Agency

Eurooppalainen MetOp-sääsatelliitti laukaisu polaariradalle

19/10/2006 822 views 1 likes

ESA PR 38-2006. Jo 28 vuoden ajan tunnetut eurooppalaiset Meteosat-sääsatelliitit ovat kiertäneet Maata geostationaarisella kiertoradalla. Tänään niiden joukkoon liittyi ensimmäinen uuden sukupolven sääsatelliiteista, MetOp. Se kiertää Maata matalammalla kiertoradalla, joten se pystyy tarkkailemaan ilmakehän ilmiöitä lähempää. MetOpin avulla saadaan tarkempia sääennusteita ja parantamaan ymmärtämystä ilmastomuutoksista.

MetOp-A on ensimmäinen kolmesta uudenlaisesta sääsatelliiteista, jotka Euroopan avaruusjärjestö ESA ja Euroopan sääsatelliittijärjestö EUMETSAT ovat kehittäneet yhteistyössä. Satelliitti laukaistiin tiistaina onnistuneesti Kazakstanin Baikonurista venäläisellä Sojuz 2/Fregat-kantoraketilla, jonka laukaisusta vastasi eurooppalais-venäläinen Starsem-yhtiö.

Kyseessä oli Sojuz-kantoraketin uuden version, Sojuz 2:n, ensimmäinen kaupallinen lento, joka alkoi klo 19.28 Suomen aikaa,. Hieman yli neljä tonnia painava satelliitti oli sijoitettu raketin halkaisijaltaan 4,1-metriä olevaan nokkakartioon, joka on muodoltaan ja kooltaan samantapainen kuin eurooppalaisessa Ariane 4 -kantoraketissa. Vuodesta 2008 lähtien Sojuz 2:t, nämä lähes 50 vuotta vanhan Semiorka-kantorakettiperheen uusimmat jäsenet, on määrä laukaista avaruuteen Ranskan Guayanasta Euroopan avaruussatamasta.

Noin 69 minuuttia laukaisun jälkeen, 837 kilometrin korkeudessa, MetOp irrottautui Fregatin ylemmästä vaiheesta ympyränmuotoiselle radalle eteläisellä Intian valtamerellä sijaitsevan Kerguelenin saaristoalueen yläpuolella.

Hieman retrogradisen 98,7 asteen kaltevuudessa päiväntasaajan suhteen olevan kiertoratansa ansiosta MetOp-A kiertää maapalloa navalta navalle ja ylittää aina päiväntasaajan samaan aikaan, klo 09.30 paikallista aikaa. Tällainen aurinkosynkroniseksi kutsuttu kiertorata mahdollistaa kunkin maapallon pinnan pisteen tarkkailun samaan aikaan päivästä lähes joka päivä.

Satelliitti on parhaillaan Saksan Darmstadtissa sijaitsevan ESAn Euroopan avaruusoperaatiokeskuksen ESOCin hallinnassa, ja sen aurinkopaneelit on avattu. Lähipäivinä satelliitin järjestelmät käyvät läpi tekniset tarkistukset, ja sen antennit avataan. Satelliitin hallinta on määrä luovuttaa EUMETSATille 22 lokakuuta lopullista käyttöönottoa ja käyttöä varten.

MetOp-A toimii EUMETSATin polaarisatelliittijärjestelmän (EPS) avaruussegmenttinä, jonka tehtävänä on kerätä tietoja ilmakehästä ja ympäristöstä täydentämään Meteosat-satelliittien päiväntasaajan päällä olevalta geostationaariselta kiertoradalta keräämiä tietoja. EPS-järjestelmää käytetään rinnakkain Yhdysvaltain kansallisen meren- ja ilmastontutkimuslaitoksen NOAAn (National Oceanic and Atmospheric Administration) ylläpitämän POES-järjestelmän (Polar Operational Environmental Satellite) kanssa. NOAAn satelliitit kiertävät Maata siten, että ne ylittävät päiväntasaajan iltapäivällä paikallista aikaa, ja eurooppalainen MetOp-satelliitti puolestaan aamulla. Näin satelliittien keräämät tiedot täydentävät toisiaan.

Kaikkien aikojen kehittynein ilmakehäluotain

Jotta MetOp täyttäisi sille asetetut tehtävät, se on varustettu varsin laajamittaisella tutkimuslaitepaletilla. Siihen kuuluu uuden sukupolven eurooppalaisia instrumentteja sekä jo aiemmin käytettyä teknologiaa edustavia yhdysvaltalaisia instrumentteja, joiden kaltaisia on myös käytössä olevissa NOAAn satelliiteissa. Ranskan avaruusjärjestön CNESin IASI-spektrometri (Infrared Atmospheric Sounding Interferometer) mittaa lämpötilaa ja ilmankosteutta ennennäkemättömällä tarkkuudella yli 8000 kanavalla, ja mittaustulokset syötetään numeerisiin sääennustemalleihin. Näitä tietoja täydennetään yhdysvaltalaisilta instrumenteilta ja MHS-instrumentilta (Microwave Humidity Sounder), EUMETSATille kehitetyltä ja myös tulevien NOAAn satelliittien lennoilla käytettävältä viisikanavaiselta radiometriltä, saatavilla tiedoilla.

ESAn ja EUMETSATin yhdessä kehittämä toisen sukupolven GOME-2-spektrometri (Global Ozone Monitoring Experiment) on ERS-2-satelliitissa käytetyn spektrometrin paranneltu versio, jonka on määrä mitata ilmakehän otsonipitoisuutta ja muita hivenkaasuja.

