Yerçekimi alanı ve kararlı durum Okyanus Sirkülasyonu Gezgini

Yerçekimi alanı ve kararlı durum Okyanus Sirkülasyonu Gezgini
GOCE Bu görüntünün açıklaması, aşağıda da yorumlanmıştır GOCE uydusunun modeli ( DLR ). Genel veri
Organizasyon Avrupa Uzay Ajansı
Oluşturucu Alenia Spazio, ardından Thales Alenia Space
Program Yaşayan Gezegen (Dünya Gezgini)
Alan Dünyanın yerçekimi alanının ölçümü
Durum Görev tamamlandı
Başlatmak 17 Mart 2009
Başlatıcı Rokot
Görev sonu 10 Kasım 2013
Süresi 2 yıl (birincil görev)
Deorbiting 11 Kasım 2013
COSPAR tanımlayıcı 2009-013A
Site ESA
Teknik özellikler
Başlangıçta kütle 1.100  kilo
Tahrik İyonik motor
Tutum kontrolü 3 eksende stabilize
Elektrik gücü 1.300 watt
Yörünge
Yörünge Güneş eşzamanlı yörünge
Periapsis 250  km
Eğim 96.5 °
Ana enstrümanlar
YUMURTA Gradyometre
Küresel Konumlama Sistemi GPS alıcısı
LRR Lazer retroreflektör

Yerçekimi alanı ve kararlı durum Okyanus Sirkülasyon Gezgini (GOCE),Avrupa Uzay Ajansı'nınfırlatılanbilimsel bir uydusudur.17 Mart 20092 çözünürlüğe sahip ölçmek için tasarlanmıştır  cm , çekim alanı ( Jeoit arasında) Dünya . Bu amaca ulaşmak için uydu, 260 kilometre yükseklikte özellikle alçak bir yörüngeye yerleştirildi ve çok yüksek hassasiyetli ivmeölçerlerle donatıldı . Görev bitiyor11 Kasım 2013 tüm hedeflerini yerine getirerek.

Bağlam

GOCE ilk Earth Explorer bilimsel misyonu ait Yaşayan Gezegen programının arasında Avrupa Uzay Ajansı . Bu program, Dünya'nın uzaydan incelenmesine adanmıştır ve Dünya İzleme adı altında bir araya getirilmiş, operasyonel kullanım için veri toplamayı amaçlayan bilimsel görevler ve görevlerden oluşur . GOCE 1999 yılında seçildi ve bir fizibilite çalışması aşamasından sonra, endüstriyel gelişimiŞubat 20012005 yılında lansman amacıyla İtalyan Alenia Spazio şirketine .

Hedefler

Yerçekimi alanı Earth homojen değildir: 9.800 m arasında bir ortalama değere sahip s / 2 , bu s / sadece 9,788 m 2 / ekvator ve 9,838 m düzeyinde s 2 kutuplarda. Bu sapma, gezegenin dönüşü ile oluşturulan Dünya'nın hafifçe düzleştirilmiş şekline bağlıdır. Yerçekiminin yoğunluğu, denizlerin üstündeki ve altındaki rahatlamadan da etkilenir. Son olarak, yerçekimi, Dünya içindeki malzemelerin dağılımından etkilenir ve bu tekdüze değildir: sadece yer kabuğunun ve mantosunun kalınlığı değişmekle kalmaz, aynı zamanda bu katmanların kendileri de homojen değildir. Deniz akıntıları veya gelgitler nedeniyle deniz seviyesinin yükselmesi, deniz buzunu etkileyen değişiklikler veya volkanik püskürmeler nedeniyle yeraltında su veya petrol bulunması , alanı daha küçük bir ölçekte değiştirebilir.

GOCE , Dünya'nın yerçekimi alanını doğru bir şekilde haritalamayı ve böylece değerine katkıda bulunan tüm faktörleri ölçmeyi amaçlayan bir jeodezi görevidir . Uydu , 100 km'lik bir çözünürlük  için Dünya'nın bir jeoidini (yerçekimi alanının yoğunluğunu yansıtan Dünya'nın geometrik şeklini) 2–3 cm hassasiyetle  modellemeyi mümkün kılmalıdır , yani bir büyüklük düzeninde bir gelişme. mevcut modellere kıyasla. Uydu 1 hassasiyetle yerel çekim alanı anomalileri ölçmeli  miligal (10 -5  m / s 2 ). GOCE tarafından gerçekleştirilen ölçümler , Dünya'nın iç yapısı ve sismik mekanizmalar hakkındaki bilgilerimizi geliştirmelidir. Bu veriler , okyanusların seviyesindeki değişime katkıda bulunan faktörler olan büyük okyanus akıntıları , topografya ve buzulların evrimi gibi küresel olayları değerlendirmeyi mümkün kılmalıdır .

