Gravity Recovery and Climate Experiment

Gravity Recovery and Climate Experiment
Ilustracja
Wizja artystyczna satelitów GRACE na orbicie
Inne nazwy

GRACE,
GRACE 1 / GRACE 2,
Tom / Jerry[1]

Indeks COSPAR

2002-012A / 2002-012B[2]

Indeks NORAD

S27391 / S27392[2]

Państwo

 Stany Zjednoczone
 Niemcy

Zaangażowani

NASA
DLR

Rakieta nośna

Rokot[2]

Miejsce startu

Kosmodrom Plesieck, Rosja

Orbita (docelowa, początkowa)
Perygeum

483 km[1]

Apogeum

508 km[1]

Okres obiegu

94,5 min[1]

Nachylenie

89°[1]

Mimośród

0,00182[1]

Czas trwania
Początek misji

17 marca 2002 09:21:27[2] UTC

Wymiary
Kształt

trapezoidalny[3]

Wymiary

dł. 3,122 m, wys. 0,72 m, szer. na dole 1,942 m, szer. u góry 0,693 m[3]

Masa całkowita

500 kg[1]

Masa ładunku użytecznego

40 kg[3]

Gravity Recovery And Climate Experiment (GRACE) – misja satelitarna NASA oraz Niemieckiej Agencji Kosmicznej, której celem są pomiary anomalii grawitacji ziemskiej. Eksperyment rozpoczął się w marcu 2002. Używając pomiarów odchyleń grawitacji od średniej GRACE daje informacje na temat rozkładu masy na Ziemi. Informacje te są wykorzystywane w badaniach geologicznych, fizyce atmosfery i oceanografii. GRACE wykorzystuje metody grawimetrii.

Animacja anomalii grawitacji nad lądami z pomiarów GRACE
Animacja anomalii grawitacji nad oceanami z pomiarów GRACE

Zasady pomiarów

GRACE jest pierwszą misją satelitarną w historii monitorowania Ziemi z kosmosu, której podstawowy pomiar nie jest oparty na pasywnych lub aktywnych pomiarach przy pomocy fal elektromagnetycznych odbitych, wyemitowanych, przechodzących przez jej atmosferę lub odbitych od powierzchni Ziemi. GRACE wykorzystuje mikrofalowy system mierzenia odległości pomiędzy dwoma identycznymi satelitami umieszczonymi na orbicie okołobiegunowej ponad Ziemią w odległości około 220 km od siebie[4]. Taki system dwóch satelitów jest w stanie wyznaczyć zmiany odległości między sobą od 10 mikrometrów (w przybliżeniu jedna dziesiąta grubości włosa ludzkiego)[5]. Satelity okrążają Ziemię 15 razy na dobę i są w stanie ocenić małe zmiany w przyciąganiu grawitacyjnym. Kiedy pierwszy satelita znajduje się nad rejonem nieco silniejszej grawitacji (czyli anomalii grawitacyjnej), wtedy przemieszcza się nieco względem drugiego satelity. Powoduje to zmianę odległości pomiędzy nimi. Następnie pierwszy satelita przelatuje nad anomalią grawitacyjną i zwalnia, w tym czasie drugi satelita przyśpiesza i zwalnia nad tym samym punktem Ziemi. Używając pomiarów odległości pomiędzy satelitami oraz znając precyzyjną pozycję z GPS-u badacze są w stanie odtworzyć dokładną mapę anomalii grawitacji Ziemi.

Pomiary oceanograficzne

Ponieważ GRACE mierzy anomalie grawitacyjne, które są związane z redystrybucją masy, to nad oceanami daje to informacje na temat ciśnienia na jego dnie (za pomocą równania hydrostatyki). W oceanie lokalna redystrybucja masy w kolumnie oceanicznej związana jest z dwoma efektami: zmianami poziomu morza oraz zmianami gęstości wody. Jednak tzw. składowa steryczna (ang. steric height) zmian powierzchni oceanu, czyli ściśnięcie lub rozszerzenie kolumny wody, prowadzi wprawdzie do zmiany poziomu powierzchni oceanu, ale nie powoduje zmiany anomalii grawitacyjnej i ciśnienia na dnie oceanu i nie jest obserwowane przez misję GRACE. Zmiany powierzchni oceanu są mierzone bezpośrednio przez systemy altymetrii satelitarnej. Zarówno przepływy barotropowe jak i baroklinowe są obserwowane przez pomiary ciśnienia na dnie oceanu[6], ale GRACE jest bardziej czuły na przepływy barotropowe.

Dane

W dużych skalach przestrzennych i czasowych dane z GRACE są bardzo dokładne. Dane są obecnie dostępne z rozdzielczością przestrzenną pomiędzy dwoma punktami około 500 km i średnią czasową jednego miesiąca[7].

Przypisy

  1. a b c d e f g GRACE 1. [w:] NSSDCA Master Catalog [on-line]. NASA. [dostęp 2016-08-16]. (ang.).
  2. a b c d Jonathan McDowell: Launchlog. [w:] Jonathan's Space Home Page [on-line]. [dostęp 2016-08-16]. (ang.).
  3. a b c GRACE. [w:] eoPortal [on-line]. ESA. [dostęp 2016-08-16]. (ang.).
  4. Grace Space Twins Set to Team Up to Track Earth's Water and Gravity. NASA/JPL.
  5. GRACE Launch Press Kit. NASA/JPL.
  6. Jayne, Steven R., John M. Wahr, and Frank O. Bryan. "Observing ocean heat content using satellite gravity and altimetry." Journal of Geophysical Research: Oceans 108, no. C2 (2003).
  7. Dane z projektu GRACE http://grace.jpl.nasa.gov/

Linki zewnętrzne

Media użyte na tej stronie

Flag of the United States.svg
The flag of Navassa Island is simply the United States flag. It does not have a "local" flag or "unofficial" flag; it is an uninhabited island. The version with a profile view was based on Flags of the World and as a fictional design has no status warranting a place on any Wiki. It was made up by a random person with no connection to the island, it has never flown on the island, and it has never received any sort of recognition or validation by any authority. The person quoted on that page has no authority to bestow a flag, "unofficial" or otherwise, on the island.
Global Gravity Anomaly Animation over OCEANS.gif
Global Gravity Anomaly Animation over OCEANS from the NASA's GRACE (Gravity Recovery And Climate Experiment).
Global Gravity Anomaly Animation over LAND.gif
Global Gravity Anomaly Animation over LAND from the NASA's GRACE (Gravity Recovery And Climate Experiment).
GRACE artist concept.jpg
Artist's concept of Gravity Recovery and Climate Experiment