Введение
Совместная космическая миссия между NASA и JAXA Миссия по измерению тропических осадков (TRMM) была совместной космической миссией между NASA и JAXA, предназначенной для мониторинга и изучения тропических осадков. Термин относится как к самой миссии, так и к спутнику, который миссия использовала для сбора данных. TRMM был частью Миссии НАСА на планету Земля, долгосрочной, скоординированной исследовательской работы по изучению Земли как глобальной системы. Спутник был запущен 27 ноября 1997 года из Космического центра Танегасима в Танегасиме, Япония. TRMM действовал в течение 17 лет, включая несколько расширений миссии, прежде чем быть выведенным из эксплуатации 15 апреля 2015 года. TRMM вошла в атмосферу Земли 16 июня 2015 года.
The Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM) was a joint space mission between NASA and JAXA designed to monitor and study tropical rainfall. The term refers to both the mission itself and the satellite that the mission used to collect data. TRMM was part of NASA's Mission to Planet Earth, a long term, coordinated research effort to study the Earth as a global system. The satellite was launched on 27 November 1997 from the Tanegashima Space Center in Tanegashima, Japan. TRMM operated for 17 years, including several mission extensions, before being decommissioned on 15 April 2015. TRMM re entered Earth's atmosphere on 16 June 2015.
Предыстория
Тропические осадки - это сложный параметр для измерения из-за больших пространственных и временных колебаний. Однако понимание тропических осадков важно для прогнозирования погоды и климата, поскольку эти осадки содержат три четверти энергии, которая приводит в движение атмосферную циркуляцию ветра. До ТРММ распределение осадков во всем мире было известно только с 50% определенностью. Концепция TRMM была впервые предложена в 1984 году. Научные цели, как было предложено впервые, были следующие: Проект получил официальную поддержку от Конгресса Соединенных Штатов в 1991 году, за которым последовали строительство космических аппаратов с 1993 по 1997 год. TRMM был запущен из космического центра Танегасима 27 ноября 1997 года.
Продление миссии и вывод из орбиты
Чтобы продлить срок службы TRMM за пределы его основной миссии, НАСА увеличило высоту орбиты космического аппарата до 402,5 км в 2001 году. В 2005 году директор НАСА Майкл Гриффин решил снова продлить миссию, используя топливо, изначально предназначенное для контролируемого спуска. Это произошло после того, как в 2002 году НАСА провела обзор рисков, в котором вероятность травмы или смерти человека, вызванной неконтролируемым повторным входом TRMM, была установлена в 1 к 5000, что примерно в два раза превышает риск жертв, считающийся приемлемым для повторного входа спутников НАСА; и последующая рекомендация от Национального исследовательского совета, что миссия должна быть продлена, несмотря на риск неконтролируемого входа. Первичный датчик зонда, радар осадков, был выключен в последний раз 1 апреля 2015 года, а последний научный датчик, LIS, был выключен 15 апреля 2015 года. Перезахождение произошло 16 июня 2015 года в 06:54 UTC.
Радар осадков
Радар осадков (PR) был первым космическим инструментом, предназначенным для предоставления трехмерных карт структуры штормов. Измерения дают информацию об интенсивности и распределении дождя, о типе дождя, о глубине шторма и о высоте, на которой снег тает в дождь. Оценки тепла, выделяемого в атмосферу на разных высотах, основанные на этих измерениях, могут быть использованы для улучшения моделей глобальной атмосферной циркуляции. PR работал на частоте 13,8 ГГц и измерял 3D-распределение осадков по суше и поверхности океана. Он определил глубину восприятия слоя и, следовательно, измерил количество осадков, которое фактически достигло латентного тепла атмосферы. Он имел разрешение 4,3 км в радиусе с 220 км полосы.
