Jason-1 - Jason-1

Jason-1
Jason-1.jpg
Künstlerische Interpretation des Jason-1-Satelliten
Missionstyp Ozeanographie-Mission
Operator NASA  / CNES
COSPAR-ID 2001-055A
SATCAT- Nr. 26997
Webseite Ozeanoberflächentopographie aus dem Weltraum
Missionsdauer 3 Jahre (geplant)
11+12 Jahre (erreicht)
Eigenschaften von Raumfahrzeugen
Bus Proteus
Hersteller Thales Alenia-Raum
Startmasse 500 kg (1.100 lb)
Leistung 1000 Watt
Missionsbeginn
Erscheinungsdatum 7. Dezember 2001, 15:07:00 UTC
Rakete Delta II
Startplatz Vandenberg , SLC-2W
Auftragnehmer Boeing Verteidigung, Raumfahrt und Sicherheit
Ende der Mission
Deaktiviert 1. Juli 2013
Bahnparameter
Referenzsystem Geozentrische Umlaufbahn
Regime Niedrige Erdumlaufbahn
Höhe 1.336 km (830 Meilen)
Neigung 66,0°
Zeitraum 112,56 Minuten
 

Jason-1 war eine Satelliten-Höhenmesser- Ozeanographie-Mission. Ziel war es, die globale Ozeanzirkulation zu überwachen , die Verbindungen zwischen Ozean und Atmosphäre zu untersuchen , globale Klimavorhersagen und -vorhersagen zu verbessern und Ereignisse wie El Niño und Ozeanwirbel zu überwachen . Jason-1 wurde 2001 gestartet, gefolgt von OSTM/Jason-2 im Jahr 2008 und Jason-3 im Jahr 2016 – der Jason-Satellitenserie .

Benennung

Die Herkunft des Namens beginnt mit dem JASO1-Treffen (JASO=Journées Altimétriques Satellitaires pour l'Océanographie) in Toulouse , Frankreich , um die Probleme der Assimilation von Höhenmesserdaten in Modellen zu untersuchen. Jason als Akronym steht auch für "Joint Altimetry Satellite Oceanography Network". Darüber hinaus wird es verwendet, um auf die mythische Suche nach Wissen von Jason und den Argonauten zu verweisen . [1] [2] [3] Gemeinfrei Dieser Artikel enthält Text aus dieser Quelle, die gemeinfrei ist .

Geschichte

Jason-1 ist der Nachfolger der TOPEX/Poseidon- Mission, die von 1992 bis 2005 die Topographie der Meeresoberfläche vermessen hat . Wie sein Vorgänger ist Jason-1 ein gemeinsames Projekt der Raumfahrtagenturen NASA ( USA ) und CNES ( Frankreich ). Der Nachfolger von Jason-1, die Ocean Surface Topography Mission auf dem Jason-2- Satelliten, wurde im Juni 2008 gestartet. Diese Satelliten bieten eine einzigartige globale Sicht auf die Ozeane, die mit herkömmlichen schiffsgestützten Probenahmen unmöglich zu gewinnen ist.

Jason-1 wurde von Thales Alenia Space unter Verwendung einer Proteus- Plattform im Auftrag von CNES sowie des Hauptinstruments von Jason-1, dem Poseidon-2-Altimeter (Nachfolger des Poseidon-Höhenmessers an Bord von TOPEX/Poseidon), gebaut.

Jason-1 wurde entwickelt, um den Klimawandel durch sehr genaue millimetergenaue Messungen der globalen Meeresspiegeländerungen zu messen . Wie TOPEX/Poseidon verwendet Jason-1 einen Höhenmesser , um die Hügel und Täler der Meeresoberfläche zu messen. Diese Messungen der Meeresoberflächentopographie ermöglichen es Wissenschaftlern, die Geschwindigkeit und Richtung von Meeresströmungen zu berechnen und die globale Ozeanzirkulation zu überwachen. Der globale Ozean ist der Hauptspeicher der Erde für Sonnenenergie. Jason-1s Messungen der Meeresoberflächenhöhe zeigen, wo diese Wärme gespeichert wird, wie sie sich durch Meeresströmungen um die Erde bewegt und wie sich diese Prozesse auf Wetter und Klima auswirken.

