incluyeron escombros u objetos extraños dentro del tubo de calor, o una cantidad inadecuada de refrigerante de propileno . La conclusión final de la investigación del equipo independiente de revisión de fallas, publicada el 3 de octubre de 2018, fue que "la causa más probable del problema de rendimiento térmico es la obstrucción del flujo del refrigerante en los tubos de calor del circuito por objetos extraños (FOD). Una serie de pruebas en tierra que introdujeron FOD en los tubos de prueba respaldan la FOD como la causa más probable. Se investigó una segunda causa potencial, la falla mecánica, y se consideró improbable. El equipo de revisión de fallas recomendó cambios en los radiadores ABI de los satélites subsiguientes de la serie GOES-R, incluyendo una configuración de hardware más simple y el uso de amoníaco como refrigerante en lugar de propileno. El sistema fue rediseñado y una Revisión Crítica de Diseño (CDR), originalmente programada para diciembre de 2018 pero retrasada como resultado de un cierre del gobierno , finalmente se llevó a cabo del 7 al 8 de febrero de 2019. [ 16 ]

Se introdujeron diversas soluciones de software para minimizar el impacto del problema del tubo de calor de circuito cerrado (LHP, por sus siglas en inglés) en GOES-17.

En octubre de 2018, Lockheed Martin terminó de ensamblar la siguiente unidad de la serie GOES-R, GOES-T , y se estaba preparando para comenzar las pruebas ambientales del satélite completo, cuando la NOAA ordenó la remoción del ABI para devolverlo al fabricante, Harris Corporation , para su remanufactura. [ 23 ] [ nb 2 ] Como resultado, el lanzamiento programado de GOES-T para mayo de 2020 se retrasó [ 23 ] [ 24 ] hasta el 1 de marzo de 2022. [ 25 ] El lanzamiento de GOES-U en 2024 probablemente no se retrasará como resultado del rediseño. [ 19 ]

El 20 de noviembre de 2018, se produjo un error de memoria en la ABI como consecuencia de una actualización de software para su subsistema de criorefrigeración. Esto provocó que las comprobaciones de seguridad automáticas a bordo apagaran la criorefrigeración. Se restableció su funcionamiento el 25 de noviembre de 2018, y los ingenieros comenzaron a trabajar en una solución de software permanente para su implementación en enero de 2019. [ 26 ] [ 27 ]

El 15 de agosto de 2019, GOES-17 experimentó una breve "anomalía de la nave espacial" desde aproximadamente las 13:45 hasta las 17:00 UTC. Esta anomalía impidió la transmisión de todas las bandas y escenas. [ 28 ]

Objetivos

La serie de satélites GOES-R de la NOAA está diseñada para mejorar los pronósticos meteorológicos , oceánicos y ambientales, proporcionando datos más rápidos y detallados, imágenes de rayos en tiempo real y un monitoreo avanzado de la actividad solar y el clima espacial . El GOES-17 puede recopilar tres veces más datos con una resolución de imagen cuatro veces mayor y escanear el planeta cinco veces más rápido que las sondas anteriores.

GOES-17 cuenta con los mismos instrumentos y capacidades que GOES-16 (actualmente denominado GOES-Este), y complementará su labor escaneando una zona diferente del mundo. GOES-17 se denomina GOES-Oeste cuando se sitúa a 137,2° de longitud oeste y cubre la costa oeste de los Estados Unidos continentales , Hawái y gran parte del océano Pacífico . Se espera que estos dos satélites monitoreen la mayor parte del hemisferio occidental y detecten fenómenos naturales y peligros prácticamente en tiempo real. [ 8 ] [ 29 ]

Sus capacidades permitirán una mejor: [ 29 ]

  • Estimación de la trayectoria e intensidad del fuego
  • detección de nubes bajas/niebla
  • Pronósticos de trayectoria e intensidad de ciclones tropicales
  • monitoreo de humo y polvo
  • Advertencias y alertas sobre la calidad del aire
  • Seguridad del transporte y planificación de rutas aéreas
  • Monitoreo avanzado de eventos de ríos atmosféricos que pueden causar inundaciones y deslizamientos de tierra.

