Agency

Nya europeiska vädersatelliten MetOp i omloppsbana kring polerna

19/10/2006 810 views 1 likes

ESA PR 38-2006. I 28 år har Europa använt de välkända Meteosat-vädersatelliterna i geostationär bana. Idag utökades de med den första i en ny generation av meteorologiska satelliter. MetOp har utvecklats för att studera atmosfären på närmare håll, i låg omloppsbana runt jorden, för att samla in data som kan förbättra de globala väderprognoserna och ge oss större kunskap om klimatförändringar.

MetOp-A är den första av tre satelliter som utvecklats inom ramen för ett samarbete mellan den europeiska rymdstyrelsen ESA och EUMESAT (European Meteorological Satellite Organisation). Satelliten sköts upp utan problem från Baikonur i Kazakhstan med en rysk Soyuz 2/Fregat-raket från det europeisk-ryska bolaget Starsem.

Soyuz 2-bärraketen, som användes för första gången, lyfte klockan 18:28 svensk tid (16:28 UT) med den 4 093 kg tunga rymdfarkosten i en ny lastbehållare med 4,1 m diameter. Behållaren påminner till form och storlek om motsvarande behållare i Ariane 4. Soyuz 2 är det senaste tillskottet i Semjorka-serien av bärraketer, som använts i nästan 50 år. Från och med 2008 ska den skjutas upp från Franska Guyana.

Omkring 69 minuter efter start frigjorde det översta Fregat-steget MetOp-satelliten i en cirkulär bana på 837 km höjd över Kerguelenarkipelagen i den södra delen av Indiska oceanen. Genom en inklination på 98,7° (dvs. en bana i riktning något mot jordens egen rotation) kommer MetOp-A därmed att kunna kretsa runt jordklotet i en bana som passerar båda polerna, samtidigt som ekvatorn alltid skärs vid samma lokala soltid, nämligen 09.30. Denna typ av ”solsynkron” bana gör att satelliten passerar nästan hela jordytan, med likartade ljusförhållanden varje gång, varje dygn.

Satelliten styrs nu från ESA:s europeiska rymdkontroll (ESOC) i Darmstadt i Tyskland och har fällt ut sina solceller. Under de närmaste dagarna kommer tekniska kontroller att äga rum och antennerna ska fällas ut. EUMETSAT beräknas kunna ta över satelliten den 22 oktober för fullständig driftsättning och rutinmässigt bruk.

MetOp-A är den rymdburna delen av EUMETSAT Polar System (EPS), som har som syfte att samla in data om atmosfären och miljön för att komplettera den hemisfärsstudie som Meteostat-systemet har utfört från geostationär bana. EPS kommer att drivas i samarbete med det amerikanska POES-systemet (Polar Operational Environmental Satellite), som administreras av den amerikanska luft- och vattenmyndigheten NOAA. NOAA-satelliterna följer en ”eftermiddagsbana” (de skär alltså ekvatorn på eftermiddagen, lokal soltid) medan den europeiska MetOp kommer att följa en ”morgonbana”.

Den mest heltäckande atmosfärssonden någonsin

För att kunna fullgöra sitt omfattande uppdrag använder MetOp-A ett stort antal sensorer med en ny generation europeiska instrument, plus en del ”arvegods” från USA i form av utrustning som påminner om den på dagens NOAA-satelliter.

IASI (infraröd atmosfärsekointerferometer), från den franska rymdstyrelse CNES, kommer att mäta på över 8 000 kanaler för att tillhandahålla profiler över temperatur och luftfuktighet med hittills oöverträffad precision, som en grund för numeriska väderberäkningar. Ekona från interferometern kompletteras av de äldre amerikanska instrumenten och MHS (mikrovågseko för luftfuktighet), ett radiometriinstrument med fem kanaler som har utvecklats för EUMETSAT, men som även ingår i den planerade utrustningen på framtida NOAA-satelliter.

GOME-2 (andra generationens globala ozonspårningsexperiment), ett samarbete mellan ESA och EUMETSAT, är en förbättrad version av den svepande spektrometer som redan använt på ERS-2. Den genomsöker atmosfären för att registrera profiler av ozonhalten och andra gaser som finns i låga halter.

Ett annat instrument från ESA/EUMETSAT med bakgrund i ERS-programmet är ASCAT (avancerat ljusspridningsinstrument). Denna förbättrade radar för C-bandet kan mäta vindriktning och vindhastighet, både över markytan och över hav, vilket kan ligga till grund för numeriska väderprognosmodeller. Instrumentet ger dessutom värdefull information om is, snö och markfuktighet.

