Kaip Veikia Cosmic

{h1}

Cosmic yra novatoriškas projektas, perkeliantis palydovų technologijas į kitą lygį. Sužinokite apie cosmic šiame straipsnyje iš „WordsSideKick.com“.

Visada pagalvokite, kodėl jūsų globalios padėties nustatymo sistemos (GPS) įrenginys kartais pasodina jus į pastato vidurį, kai esate tikri, kad vis dar esate gatvėje ar šaligatviu? Gąsdinanti, taip, tačiau problema kyla ne dėl paties GPS tinklo tikslumo (GPS palydovų vietos žinomos gana tiksliai). Problema kyla dėl GPS signalo iškraipymų, kuriuos sukelia atmosfera aplink jus. Temperatūra, slėgis ir drėgmė ore - ir net viršutinės atmosferos elektriniai svyravimai - visi kartu turi GPS signalą, kai jis pasiekia jūsų vietą.

Paversdami netikėjimą dorybe, KOSMIKA yra novatoriškas Jungtinių Valstijų ir Taivano projektas, kurio metu klausomasi GPS signalo iškraipymų ir apskaičiuojama informacija, kurią galima naudoti siekiant pagerinti orų prognozavimą, numatyti klimato pokyčius ir stebėti besikeičiančią Žemės magnetizmą.

Naudodamasi septintajame dešimtmetyje sukurta koncepcija „Mariner IV“ misijai į Marsą ir remdamasi išankstinio koncepcijos įrodymo eksperimento (visuotinės padėties nustatymo sistemos / meteorologijos arba GPS / MET) sėkme 1990 m. Pabaigoje, universiteto korporacija Atmosferos tyrimai (UCAR) Boulderyje (Koloradas) ir Taivano nacionalinė kosminė organizacija (NSPO) 2001 m. Pasiekė susitarimą sukurti tvirtesnę eksperimentinę programą. Nors jos oficialus pavadinimas yra „Formosa“ palydovinė misija Nr. 3 / Meteorologijos, jonosferos ir klimato stebėjimo sistema (FORMOSAT-3 / COSMIC), JAV ji paprastai vadinama tiesiog COSMIC. NSPO teikia 80 procentų 100 mln. USD projekto lėšų, o likusią dalį teikia UCAR ir kitos Amerikos agentūros [šaltinis: Hensonas].

Galbūt įdomiau nei COSMIC vardas yra tai, ką ji siūlo daryti. Jos penkerių metų misija yra parodyti, kad nereikia daug išteklių, kad būtų pateiktas toks fundamentinis mokslas, kurio reikia norint iš naujo apibrėžti meteorologiją ir pradėti kurti tikslių klimatologinių duomenų, reikalingų esamiems klimato modeliams tobulinti, archyvą. Tai savo ruožtu mus daug ko išmokys apie klimato pokyčius.

Galiausiai COSMIC atlikti stebėjimai galėtų mums leisti daug tiksliau numatyti uraganus, sausras, kitas dideles stichines nelaimes ir net perkūniją.

Toliau pažvelkime į skirtingus komponentus, kurie sudaro COSMIC.

COSMIC komponentai

COSMIC buvo paleista 2006 m. Balandžio 14 d. Iš Vandenbergo oro pajėgų bazės Kalifornijoje.

COSMIC buvo paleista 2006 m. Balandžio 14 d. Iš Vandenbergo oro pajėgų bazės Kalifornijoje.

COSMIC sudaro palydovų, antžeminių stočių ir duomenų centrų tinklas.

Palydovai

2006 m. Balandžio 14 d. Paleista į vieną Minotauro raketą - šešių cilindro formos „žvaigždynas“. COSMIC mikrosatellitai prireikė nuo vienerių iki dvejų metų, kad būtų pasiektas darbinis aukštis ir padėtis [šaltiniai: COSMIC svetainė, Fong]. Kiekvienas palydovas sveria apie 110 svarų (70 kilogramų) ir yra maždaug 46 colių (116 centimetrų) pločio ir 7 colių (18 centimetrų) aukščio. Kiekviename laive yra tas pats trijų instrumentų rinkinys. Šiuos instrumentus ir tai, ką jie daro, apimsime šiek tiek vėliau, tačiau paprastai šie palydovai kiekvieną dieną detaliai matuoja atmosferą.

COSMIC palydovai yra poliarinėje orbitoje, tai reiškia, kad kiekvienos kelionės aplink planetą metu jie praeina per abu polius. Atskirti 30 ilgumos laipsnių ir veikti maždaug 500 mylių (800 kilometrų) aukštyje nuo planetos, palydovai kartu yra optimizuoti taip, kad kuo dažniau apimtų visą Žemės paviršių [šaltinis: Anthes].