Görev tasarımı

Misyon için objektif setini elde etmek için, proje yöneticileri böylece çekim alanında varyasyonlara hassasiyetini artırmak, özellikle düşük irtifada seyahat eden bir uyduyu tasarladık: GOCE bir yolculuk güneşe eşzamanlı yörüngede 250  km bir ile eğimi 96.5 ° . Ancak bu irtifada, uydu, ölçümleri bozmamak için itme kuvvetiyle büyük bir hassasiyetle telafi edilmesi gereken kalıntı atmosferin önemli bir direncine maruz kalır. Kullanılan ivmeölçerlerin hassasiyeti , görev için belirlenen hedeflere ulaşılmasını sağlayan ikinci faktörü oluşturmaktadır.

Geliştirme

Ana yüklenici gelişimi için Goce İtalyan şirketi emanet edilir Alenia Spazio (parçası Thales Alenia Space grubuna ). EADS Astrium sağlar platformu ise Alcatel Space ana enstrüman, gerçekleşmesi sorumludur gradiometre içermektedir, ivmeölçer tarafından geliştirilen Uzay Araştırmaları ve Araştırmalar Ulusal Bürosu (ONERA).

Teknik özellikler

Görev için seçilen çok düşük irtifada , kalan atmosferin direnci önemlidir. Uydu yer değiştirmesi üzerindeki etkisini sınırlamak için tartım 1.100  kg , bu 1 ile sınırlı bir alana sahip bir sekizgen ön bölümü ile simetrik uzunlamasına bir şekle (5.3 metre) sahip  m, 2 . Merkez gövdeye aşılanmış iki dikey kanat, ek aerodinamik stabilite sağlar. Uydu 3 eksende sabitlenmiştir . Güneş panelleri ile fotovoltaik hücreler için galyum arsenit 1300 watt ve temin lityum iyon pili tutulması dönemlerinde elektrik enerjisini depolamak için kullanılan 78 Ah kapasiteli. Bir dizi iyon motorlar ile güç ksenon , itme olan 1 ile 20 arasındaki modüle edilebilir  mili newton sürekli telafi atmosferik sürükleme uydu hareketi, sadece yerçekimi alanı maruz böylece. Telekomünikasyon S-bandında 4 kilobit yukarı  doğru akış ve 850 kilobit aşağı akış ile gerçekleştirilir. Her iki yönde bağlantıları ile yapılır Kiruna istasyonunda yer, İsveç .

Yük

Yük, üç araç içerir:

Misyonun yürütülmesi

Lansmanın şu tarihte yapılması planlanıyor: 10 Eylül 2008, ancak Rokot fırlatıcısının Briz-K üst aşamasının jiroskopik ünitesinin güç kaynağı ünitesindeki bir arızanın keşfedilmesinin ardından birkaç kez ertelendi , ardından bunun için planlandı16 Mart 2009. Uydu nihayet yörüngeye kondu.17 Mart 2009dan Plessetsk kozmodromunda içinde Rusya . Uydu, fırlatılmasından on iki ay sonra, hedeflerine ulaşmasını sağlayan verileri toplar. The8 Temmuz 2010, GOCE toplanan bilimsel veri iletmek edememektedir. ESA uzmanları ve ilgili üreticiler, sorunun telemetriden sorumlu modüller ile işlemcininki arasındaki bağlantıdan kaynaklandığını belirlemeyi başarırlar. Yer kontrolörleri , sistem yazılımının yeni sürümlerini indirerek ve bilgisayarların monte edildiği bölümün sıcaklığını 7  ° C artırarak normal çalışmayı geri yükleyebilir.Eylül 2010. Görev bitmeliNisan 2011ancak 18 ay uzatıldı. Ksenon tüketimi beklenenden daha düşüktür ve GOCE'nin misyonunun uzatılması tamamlanmak üzereyken , programın bilimsel konseyi, kullanıcı topluluğuna danıştıktan sonra, yörüngeyi düşürerek daha iyi hassasiyette veri elde etmeye karar verir. Bu, arasında kademeli olarak azaltılırAğustos 2012 ve Nisan 2013255 den  Km 235 için  km . Yeni yörüngesinde ölçümler aldıktan sonra,21 Ekim 2013Uydu 40 sonuna eriştiğinde  kg arasında iksenon onun sağlar iyonik motoru çalıştırmak için. İtici güçten yoksun olan uydu, hızla irtifa kaybetti. The11 Kasım 2013Sibirya , Batı Pasifik Okyanusu , Doğu Hint Okyanusu ve Antarktika üzerinden geçerek atmosferik yeniden girişine başlar . Yüksek irtifada ve 1.100% 25'i hakkında uydu dağılır  kg muhtemelen zarar vermeden yörüngesinden boyunca Dünya'nın yüzeyine ulaşır. Görev, fırlatıcı maliyeti ve operasyonel aşama dahil 350 milyon avroya mal oluyor .