Ett nytt instrument som utvecklats i samarbete mellan ESA och EUMETSAT är GRAS (GNSS-mottagaren för atmosfärseko), som kommer att utnyttja atmosfärens dämpning av satellitnavigationssignaler för att ta fram luftfuktighetens och lufttemperaturens profiler.

Bland instrumenten från NOAA finns: AVHRR-3 (tredje generationens mycket högupplösta radiometriinstrument) som kan ta globala bilder av molntäcke samt havs- och markyta, två 15-kanalers AMSU/A (avancerade enheter för mikrovågseko) för att studera temperaturprofiler i atmosfären, samt fjärde generationens HIRS (högupplöst eko med infraröd strålning), en motsvarighet till IASI-interferometern med motsvarande 20 kanaler, som kan bekräfta data från det europeiska instrumentet och även användas i reserv.

Dessutom är MetOp-A utrustat med det avancerade datainsamlingssystemet Argos från CNES för att identifiera och sända till automatiserade stationer, både stationära och mobila; två räddningstjänstsystem från den kanadensiska rymdstyrelsen respektive CNES som ska ge stöd till det internationella nätverket Cospas-Sarsat med uppgift att ta emot och vidarebefordra nödanrop; samt det amerikanska SEM-2 (rymdomgivningsövervakning), ett spektrometriinstrument som ska studera flödet av laddade partiklar i rymden.

Viktig hjälp för nya väderprognoser

MetOp, som inleddes redan 1992, är ett program för satelliter med direkt meteorologisk tillämpning, liknande Meteosat. ESA:s del i programmet hanteras av Earth Watch-enheten inom programmet Living Planet. ESA har haft ansvaret för utveckling och upphandling av satelliten. Därmed har organisationen finansierat större delen av tillverkningen av den första flygmodellen. EUMETSAT ansvarar för systemet när det är i drift, samt finansiering av utvecklingen av markdelen och efterföljande satelliter, bärraketer och kontroll.

Tre flygmodeller har beställts från ett industrikonsortium under ledning av EADS Astrium. Rymdfarkosten, som monterades i Toulouse i Frankrike, använder en buss som är baserad på systemen i ESA:s Envisat och den franska Spot 5. Den innehåller avancerad utrustning för att ge flexibla driftmöjligheter, inklusive mer än 36 timmars drift utan kontrollkontakt och en lagringskapacitet på 24 Gbit.

MetOp-satelliterna kommer att kretsa runt jorden ungefär 14 gånger per dygn och samla data som överförs till markstationen för styrning och datainsamling (CDA) för EPS, på Svalbard, norr om Norge. Genom att CDA-stationen ligger så långt norrut (78°N bredd) kommer MetOp att kunna nå den under varje passage, när satelliten passerar Arktis.

När data från MetOp tagits emot skickas de till EUMETSATs anläggningar i Darmstadt för vidare bearbetning och distribution. Dessutom kommer vissa data för Polar System att sändas i realtid till regionala meteorologiorganisationer så snart satelliten befinner sig inom synhåll för deras mottagarstationer.

Tack vare den avancerade utrustningen och sändningsfunktionerna kommer MetOp på ett tidigt stadium att kunna upptäcka och rapportera utvecklingen av lokala väderstörningar, som kraftiga åskväder. Dessa kan inte observeras från geostationär bana. Därmed kan satelliten bidra till att vädervarningar kan nå de berörda mycket snabbare än idag.

"Jag vill gratulera våra vänner och partner inom EUMETSAT, NOAA, CNES, Starsem, europeisk rymdindustri och meteorologer världen över när vi nu har lyckats med denna uppskjutning”, säger ESA:s generaldirektör Jean-Jacques Dordain. ”Precis som de båda generationerna inom Meteosat är detta en formidabel succé för det internationella samarbetet– ett perfekt exempel på de ovärderliga vinster som rymdprogrammen kan ge alla människor.

"De data vi planerar att samla in med MetOp-A och senare uppföljare kommer att ge oss helt nya insikter om vår planets atmosfär och klimat. Dessa data kommer att leda till betydande förbättringar vad gäller väderprognoser för Europa och övriga världen, men de kommer också att hjälpa forskare i hela världen att utveckla mer komplexa modeller av jordens klimat i ett led att analysera den pågående globala kimatförändringen och därigenom bidra till bättre beslut inom internationell miljöpolitik."