Kadangi misijos metodas yra naujas ir apsiriboja šešiais palydovais, kartais iškyla techninių problemų. Vienu metu keliuose palydovuose kyla mažai energijos ar kyla kitų techninių problemų, dėl kurių ribojamas jų funkcionalumas ir stebėjimų, kuriuos gali atlikti laive esantys prietaisai, skaičius. Prognozuojamas palydovų gyvenimas yra penkeri metai [šaltinis: Fong].

Antžeminės stotys

Iš palydovų perduodamus duomenis renka antžeminės stotys Aliaskoje, Virdžinijos valstijoje, Norvegijoje ir Antarktidoje, daugiausiai duomenų parsisiuntimas vyksta Aliaskoje ir Norvegijoje [šaltinis: Hunt]. Tada šios antžeminės stotys perduoda informaciją duomenų centrams. Taivane esantis daugialypės misijos centras (MMC) kontroliuoja pačių palydovų judėjimą [šaltinis: Schreiner].

Duomenų centrai

Antžeminių stočių gauti duomenys persiunčiami duomenų centrai Taivane ir Boulder. Jungtinėse Valstijose duomenų centras vadinamas COSMIC duomenų analizės ir archyvų centru (CDAAC), kuriame 10 darbuotojų dirba ir paskirsto misijos duomenis mokslo bendruomenei.

Bet kokie duomenys yra renkami iš tikrųjų ir kaip tai daroma? Kitame puslapyje paaiškinta, kas yra kiekviename COSMIC palydove.

COSMIC mokslas

Prieš apžiūrėdami „COSMIC“ veržles ir varžtus, tai padeda žinoti keletą detalių apie Žemės atmosferą, kurios dauguma iš mūsų išmoko mokykloje, bet galbūt pamiršo. Atmosfera labai nesiskiria nuo daugiasluoksnio gimtadienio torto. Kiekvienas sluoksnis sėdės viršuje, išskyrus tai, kad įkvėpus oro atmosferoje dažnai neatsiras skrandžio skausmas. Be to, skiriamosios linijos tarp atmosferos sluoksnių nėra tiksliai apibrėžtos kaip kreminio šokolado sluoksnio sluoksniai. Žemiausias atmosferos lygis vadinamas troposfera. Jį sudaro oras, kuriuo kvėpuojame kiekvieną dieną, ir ten vyksta dauguma su oru susijusių įvykių. Šis sluoksnis eina nuo žemės paviršiaus iki maždaug 6,2 mylių (10 kilometrų) virš Žemės paviršiaus.

Virš to sėdi stratosfera, kuris driekiasi maždaug nuo 6,2 iki 20 mylių (10–30 kilometrų) virš Žemės. Iš pradžių manyta, kad oro atšilimas ar vėsinimas stratosferoje yra labai stabilus, todėl dabar tai sukelia reikšmingų oro sąlygų pokyčių troposferoje, todėl ši sritis yra ypač verta tiriamojo objekto [šaltinis: Yalda].

Paskutinis dalykas, kurį turime žinoti apie jonosfera, kurį sudaro jonizuotos arba įkrautos dalelės viršutinėje atmosferoje, esančios maždaug 50 mylių (80 km) virš Žemės. Intensyvi saulės spinduliuotė šiame aukštyje atitraukia elektronus nuo ore esančių molekulių, elektrifikuodama atmosferą [šaltinis: UCAR]. Jei matėte aurora borealis, matėte veikiančią jonosferą.

Dabar, kai mes geriau suprantame, ką COSMIC žiūri, panagrinėkime instrumentus, kuriuos ji naudoja, kad gautumėte geriausią vaizdą.

Oras kosmose

COSMIC TIP ir TBB instrumentai, tiriantys jonosferą, teikia tokią informaciją, kuri yra labai svarbi norint geriau suprasti „kosmoso orą“. Oras kosminėje erdvėje yra tai, kas nutinka, kai saulės spinduliai smogia Žemės magnetiniam laukui ir įkrauna jonosferą. Tai sukelia tam tikrą taikų reiškinį, pavyzdžiui, bauginantį aurora borealis, kurį dažnai galima pamatyti iš tolimiausių Žemės šiaurinių platumų. Tačiau tai taip pat gali sukelti žiaurius saulės pliūpsnius, kurie, kaip žinoma, sunaikina palydovus, išjungia elektrinius prietaisus Žemėje ir gali pakenkti kosmonautams kosmose. Kiek įmanoma daugiau žinodami apie jonosferą, galime padėti numatyti šias audras ir užkirsti kelią ar sumažinti jų padarytą žalą.