Jason-1 wurde am 7. Dezember 2001 von der Vandenberg Air Force Base in Kalifornien an Bord einer Delta II- Trägerrakete gestartet . Während der ersten Monate teilte sich Jason-1 eine fast identische Umlaufbahn mit TOPEX/Poseidon, was eine Kreuzkalibrierung ermöglichte. Am Ende dieses Zeitraums wurde die ältere Satelliten auf eine neue Umlaufbahn auf halbem Weg zwischen den einzelnen Jason bewegt Erdbahn . Jason hatte einen Wiederholungszyklus von 10 Tagen.

Am 16. März 2002 erlebte Jason-1 eine plötzliche Haltungsstörung, begleitet von vorübergehenden Schwankungen in den Bordnetzen. Kurz nach diesem Vorfall wurden zwei neue kleine Weltraumschrottstücke in Bahnen beobachtet, die etwas niedriger als die von Jason-1 waren, und spektroskopische Analysen bewiesen schließlich, dass sie von Jason-1 stammten. Im Jahr 2011 wurde festgestellt, dass die Trümmerstücke höchstwahrscheinlich von Jason-1 durch ein nicht identifiziertes, kleines "Hochgeschwindigkeitsteilchen" herausgeschleudert wurden, das auf eines der Sonnenkollektoren des Raumfahrzeugs traf .

Orbit-Manöver im Jahr 2009 brachten den Jason-1-Satelliten auf die gegenüberliegende Seite der Erde des OSTM/Jason-2- Satelliten, der von den Vereinigten Staaten und französischen Wetterbehörden betrieben wird. Zu dieser Zeit flog Jason-1 über dieselbe Region des Ozeans, die OSTM/Jason-2 fünf Tage zuvor überflogen. Seine Bodenspuren fielen auf halbem Weg zwischen denen von OSTM/Jason-2, die am Äquator etwa 315 km voneinander entfernt sind .

Diese verschachtelte Tandemmission lieferte die doppelte Anzahl von Messungen der Meeresoberfläche und brachte kleinere Merkmale wie Meereswirbel ins Blickfeld. Die Tandem-Mission trug auch dazu bei, den Weg für eine zukünftige Ozean-Höhenmesser-Mission zu ebnen, die mit ihrem einzigen Instrument viel detailliertere Daten sammeln würde als die beiden Jason-Satelliten jetzt zusammen.

Anfang 2012 wurde Jason-1, nachdem er bei der Kreuzkalibrierung der OSTM/Jason-2-Ersatzmission geholfen hatte, in seine Friedhofsbahn manövriert und der gesamte verbleibende Treibstoff wurde abgelassen. Die Mission war immer noch in der Lage, wissenschaftliche Daten zurückzugeben und das Schwerefeld der Erde über dem Ozean zu messen. Am 21. Juni 2013 wurde der Kontakt zu Jason-1 abgebrochen; mehrere Versuche, die Kommunikation wiederherzustellen, schlugen fehl. Es wurde festgestellt, dass der letzte verbliebene Sender an Bord des Raumfahrzeugs ausgefallen war. Die Betreiber schickten am 1. Juli 2013 Befehle an den Satelliten, um verbleibende funktionierende Komponenten auszuschalten, wodurch er außer Betrieb genommen wurde. Es wird geschätzt, dass die Raumsonde mindestens 1.000 Jahre im Orbit bleiben wird.

Das Programm ist nach dem griechischen mythologischen Helden Jason benannt .

Satelliteninstrumente

Jason-1 hat fünf 5 Instrumente:

Der Satellit Jason-1, sein Höhenmesser und eine Positionsverfolgungsantenne wurden in Frankreich gebaut. Das Radiometer, der Global Positioning System-Empfänger und das Laser-Retroreflektor-Array wurden in den Vereinigten Staaten gebaut.