Bilimsel sonuçlar

GOCE verilerinden geliştirilen ilk sonuçlar , ESA Yaşayan Gezegen Sempozyumu sırasında sunulmuştur .28 HAZİRAN -de 2 Temmuz 2010içinde Bergen , Norveç . Sadece iki aylık verilerle ilk küresel jeoit üretildi. Doğruluk, daha sonra her 2 aylık döngüde iyileştirilir. Toplanan veriler, ısının Dünya etrafındaki taşınmasının% 70-80'ini atmosfer yoluyla ve% 20-30'unu okyanuslarda oluşturduğunu gösterirken , bilim adamları şu ana kadar oranın% 50-50 olması gerektiğini tahmin ediyor. The31 Mart 2011, Bir araya getiren bilimsel bir kongrede GOCE kullanıcıları gerçekleşen Münih , Almanya , geoidin başarılı sürümü sunulmuştur. Okyanus akıntıları ve gelgitlerden soyutlanan ve okyanus sirkülasyonunu ölçmek, okyanus seviyesi değişikliklerini ve buz dinamiklerini belirlemek için çok önemli bir kriter olan yeni jeoit, iklim değişikliği süreçlerini etkiliyor.

Notlar ve referanslar

Notlar

Referanslar

  1. (içinde) "  First Earth explorer core task move into gear  " , ESA (erişim tarihi 11 Kasım 2013 ) .
  2. GOCE 2010 misyonunun sunumu , s.  6.
  3. (içinde) "  GOCE  : Satellite  " , ESA (erişim tarihi 11 Kasım 2013 ) .
  4. GOCE 2010 misyonunun sunumu , s.  18.
  5. (içinde) "  GOCE  : a teknolojik başarı  " , ESA (erişim tarihi 11 Kasım 2013 ) .
  6. "  GOCE yerçekimine teslim  " , CNES Scientific misyonları ( 11 Kasım 2013'te erişildi ) .
  7. GOCE 2010 misyonunun sunumu , s.  12-13.
  8. (inç) "  GOCE yerçekimi görevi yeniden iş başında  " , ESA , 7 Eylül 2010.
  9. (inç) "  ESA'nın Yerçekimi Görevine 18 aylık uzatma hakkı verildi  " , ESA , 25 Kasım 2010.
  10. (in) "  GOCE'nin ikinci görevi Yerçekimi haritasını iyileştirme  " , ESA , Kasım 16, 2012.
  11. (inç) "  GOCE yerçekimine teslim  " , ESA , 11 Kasım 2013.
  12. (içinde) "  GOCE gerçekler  " , ESA (erişim tarihi 11 Kasım 2013 ) .
  13. Christian Lardier, "Yaşayan gezegen: gözlem altındaki Dünya", Air et Cosmos , n o  2226,9 Temmuz 2010.
  14. Cécile Dumas, "  Tüm ağırlığıyla Dünya  ", Sciences et Avenir ,31 Mart 2011.
  15. (inç) "  Dünya'nın Yerçekimi Eşi Görülmemiş Ayrıntılarla Ortaya Çıkışı  " , ESA , 31 Mart 2011.

Kaynaklar

Ekler

İlgili Makaleler

Dış bağlantılar