COSMIC įrankiai

COSMIC žemos orbitos (LEO) palydovai perima GPS radijo signalus, kad išmatuotų jų lenkimą ir signalo vėlavimą, kai jie praeina per atmosferą.

COSMIC žemos orbitos (LEO) palydovai perima GPS radijo signalus, kad išmatuotų jų lenkimą ir signalo vėlavimą, kai jie praeina per atmosferą.

Vienas iš įdomesnių COSMIC aspektų yra tai, kaip ji naudoja jau egzistuojančius tradicinius GPS signalus rinkdama informaciją apie atmosferos sąlygas nuo maždaug 0,6 mylių (1 km) virš žemės paviršiaus ir aukščiau [šaltinis: Schreiner]. Naudojant jos Radijo okupacijos (RO) imtuvas, palydovas nustato GPS signalą, kai jis pradeda praeiti pro Žemės atmosferą. Kadangi COSMIC palydovas tiksliai žino, kur yra GPS palydovas, jis gali atsižvelgti į atmosferos sukeltą iškraipymą ar refrakciją, kad apskaičiuotų temperatūrą, oro slėgį, drėgmę ir net elektronų tankį konkrečioje žemės vietoje.

Kiekvienas stebėjimas naudojant šiuos duomenis sukuria „vertikalų profilį“ virš konkrečios žemės vietos. Šie stebėjimai atliekami iki 2500 kartų per dieną, o tai laikui bėgant sukuria išsamų trijų matmenų atmosferos vaizdą.

COSMIC laive Mažas jonosferinis fotometras (TIP) tiksliau, nei buvo galima anksčiau, žemėlapia Žemės jonosferą. Tai gali būti maža, tačiau ji taip pat leidžia nuolat stebėti jonosferą tolimojo ultravioletinio spindulio 135,6 nanometrų bangos ilgio atžvilgiu.

Kai RO imtuvas teikia vertikalaus pobūdžio duomenis (matuoja atmosferą nuo žemės paviršiaus iki trijų dimensijų), TIP instrumentas nusako jonosferą horizontaliu arba dvimatiu būdu [šaltinis: Dymond]. TIP veikia tik naktį dėl saulės ultravioletinės spinduliuotės sukeliamų trukdžių [šaltinis: Anthes].

Taip pat atvaizduojama jonosfera, tačiau pateikiami tiek horizontalūs, tiek vertikalūs duomenys Tri juostos švyturys (TBB). TBB veikia skleidžiant signalą tiesiai iš palydovo link priėmimo stočių ir taip nustatomas jonosferos elektronų tankis. Rytų Azijoje ir Šiaurės bei Pietų Amerikoje išilgai poliarinės orbitos šiaurės-pietų ašies yra pastatytas ribotas skaičius priimamųjų stočių [šaltinis: Anthes].

Dirbdamas kartu su priimančiomis stotimis, jis praeina ir naudodamas elektronų tankio duomenis iš kitų dviejų laive esančių prietaisų, TBB pateikia išsamų 3D jonosferos modelį [šaltiniai: Dymond, Bernhardt].

Šeši RO imtuvai surenka iki 2500 stebėjimų per dieną, kai visi palydovai veikia [šaltinis: COSMIC svetainė]. TIP ir TBB nuskaito nuolat ir teikia nenutrūkstamą aprėptį.

Kitame puslapyje apžvelgsime kai kuriuos COSMIC surinktų duomenų naudojimo būdus šiandien ir kokia gali būti šios programos ateitis.

COSMIC ateitis

Pagrindinė COSMIC misija yra įrodyti, kad radijo okultų ir palydovų žvaigždynų naudojimas suteikia naudingų duomenų apie mūsų atmosferą [šaltinis: Anthes]. Jau misijos duomenys buvo naudojami tiksliau numatyti atogrąžų audras. 2006 m. Atlanto vandenyne susiformavo atogrąžų audra Ernesto. Tradiciniams orų prognozavimo modeliams nepavyko numatyti audros formavimosi, tačiau pridedant COSMIC duomenis prie modelio, prognozės apie audros susidarymą buvo labai panašios į tai, kas buvo stebėta iš tikrųjų [šaltinis: Anthes].