ESAn ja EUMETSATin toinen ERS-projektissa käytetty instrumentti on ASCAT-sirontamittari (Advanced Scatterometer). Tämä C-band-tutka mittaa tuulen nopeutta ja suuntaa valtamerten yllä, ja myös sen tiedot syötetään numeerisiin sääennustemalleihin. Lisäksi sen avulla saadaan merkittävää tietoa jää- ja lumipeitteistä ja maaperän kosteudesta.

Eräs ESAn ja EUMETSATin kehittämä uusi instrumentti on GRAS-vastaanotin (GNSS Receiver for Atmospheric Sounding), joka mittaa ilmakehän lämpötilaa ja kosteutta viistoluotauksella, satelliittinavigointisignaalien okkultaation perusteella.

NOAAn toimittamia instrumentteja ovat mm. kolmannen sukupolven AVHRR-3-radiometri (Advanced Very High Resolution Radiometer), joka kuvaa maapallon pilvipeitettä, valtameriä ja maanpintaa; kaksi 15-kanavaista AMSU/A-yksikköä (Advanced Microwave Sounding Units), jotka tarkkailevat ilmakehän lämpötilaa; sekä neljännen sukupolven HIRS-luotain (High Resolution Infrared Radiation Sounder), IASI-spektrometriä vastaava 20-kanavainen luotain, jota käytetään eurooppalaiselta instrumentilta saatavien tietojen varmistamiseen ja myöhemmin myös varalaitteena.

Lisäksi MetOp-A sisältää CNESin toimittaman edistyksellisen Argos-tiedonkeruujärjestelmän, joka paikantaa kiinteät ja liikkuvat automaattiset sääasemat ja kommunikoi niiden kanssa; Kanadan avaruusjärjestön ja CNESin etsintä- ja pelastusinstrumentit, jotka tukevat kansainvälistä Cospas-Sarsat-verkkoa vastaanottamalla ja välittämällä hätäsignaaleja; sekä yhdysvaltalaisen SEM-2-laitteen (Space Environment Monitor), joka mittaa varautuneiden hiukkasten vuota avaruudessa.

Suuri harppaus sääennustuksessa

MetOp hyväksyttiin vuonna 1992 toiminnalliseksi sääsatelliittiohjelmaksi Meteosatin rinnalle. ESAn osuutta hallitaan sen Living Planet -ohjelman Earth Watch -projektin puitteissa. ESA vastaa satelliitin kehittelystä ja siihen liittyvistä hankinnoista ja rahoitti suurimman osan sen ensimmäisen lentomallin valmistuksesta. EUMETSAT puolestaan on vastuussa satelliitin toiminnallisesta puolesta ja rahoittaa järjestelmän maasegmentin ja seuraavien satelliittien rakentamisen sekä kantoraketit ja satelliittien operoinnin avaruudessa.

Kolme lentomallia on jo tilattu EADS Astriumin johtamalta teollisuusryhmältä. Avaruusalukset, jotka kootaan Ranskan Toulousessa, perustuvat ESAn Envisat-satelliitissa ja ranskalaisessa Spot 5 -satelliitissa käytettyyn perusrakenteeseen ja niissä on edistykselliset ohjaus- ja ylläpitolaitteistot; satelliitissa on 24 gigatavua tallennusmuistia kerättäville tiedoille ja se kykenee toiminaan yli 36 tuntia autonomisesti.

MetOp-satelliitit kiertävät Maan 14 kertaa päivässä tietoja keräten. Ne lähetettävät mittaustietojaan Huippuvuorilla sijaitsevalle EPS-järjestelmän tietojen vastaanotto- ja ohjausasemalle. Pohjoisen sijaintinsa (78°N) vuoksi Huippuvuorten asema on suorassa näköyhteydessä MetOp-satelliittiin sen jokaisella kierroksella satelliitin lentäessä pohjoisen napaseudun ylitse. Kun MetOpin tiedot on otettu vastaan, ne lähetetään EUMETSATille Darmstadtiin käsittelyä ja edelleen jakelua varten. Tämän lisäksi jotkin EPS-järjestelmän tiedoista lähetetään reaaliajassa suoraan paikallisille ilmatieteellisille laitoksille niiden vastaanottoasemien näkyessä satelliitille.

Kehittyneen laitteistonsa ja tehokkaan tietojenlähetyskykynsä ansiosta MetOp:in avulla pystytään tunnistamaan aikaisessa vaiheessa paikalliset sääilmiöt, kuten geostationaariselta radalta havaitsematta jäävät ukkosmyrskyt, ja raportoimaan niistä. Näin ollen satelliitti mahdollistaa esim. myrskyvaroitusten antamisen nykyistä huomattavasti aikaisemmin.

"Onnittelen ystäviämme ja kumppaneitamme EUMETSATissa, NOAAssa, CNESissä, Starsemissä ja Euroopan avaruusteollisuudessa sekä kaikkia meteorologeja tästä onnistuneesta laukaisusta", sanoi ESAn pääjohtaja Jean-Jacques Dordain. "Kuten Meteosat, tämä ohjelma on enemmän kuin malliesimerkki kansainvälisestä yhteistyöstä; se on täydellinen esimerkki siitä, kuinka avaruustutkimuksesta voi olla hyötyä kaikille kansalaisille.

"MetOp-A-satelliitilta ja sen seuraajilta odottamiemme tietojen avulla voimme nähdä aivan uusia ulottuvuuksia Maan ilmakehästä ja ilmastosta. Nämä tiedot mahdollistavat huomattavasti tarkempien sääennusteiden tekemisen Euroopassa ja ympäri maailmaa. Lisäksi niistä on tieteellistä hyötyä kehittyneempien ilmastomallien tekemisessä jatkuvien globaalien ilmastomuutosten ymmärtämiseksi ja kansainvälisen ympäristöpolitiikan ohjaamiseksi."