Příběh zatím: Indická organizace pro výzkum vesmíru (ISRO) plánuje Spusťte satelitu Nisar ze Sriharikoty 30. července Na palubě rakety GSLV MK-II. „Nisar“ znamená syntetický radar Aperture NASA-Isro a je společnou misí obou kosmických agentur. Jedná se o sofistikovaný satelit, který je pozorován na Zemi, navržený ke studiu změn na zemském povrchu v jemných detailech, pokrývající zemětřesení, sopky, ekosystémy, ledové prostěradla, zemědělskou půdu, povodně a sesuvy půdy.
Jaká je potřeba Nisar?
Nisar je první hlavní mise pozorovanou Zemi s duálním radarem, který mu umožní pozorovat změny přesněji než jakýkoli jiný satelit. Bude to moci vidět skrz mraky, kouř a dokonce i silnou vegetaci, ve dne i v noci, za všech povětrnostních podmínek. Tři-tunový stroj stojí více než 1,5 miliardy dolarů, což z něj činí jeden z nejdražších satelitů, které jsou pozorující Zemi dosud.
Povrch Země se neustále mění. Přírodní katastrofy, změny zaměřené na člověka a změny klimatu ovlivňují prostředí a lidské společnosti. Satelity poskytují kritické informace tím, že pořizují snímky těchto změn z vesmíru, pomáhají vědcům, vládám a pomocným agenturám připravit, reagovat na ně nebo je studovat. Za tímto účelem vytvořily NASA a ISRO výkonnou globální misi, která také umožňuje ISRO zaručený přístup k proudu dat s vysokým rozlišením přizpůsobeným indickým potřebám.
Cíle vědy a aplikací společnosti Nisar se rozprostírá šest oblastí: Procesy solidních zemí, ekosystémy, dynamika ledu, pobřežní a oceánské procesy, reakce na katastrofy a další aplikace (včetně sledování podzemních vod, ropných nádrží a infrastruktury, jako jsou hráze, přehrady atd.). Plánovaná životnost mise je tři roky, i když jeho životnost designu je nejméně pět let. Zejména datová politika mise znamenají, že data, kterou Nisar produkuje, budou během několika hodin volně k dispozici všem uživatelům (obvykle).
Jak funguje Nisar?
Jakmile je spuštěn, Nisar vstoupí na sluneční synchronní polární oběžnou dráhu při výšce 747 km a sklon 98,4 °. Odtud místo odložení obrázků Nisarův syntetický radar clony (SAR) odrazí radarové vlny z povrchu planety a změří, jak dlouho se signál vrací zpět a jak se změní jeho fáze. Schopnost radarové antény řešit menší detaily se zvyšuje s jeho délkou, nazývaná jeho clona. Na oběžné dráze je nasazení antény dlouhé stovky metrů nepraktické. Sar to obchází tím, že napodobuje obří anténu. Když se kosmická loď pohybuje vpřed, přenáší vlak radarových pulzů a zaznamenává ozvěny. Později počítač koherentně kombinuje všechny ty ozvěny, jako by byly zachyceny současně jednou velmi dlouhou anténou, tedy „syntetickým otvorem“.
Nisar spojí L-pásmový SAR (1,257 GHz), který používá radiowavy s dlouhou vlnovou délkou ke sledování změn v hustých lesích a půdě a deformacích na zemi, a S-pásmový SAR (3,2 GHz), který používá kratší vlnové rentgenové detaily, jako jsou plodiny a vodní povrchy.
Přestože Nisar bude fungovat globálně na L-Band, ISRO si vyhradila rutinu, plánované akvizice s SAR SAR nad Indií. Posledně uvedené akvizice mají rozšířenou citlivost na biomasu, lepší vyhledávání moistury půdy a zmírňují ionosférický šum-všechny schopnosti naladěné na indické potřeby v zemědělství, lesnictví a řízení katastrof. Protože radar L-pásma je hlavním nástrojem pro cíle mise NASA, očekává se, že nástroj bude fungovat až 70% každé oběžné dráhy. To však říká, že provozování obou radarů je oficiálním cílem implementace, aby se minimalizovali konflikty režimu oproti indickému subkontinentu.