Galbūt dar svarbiau yra tai, kaip tai gali padėti mums suprasti klimato pokyčius. Kaip mes aprašėme anksčiau, radijo okultūros matavimai sukuria vertikalius atmosferos profilius. Kadangi šie matavimai nėra pagrįsti jokia konkrečia aiškintina technologija, jie yra idealūs ilgalaikiam palyginimui. Kalbant apie blogąją pusę, sunkumai atskyrus skirtingą temperatūros, slėgio ir drėgmės poveikį riboja kai kurių duomenų, esančių žemiau 5 mylių (8 kilometrai) ir virš 15 mylių (25 kilometrų), naudingumą klimato tyrimams [šaltinis: Anthes].

Iš esmės COSMIC perima idėją, esančią už idėjos etapo ribų, ir parodo, kad ši technologija gali suteikti naudingų rezultatų. UCAR organizuoja metinį seminarą, kad mokslininkai galėtų keistis informacija ir sužinoti daugiau apie tai, kam duomenys gali būti naudojami. Technologija ir metodas nėra naujiena, tačiau iš tikrųjų turint tokio tipo duomenis galima plačiu mastu.

Du COSMIC duomenų centrai yra atsakingi už informacijos (nemokamos) teikimą tarptautinei mokslo bendruomenei. 2010 m. Balandžio mėn. Buvo daugiau nei 1100 vartotojų iš 54 šalių [šaltinis: Schreiner]. Mokslininkai naudoja šiuos duomenis norėdami patobulinti savo tyrimus ir išmokti tiksliau įtraukti tokio tipo informaciją į savo darbą.

Ar turite kokių nors atmosferos tyrimų, kuriems norite naudoti duomenis? Registracija nemokama CDAAC svetainėje, tačiau jūs turėsite jiems pranešti, kaip ketinate naudoti informaciją.

COSMIC finansuojama iki 2011 m., Su galimybe tęsti finansavimą ir po to [šaltinis: Schreiner]. Misijai pasibaigus, nėra visiškai tikras, kas ją pakeis, jei kas nors pakeis. Tiek UCAR, tiek NSPO tikisi gauti palaikymą tęstinėje programoje, kurioje yra du ar keturis kartus daugiau palydovų, atliekančių tą patį veiksmą, tačiau užtikrinantys kur kas išsamesnę aprėptį nei įmanoma tik su šešiais palydovais. Jei šios viltys bus įgyvendintos, orų prognozės gali tapti tokios tikslios, kad žmonėms gali tekti rasti ką nors, be vietinių prognozių, apie kurias pajuokauti.

Norėdami gauti daugiau informacijos apie palydovus, orų prognozes ir dar daugiau, apsilankykite kitame puslapyje esančiose nuorodose.

COSMIC laiko juosta

1965 m. - radijo okupacija (RO) pirmą kartą buvo naudojama Marso tyrinėjimui

1988 m. - Pirmasis pasiūlymas naudoti šį metodą tiriant Žemės atmosferą

1995–1997 m. - „MicroLab-1“ vykdo pirmąją RO misiją į Žemę

2001 m. - Prasideda programa „FORMOSAT-3 / COSMIC“

2006 m. - paleistas COSMIC palydovas

2011 m. - baigiama programa COSMIC


Vaizdo Papildas: Inner Worlds, Outer Worlds - Part 2 - The Spiral.




Tyrimas


Kaip Raupsai Veikia
Kaip Raupsai Veikia

Kaip Veikia Plazmos Keitikliai
Kaip Veikia Plazmos Keitikliai

Mokslas Naujienos


Kas Yra Miražas?
Kas Yra Miražas?

Skanus Gyvenimas: Leopardo Dantys, Blauzdų Kaulai Rasti Griuvėsiuose Prie Piramidžių
Skanus Gyvenimas: Leopardo Dantys, Blauzdų Kaulai Rasti Griuvėsiuose Prie Piramidžių

Ar Mėgėjiškas Astronomas Aptiko Slaptą Marso Bazę?
Ar Mėgėjiškas Astronomas Aptiko Slaptą Marso Bazę?

5 Būdai, Kuriais Kompiuteriai Skatina Narkotikų Atradimą
5 Būdai, Kuriais Kompiuteriai Skatina Narkotikų Atradimą

Ar Tai Amelijos Earharto Lėktuvas? Papua Naujojoje Gvinėjoje Rastos Nuolaužos Iš Nuolaužų
Ar Tai Amelijos Earharto Lėktuvas? Papua Naujojoje Gvinėjoje Rastos Nuolaužos Iš Nuolaužų


LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com