Junto con GOES-16, estos satélites de tecnología más avanzada pueden proporcionar actualizaciones casi en tiempo real sobre lo que está sucediendo en la atmósfera en todo Estados Unidos. [ 30 ]

Instrumentos

El conjunto de instrumentos de GOES-17 es idéntico al de GOES-16 . Incluye: [ 31 ]

Detección de la Tierra

La Tierra vista desde el satélite GOES-17 el 20 de mayo de 2018.

Generador de imágenes de referencia avanzado (ABI)

El Advanced Baseline Imager (ABI) fue construido por Harris Corporation [ 32 ] Space and Intelligence Systems (anteriormente ITT / Exelis ) para la línea de satélites GOES-R para la obtención de imágenes del clima, el tiempo y el medio ambiente de la Tierra. Los principales subcontratistas para el instrumento ABI incluyeron BAE Systems , Babcock Incorporated, BEI Technologies , DRS Technologies , L-3 Communications SSG-Tinsley y Northrop Grumman Space Technology , y Orbital ATK . [ 33 ] Las capacidades de imagen del ABI son superiores a las de los generadores de imágenes anteriores en varios aspectos.

Resolución espectral
Imágenes ABI de Norteamérica en las 16 bandas espectrales.

Este instrumento tiene 16 bandas (11 más que el último generador de imágenes GOES: [ 34 ] )

2 bandas visibles:

  • Banda 1:0,45–0,49 μm  ("Azul")
  • Banda 2:0,60–0,68 μm  ("Rojo")

4 bandas de infrarrojo cercano:

  • Banda 3:0,847–0,882 μm  ("Veggie") [ nb 3 ]
  • Banda 4:1,366–1,380 μm  (" Cirrus ")
  • Banda 5:1,59–1,63 μm  ("Nieve/Hielo")
  • Banda 6:2,22–2,27 μm  ("Tamaño de partícula de la nube")

Otras 10 bandas infrarrojas:

  • Banda 7:3,80–3,99 μm  (" Ventana de onda corta ")
  • Banda 8:5,79–6,59 μm  (" Vapor de agua troposférico de nivel superior ")
  • Banda 9:6,72–7,14 μm  ("Vapor de agua troposférico de nivel medio")
  • Banda 10:7,24–7,43 μm  ("Vapor de agua troposférico de nivel inferior")
  • Banda 11:8,23–8,66 μm  (" Fase de la cima de la nube ")
  • Banda 12:9,42–9,80 μm  (" Ozono ")
  • Banda 13:10,18–10,48 μm  ("Ventana de infrarrojos de onda larga limpia ")
  • Banda 14:10,82–11,60 μm  ("Ventana de onda larga infrarroja")
  • Banda 15:11,83–12,75 μm  ("Ventana de onda larga infrarroja sucia")
  • Banda 16:12,99–13,56 μm  (" Infrarrojo de onda larga de CO₂ ")
Resolución temporal

La resolución temporal de los productos ABI cambia según el tipo de imagen:

  • La captura de imágenes de todo el hemisferio occidental se realiza cada 5 a 15 minutos, mientras que anteriormente esto era un evento programado, con un máximo de tres fotos por hora. [ 34 ]
  • Imágenes del territorio continental de Estados Unidos cada 5 minutos, en comparación con una cada 15 minutos en los satélites anteriores.
  • Una imagen detallada de un área de aproximadamente 1.000 por 1.000 km (620 por 620 millas) cada treinta segundos, una capacidad de la que carecían los sistemas de imágenes anteriores.  
Resolución espacial

