Geosat

Geosat

Inne nazwy	Geodetic Satellite, Geophysical Satellite, Geosat-1, Geosat-A, S15595
Indeks COSPAR	1985-021A
Zaangażowani	Johns Hopkins University, Marynarka Wojenna Stanów Zjednoczonych
Rakieta nośna	Atlas E
Miejsce startu	Vandenberg, Stany Zjednoczone
Orbita (docelowa, początkowa)
Perygeum	757 km
Apogeum	814 km
Okres obiegu	100,60 min
Nachylenie	108,10°
Mimośród	0,003976
Czas trwania
Początek misji	13 marca 1985 02:00 UTC
Koniec misji	1990
Wymiary
Masa całkowita	635 kg
Masa ładunku użytecznego	86,5 kg

Geosat (Geodetic Satellite) – amerykański wojskowy satelita geofizyczny. Jeden z pierwszych satelitów do pomiaru wysokości powierzchni wód oceanicznych i pola grawitacyjnego Ziemi. Pierwszy prowadzący takie obserwacje w sposób długoterminowy. Dane naukowe zebrane podczas jego misji uważane są za kluczowe w rozwoju oceanografii i geodezji satelitarnej^[1][2].

Przebieg misji

Zleceniodawcą i właścicielem satelity była początkowo Office of Naval Research, przy Marynarce Wojennej Stanów Zjednoczonych. Jeszcze w trakcje fazy koncepcyjnej, odpowiedzialność za projekt przejęło Naval Electronics Systems Command, obecnie Space and Naval Warfare Systems Command, tj. SPAWAR.

Odbiorcami danych były: Naval Surface Weapons Center (NSWC), Naval Ocean Research and Development Activity (NORDA), NOAA (odpowiedzialna za dystrybucję odtajnionych danych) i NASA.

Misja statku podzielona była na dwie części. W pierwszej, nazwanej Geodetic Mission (GM), dane zbierane przez statek były utajnione ze względu na wykorzystanie ich do poprawy celności rakietowych pocisków balistycznych UGM-133A Trident II D-5, używanych na okrętach podwodnych typu Ohio. Trwała od 30 marca 1985 do 30 września 1986. Statek okrążał wtedy Ziemię w tempie 330 razy na 23,07 doby. 8 listopada 1986 satelita rozpoczął realizację drugiej misji naukowej Exact Repeat Mission, misja dokładnego powtórzenia, powtarzającej pomiary zebrane przez satelitę SeaSat. Podczas misji ERM, statek okrążał Ziemię w tempie 244 razy na 17,05 doby. Dane ERM były już dostępne dla społeczności naukowej. Misję przerwała w styczniu 1990 awaria obu rejestratorów taśmowych statku i postępująca degradacja mocy sygnału radarowego.

Dane zebrane podczas misji GM były ujawniane w kilku etapach:

• w 1990 odtajniono pomiary dotyczące wód otaczających Antarktydę, między 60. a 72. równoleżnikiem południowym
• w 1992 odtajniono pomiary wód oceanicznych położonych na południe od 30. równoleżnika południowego
• w lipcu 1995 ujawniono dane zebrane z pozostałych obszarów

Odtajnione dane z satelity Geosat, wraz z danymi europejskiego satelity ERS-1, pozwoliły na opracowanie w 1996 pierwszej satelitarnej mapy światowego wszechoceanu^[3] i potwierdzenie, że tafla wód oceanicznych nie jest równa, a odchylenia od średniej wysokości mogą sięgać 200 metrów^[4]. Szacuje się, że zebranie takich danych przez statki oceanograficzne zajęłoby około 125 lat^[3].

Statek pozostaje na orbicie okołoziemskiej. Koszt misji szacowany jest na 85 mln. USD (1985)^[4].

Budowa i działanie

Budowa statku była podobna budowy satelity GEOS-3. Charakterystyczny wygląd satelicie nadawał 610 cm wysięgnik nożycowy z obciążeniem 45 kg na końcu. Służył on do stabilizowania gradientem grawitacji.

Położenie statku było kontrolowane przez trzy cyfrowe czujniki położenia Słońca i magnetometr trójosiowy. Układ wykonawczy składał się z 6 silniczków gazowych napędzanych freonem. Sześć zbiorników magazynowało 38 kg gazu pod ciśnieniem 1,9 MPa, zmniejszanym na wylocie przez zawory redukcyjne do wartości 10,5 kPa. Maksymalna zmiana prędkości wynosiła 23,5 m/s.

Statek stabilizowany był gradientem grawitacji. Zaraz po wystrzeleniu i odłączeniu od rakiety nośnej, statek stabilizowany był obrotowo, z prędkością 90 obr./min. Do zastopowania rotacji użyto odłączanych dwóch zestawów przewodów typu jojo.

Łączność i telemetria

Komendy do statku były nadsyłane w paśmie VHF. Telemetria przesyłana na Ziemię przez zestaw dwóch rejestratorów taśmowych (każdy o pojemności 450 Mb, po szyfrowaniu), dwóch urządzeń szyfrujących i dwóch nadajników pasma S (2207,5 MHz). Rejestratory taśmowe, typu Odetics, były dwuścieżkowymi urządzeniami do zapisu wysokiej gęstości, z prędkością 10,205 kbps (8,5 kb tego pasma zajmowały dane z radaru, 1,5 kb, dane o funkcjonowaniu statku). Odtwarzanie danych odbywało się z prędkością 833 kbps.

Geosat wyposażony był również w podwójne nadajniki dopplerowskie, systemu Tranet, umożliwiające dokładne śledzenie statku z Ziemi (przez Defense Mapping Agency). Dokładne dane o pozycji satelity, pochodzące z Tranetu, zostały odtajnione w 1993.

Układ nadawczy statku był kompatybilny z wojskowym systemem AN/SMQ-11, pozwalającym odbierać dane, m.in. 29 okrętom wojennym (w tym lotniskowcom, śmigłowcowcom, statkom dowodzenia) i 33 stacjom meteorologicznym i oceanograficznym.

Ładunek naukowy

Pierwsza satelitarna mapa topograficzna ziemskich oceanów

Do wykonywania pomiarów wysokości oceanów wykorzystywano wysokościomierz radarowy, o dokładności pomiaru około 3-5 cm (3 cm dokładność osiągnięto dzięki zaawansowanej obróbce danych^[5]), pracujący na częstotliwości 13,50 GHz. Pole widzenia instrumentu wynosiło 10x15 km^[4]. Przyrząd zaprojektowało i skonstruowało laboratorium fizyki stosowanej przy Johns Hopkins University, które było też głównym wykonawcą statku. Placówka ta była również odpowiedzialna za obsługę statku i zbieranie danych. Wiązka radarowa przez 98% czasu pracy była odchylona o 1° od nadiru. Radar zużywał ok. 125 W energii elektrycznej, w tym 70 W zużywał nadajnik radaru, przy średniej mocy radiowej 20 W wypromieniowanej 1 m anteną paraboliczną.

Zobacz też

• Geosat Follow-On
• SeaSat
• TOPEX/Poseidon

Przypisy

Bibliografia

• Space 40 (cz.)
• Federation of American Scientists (ang.)
• NSSDC Master Catalog (ang.)
• National Snow and Ice Data Center

Linki zewnętrzne

• eoPortal Directory (ang.)
• Geosat handbook (ang.)
• Analysis and estimation of the geosat sea state bias (ang.)