Микроволновой изобразитель TRMM
Микроволновой изобразитель TRMM (TMI) был пассивным микроволновым датчиком, предназначенным для предоставления количественной информации о осадках на широком участке под спутником TRMM. Тщательно измеряя крошечные количества микроволновой энергии, испускаемой Землей и ее атмосферой, TMI смог количественно определить водяной пар, облачную воду и интенсивность осадков в атмосфере. Это был относительно небольшой инструмент, потреблявший мало энергии. Это, в сочетании с широким диапазоном и количественной информацией о осадках, сделало TMI "рабочей лошадью" пакета измерений дождя в Миссии по измерению тропических осадков. TMI - это не новый инструмент. Он основан на конструкции очень успешного специального сенсорного микроволнового / изображения (SSM / I), который непрерывно летает на оборонных метеорологических спутниках с 1987 года. TMI измеряет интенсивность излучения на пяти отдельных частотах: 10,7, 19,4, 21,3, 37,0, 85,5 ГГц. Эти частоты похожи на частоты SSM/I, за исключением того, что TMI имеет дополнительный канал 10,7 ГГц, предназначенный для обеспечения более линейного ответа на высокие уровни осадков, характерные для тропических осадков. Другое главное улучшение, которое ожидается от TMI, связано с улучшением разрешения наземного изображения. Это улучшение, однако, не является результатом каких-либо улучшений приборов, а скорее функцией более низкой высоты TRMM 402 километров по сравнению с 860 километрами SSM/I). TMI имеет 878 километров широкий полоса на поверхности. Более высокое разрешение TMI на TRMM, а также дополнительная частота 10,7 ГГц, делает TMI лучшим инструментом, чем его предшественники. Дополнительная информация, предоставляемая радаром осадков, помогает улучшить алгоритмы. Улучшенные продукты осадков на широком участке будут служить как для TRMM, так и для продолжающихся измерений, проводимых SSM/I и радиометрами, летающими на спутнике NASA EOS PM (Aqua (спутник)) и японских спутниках ADEOS II.
Видимый и инфракрасный сканеры
Видимый и инфракрасный сканер (VIRS) был одним из трех инструментов в комплекте измерения дождя и служит очень косвенным индикатором осадков. ВИРС, как следует из названия, обнаружил излучение, исходящее от Земли в пяти спектральных областях, от видимого до инфракрасного, или от 0,63 до 12 мм. ВИРС был включен в основной пакет инструментов по двум причинам. Во-первых, это его способность определять дождь. Вторая, и еще более важная причина, заключалась в том, чтобы служить стандартом передачи для других измерений, которые обычно выполняются с использованием спутников Polar Operational Environmental Satellites (POES) и Geostationary Operational Environmental Satellite (GOES). Интенсивность излучения в различных спектральных областях (или диапазонах) может быть использована для определения яркости (видимого и ближнего инфракрасного) или температуры (инфракрасного) источника.
Облака и датчик энергии Земли
Облака и Земная система излучения энергии (CERES) измеряли энергию в верхней части атмосферы, а также оценивают уровни энергии в атмосфере и на поверхности Земли. Инструмент CERES был основан на успешном эксперименте по оценке радиационного баланса Земли (ERBS), который использовал три спутника для измерения глобального энергетического баланса с 1984 по 1993 год. Используя информацию из облачных изображений с очень высоким разрешением, CERES определяет свойства облаков, включая количество облаков, высоту, толщину и размер частиц облаков. Эти измерения важны для понимания общей климатической системы Земли и улучшения моделей прогнозирования климата. Он работал только в период с января по август 1998 года и в марте 2000 года, поэтому имеющиеся данные довольно кратки (хотя позже приборы CERES были запущены в других миссиях, таких как спутники Earth Observing System (EOS) AM (Terra) и PM (Aqua).
Сенсор изображения молнии
Сенсор изображения молнии (LIS) был небольшим, очень сложным инструментом, который обнаруживает и определяет местонахождение молнии в тропических регионах земного шара. Светодиод был компактной комбинацией оптических и электронных элементов, включая визуализатор, способный находить и обнаруживать молнией в отдельных штормах. Поле зрения датчика позволило ему наблюдать за точкой на Земле или облаком в течение 80 секунд, что было достаточно для оценки частоты вспышек, что позволило исследователям определить, растет ли шторм или уменьшается.