Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
CloudSat – спутник НАСА для наблюдения за Землей, который был запущен на ракете Delta II 28 апреля 2006 года и готовится к утилизации. Он использовал радар для измерения высоты и характеристик облаков, дополняя информацию о связи между облаками и климатом, чтобы помочь в решении вопросов, связанных с глобальным потеплением. С 2011 по 2023 год он работал только в светлое время суток из-за неисправности батареи, требовавшей солнечного света для питания радара. 20 декабря 2023 года радар облачного профилирования был окончательно выключен, что ознаменовало завершение этапа сбора данных в рамках миссии. Миссия была выбрана в рамках программы Earth System Science Pathfinder НАСА в 1999 году. Компания Ball Aerospace & Technologies Corp. в Боулдере, штат Колорадо, разработала и построила космический аппарат. Первоначально основная миссия CloudSat планировалась на 22 месяца, чтобы обеспечить наблюдение за более чем одним сезонным циклом.
CloudSat is a NASA Earth observation satellite, which was launched on a Delta II rocket on April 28, 2006, and is awaiting disposal. It used radar to measure the altitude and properties of clouds, adding to the information on the relationship between clouds and climate to help resolve questions about global warming. It operated in daytime only operations from 2011 to 2023 due to battery malfunction, requiring sunlight to power the radar. On December 20, 2023, the Cloud Profiling Radar was deactivated for the final time, ending the data collection portion of the mission. The mission was selected under NASA's Earth System Science Pathfinder program in 1999. Ball Aerospace & Technologies Corp. in Boulder, Colorado, designed and built the spacecraft. CloudSat's primary mission was scheduled to continue for 22 months to allow more than one seasonal cycle to be observed.
Инструмент
Основным инструментом на борту CloudSat был Cloud Profiling Radar (CPR) – радиолокатор частотой 94 ГГц, работающий в режиме надзора вниз и измеряющий мощность сигнала, рассеянного облаками, в зависимости от расстояния до радиолокатора. Разработка радиолокатора была осуществлена в Лаборатории реактивного движения НАСА (JPL) в Пасадене, Калифорния, при аппаратном участии Канадского космического агентства. Общая конструкция CPR была простой, хорошо изученной и основывалась на опыте, накопленном при эксплуатации многочисленных облачных радиолокаторов в наземных и авиационных применениях. Большинство конструктивных параметров и конфигураций подсистем были практически идентичны параметрам и конфигурациям бортового облачного радиолокатора, который используется на самолете NASA DC-8 с 1998 года. CPR использовал накопленный опыт и знания JPL в области радиолокации. Среди других радиолокаторов, успешно запущенных или разработанных JPL, – Seasat SAR, Shuttle Imaging Radars (SIR A, SIR B, SIR C), Shuttle Radar Topography Mission (SRTM), Magellan Venus Radar Mapper, радиолокатор Cassini (для картографирования спутника Сатурна Титана), NSCAT и SeaWinds. На основе данных о сроке службы радиолокаторов, NASA рассчитывала, что радиолокатор проработает не менее трех лет с вероятностью 99%. Управление CloudSat осуществляется Лабораторией реактивного движения. Колорадский государственный университет обеспечивает научное руководство, обработку и распространение научных данных. Стоимость проекта составила приблизительно 200 миллионов долларов.
The main instrument on CloudSat was the Cloud Profiling Radar (CPR), a 94 GHz nadir looking radar that measures the power backscattered by clouds as a function of distance from the radar. The radar instrument was developed at NASA's Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena, California, with hardware contributions from the Canadian Space Agency. The overall design of the CPR was simple, well understood, and had a strong heritage from the many cloud radars already in operation in ground based and airborne applications. Most design parameters and subsystem configurations were nearly identical to those for the Airborne Cloud Radar, which has been flying on the NASA DC 8 aircraft since 1998. The CPR capitalized on existing radar expertise and experience at JPL. Other radars already flown successfully or developed by JPL include the Seasat SAR, the Shuttle Imaging Radars (SIR A, SIR B, SIR C), the Shuttle Radar Topography Mission (SRTM), Magellan Venus Radar Mapper, Cassini Radar (mapping Saturn's moon Titan), NSCAT, and SeaWinds. Based on radar lifetime data, NASA expected the radar to operate for at least three years with a 99% probability. CloudSat is managed by the Jet Propulsion Laboratory. Colorado State University provides scientific leadership and science data processing and distribution. The cost of this project was approximately $200 million.
Влияние на радиоастрономию
Уровни мощности радара CloudSat были настолько высокими, что приемная электроника обычного радиотелескопа могла выйти из строя, если бы телескоп был направлен в зенит во время пролета спутника. Более того, типичный приемник, вероятно, насытился бы во время пролета (или вблизи пролета), независимо от направления радиотелескопа, и аналогично сильные уровни сигнала были бы зарегистрированы, если бы телескоп был направлен на CloudSat или в его окрестности, когда спутник находился над горизонтом (что могло составлять около часа в день в типичном месте). Узкополосный радарный сигнал со сдвигом Доплера, вероятно, был бы обнаруживаем даже при относительно коротких интервалах времени, независимо от направления радиотелескопа, когда CloudSat находился над горизонтом.
Power levels of the CloudSat radar were such that the receiver electronics deployed on a typical radio telescope could be burned out if the telescope was pointing at the zenith during an overflight. Moreover, the typical receiver would probably saturate during an overflight (or near overflight) no matter where the radio telescope were pointed, and similarly strong signal levels would have been received if a telescope pointed at or near CloudSat whenever the satellite was above the horizon (which could be of order one hour per day at a typical location). The narrow band, Doppler shifted radar signal would probably have been detectable in even fairly short integrations no matter where a radio telescope were pointed, whenever CloudSat was above the horizon.