Polarizace je směr, ve kterém elektrické pole nějakého elektromagnetického záření, jako jsou radiowavy, osciláty. SAR může přenášet a přijímat radarové signály s horizontální nebo vertikální polarizací. Použití různých kombinací umožní nástrojům identifikovat strukturu a typy různých povrchových materiálů, jako je půda, sníh, plodina nebo dřevo.
Šířka řádku, tj. Šířka pásů na zemi, kterou SARS bude skenovat, je ultra široký 240 km. Design Sweewsar Radars tento paprsek přenáší tento paprsek a po jeho návratu digitálně řídí více malých sub-apertur v sekvenci, syntetizující paprsky, které zametají po zemní dráze. Tato metoda pro skenování umožňuje rozlišení 240 km bez ohrožení rozlišení.
Výsledné skenování bude mít prostorové rozlišení vertikálního mapování 3-10 m a centimetr-dost na to, aby bylo například v závislosti na režimu, dostatek blížícího se poklesu půdy ve městech. Každé místo na zemi bude naskenováno jednou za 12 dní. Satelit má také velkou 12 m širokovou anténu. Nisar bude produkovat roční mapy nadzemní Woody Biomass s rozlišením 1 ha a čtvrtletních map aktivní a neaktivní plodiny. K dispozici budou také mapy zatopených versus suchých oblastí s vysokým rozlišením. Během katastrofy může být Nisar také nasměrován, aby shromažďoval data pro „poškození proxy“, které mají být dodány za méně než pět hodin.
To znamená, že pro určité režimy akvizice nebude Nisar schopen dosáhnout úplného globálního pokrytí při nejvyšším rozlišení. Nad zhruba 60 ° zeměpisná šířka bude každé alternativní pozorování přeskočeno kvůli konvergujícím pozemním stopám. Podobně asi 10% povrchu nemusí být mapováno z obou směrů (satelitního průchodu nad zemí) v jakémkoli daném 12denním cyklu.
Jak byl postaven Nisar?
V té době se obě kosmické organizace dohodly na vybudování Nisar, NASA a ISRO se rozhodly, že každé tělo přispěje hardware, odborné znalosti a financování ekvivalentního měřítka.
ISRO dodal sběrnici kosmické lodi I-3K, platformu, která je umístěna ovládací prvky, aby zvládla příkaz a data, pohon a postoj, plus 4 kW sluneční energie. Stejný balíček zahrnoval také celou radarovou elektroniku S-pásma, vysoce sazba telekomunikační systém KA-pásmo a anténa s vysokým ziskem. Elektronika S-pásma byla navržena a postavena ve středisku Space Applications v Ahmedabadu.
Největším příspěvkem NASA byl kompletní systém L-pásma SAR. Laboratoř Jet Propulsion Laboratory NASA (JPL) dodávala veškerou radiofrekvenční elektroniku, 12m anténu, 9m m-kompozitní rozmach a struktura přístroje, která nese obě radary. Agentura také vymyslela kamionovou clonu L-pásma a poskytla podpůrnou avioniku, včetně vysokokapacitního rekordéru pevného stavu, přijímače GPS, autonomního datového systému užitečného zatížení a subsystému komunikace kabinu Ka-pásmo. Kosmická loď měla být integrována do satelitního centra ISRO v Bengaluru poté, co byly dva radary spářeny na JPL. Po zkouškách na úrovni observatoře se mise zvedne ze Sriharikoty na palubě rakety GSLV MK-II, přičemž ISRO poskytuje end-to-end zahájení služeb.
Zatímco operace mise se mají soustředit na operační středisko JPL Mission Center, každodenní letové operace budou vedeny z telemetrie ISRO, sledování a velitelství v Bengaluru.
Jakmile je Nisar na oběžné dráze, většina jeho údajů bude odesílána prostřednictvím zařízení NASA v blízkosti Earth Network na Aljašce, Svalbard (Norsko) a Punta Arenas (Chile), které společně dostávají kolem 3 TB radarových dat denně. Budou doplněny pozemními stanicemi ISRO v Shadnagaru a Antarktidě. Po příjezdu nezpracovaných údajů bude Indické národní středisko pro dálkové snímání zpracovávat a distribuovat všechny produkty potřebné pro indické uživatele, což odráží potrubí NASA.