La resolución espacial dependerá de la banda que se utilice: la banda 2 es la de mayor resolución de todos los canales, con una resolución de 500 m (1600 pies) . Los canales 1, 3 y 5 tendrán una resolución de 1 km (0,6 millas) , mientras que todas las demás bandas en NIR/IR tendrán una resolución de 2 km (1,2 millas) . [ 35 ]      

Mapeador de rayos geoestacionario (GLM)

El Mapeador Geoestacionario de Rayos (GLM) se utiliza para medir la actividad de los rayos (tanto dentro de las nubes como entre la nube y la tierra). Para ello, utiliza constantemente un único canal en el infrarrojo cercano (777,4 nm ), incluso durante el día, para detectar los destellos de los rayos.

El sensor tiene un CCD de 1372 × 1300 píxeles , con una resolución espacial de 8 a 14 km (5,0 a 8,7 millas) (la resolución disminuye cerca de los bordes del campo de visión (FOV)). El GLM tiene un intervalo de fotograma de 2 milisegundos, lo que significa que considera toda el área de estudio 500 veces por segundo. [ 36 ]  

El desarrollo del GLM fue contratado al Centro de Tecnología Avanzada de Lockheed Martin en Palo Alto, California . [ 37 ]

Imágenes solares

El generador de imágenes ultravioleta solar captó una llamarada solar el 28 de mayo de 2018 en diferentes bandas espectrales.
Datos del magnetómetro que muestran los efectos de las ondas de plasma en 2018.
  • Generador de imágenes ultravioleta solar (SUVI) para la observación de agujeros coronales, erupciones solares y regiones de origen de eyecciones de masa coronal.
  • Sensores de irradiancia ultravioleta extrema y rayos X (EXIS) para monitorear la irradiancia solar en la atmósfera superior. Fue construido en el Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial en Boulder, Colorado. Tiene tres sensores separados: uno para rayos X , uno para ultravioleta extrema y un tercero que combina rayos X y ultravioleta extrema . [ 38 ]
  • Los sensores a bordo de EXIS, XRS y EUVS, monitorizan las erupciones solares para alertar sobre eventos lo suficientemente fuertes como para provocar apagones de radio, y ambos se utilizan para realizar predicciones del clima espacial. Más concretamente, XRS monitoriza la variabilidad de los rayos X del Sol , y EUVS busca la variabilidad a corto y largo plazo de la emisión ultravioleta extrema del Sol; ambos instrumentos pretenden ofrecer una imagen más clara de la influencia variable del Sol en la atmósfera superior de la Tierra . [ 39 ]

Medición del entorno espacial

Transpondedores

  • El sistema geoestacionario de búsqueda y rescate ( GEOSAR ) se utiliza para transmitir señales de socorro de usuarios en apuros a los centros de búsqueda y rescate.
  • Servicio de Recopilación e Interrogación de Datos (DCIS) para la recopilación de datos desde plataformas de recopilación de datos in situ.

Notas

  1. ↑ El sensor es sensible a temperaturas similares a su temperatura de funcionamiento (sin refrigeración). Básicamente, el sensor se detecta a sí mismo, lo que aumenta significativamente el nivel de ruido y dificulta la discriminación de señales legítimas.
  2. ↑ El tubo de calor de circuito cerrado fue fabricado por Orbital-ATK , que ahora forma parte de Northrop Grumman , mientras que el Advanced Baseline Imager (ABI) fue construido por Exelis Inc. , que ahora forma parte de Harris Corp.
  3. ↑ Esta banda se denomina "Veggie" porque la vegetación refleja intensamente la luz infrarroja en esta longitud de onda. Véase el borde rojo . Puede utilizarse como indicador del canal verde en la luz visible, del que carece el ABI.

Referencias

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  6. ↑ "Descripción general de la misión" . GOES-R.gov . NOAA . Consultado el 1 de agosto de 2016 .Dominio públicoEste artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .
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  • Sitio web oficial
  • Serie GOES-R de NOAA/NESDIS
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