Verwendung von Informationen

TOPEX/Poseidon und Jason-1 haben zu großen Fortschritten in der Wissenschaft der physikalischen Ozeanographie und in der Klimaforschung geführt. Ihr 15-jähriger Datensatz der Meeresoberflächentopographie bietet die erste Möglichkeit, die globale Veränderung der Ozeanzirkulation und des Meeresspiegels zu beobachten und zu verstehen. Die Ergebnisse haben das Verständnis der Rolle des Ozeans beim Klimawandel verbessert und Wetter- und Klimavorhersagen verbessert. Die Daten dieser Missionen werden verwendet, um Ozeanmodelle zu verbessern, die Intensität von Hurrikanen vorherzusagen und große Ozean-/Atmosphärenphänomene wie El Niño und La Niña zu identifizieren und zu verfolgen . Die Daten werden auch täglich in so unterschiedlichen Anwendungen wie der Routenplanung von Schiffen, der Verbesserung der Sicherheit und Effizienz von Offshore-Industriebetrieben, der Verwaltung von Fischereien und der Verfolgung von Meeressäugern verwendet. Ihr 15-jähriger Datensatz der Meeresoberflächentopographie bietet die erste Möglichkeit, die globale Veränderung der Ozeanzirkulation und des Meeresspiegels zu beobachten und zu verstehen. Die Ergebnisse haben das Verständnis der Rolle des Ozeans beim Klimawandel verbessert und Wetter- und Klimavorhersagen verbessert. Die Daten dieser Missionen werden verwendet, um Ozeanmodelle zu verbessern, die Intensität von Hurrikanen vorherzusagen und große Ozean-/Atmosphärenphänomene wie El Niño und La Niña zu identifizieren und zu verfolgen. Die Daten werden auch täglich in so unterschiedlichen Anwendungen wie der Routenplanung von Schiffen, der Verbesserung der Sicherheit und Effizienz von Offshore-Industriebetrieben, der Verwaltung von Fischereien und der Verfolgung von Meeressäugern verwendet.

TOPEX/Poseidon und Jason-1 haben wichtige Beiträge zum Verständnis von:

Ozeanvariabilität

Obwohl der Satellit Topex/Poseidon (links) von 1993–2005 einen durchschnittlichen jährlichen globalen mittleren Meeresspiegelanstieg von 3,1 mm/Jahr gemessen hat, misst Jason-1 nur 2,3 mm/Jahr GMSL-Anstieg, und der Satellit Envisat (2002–2012 ) misst nur 0,5 mm/Jahr GMSL-Anstieg. In dieser Grafik repräsentiert die vertikale Skala den global gemittelten mittleren Meeresspiegel. Saisonale Schwankungen des Meeresspiegels wurden entfernt, um den zugrunde liegenden Trend zu zeigen. (Bildnachweis: University of Colorado)

Die Missionen zeigten die überraschende Variabilität des Ozeans, wie sehr er sich von Jahreszeit zu Jahreszeit, von Jahr zu Jahr, von Jahrzehnt zu Jahrzehnt und auf noch längeren Zeitskalen ändert. Sie beendeten die traditionelle Vorstellung eines quasi-stationären, großräumigen Musters der globalen Ozeanzirkulation, indem sie bewiesen, dass sich der Ozean auf allen Skalen schnell verändert, von riesigen Merkmalen wie El Niño und La Niña, die den gesamten äquatorialen Pazifik abdecken können, zu winzigen Wirbeln, die vom großen Golfstrom im Atlantik wirbeln.

Änderung des Meeresspiegels

Messungen von Jason-1 zeigen, dass der mittlere Meeresspiegel seit 2001 mit einer durchschnittlichen Rate von 2,28 mm (0,09 Zoll) pro Jahr ansteigt. Dies ist etwas weniger als die Rate, die bei der früheren TOPEX/Poseidon- Mission gemessen wurde , aber mehr als das Vierfache der Rate gemessen durch die spätere Envisat- Mission. Die Messungen des mittleren Meeresspiegels von Jason-1 werden kontinuierlich auf der Website des Centre National d'Études Spatiales auf der Aviso-Seite grafisch dargestellt . Auf dieser Website ist auch eine zusammengesetzte Meeresspiegelgrafik verfügbar, die Daten von mehreren Satelliten verwendet .

Der Datensatz dieser Altimetrie-Missionen hat Wissenschaftlern wichtige Erkenntnisse darüber gegeben, wie der globale Meeresspiegel durch natürliche Klimaschwankungen sowie durch menschliche Aktivitäten beeinflusst wird.

Planetenwellen

TOPEX/Poseidon und Jason-1 machten die Bedeutung planetarischer Wellen wie Rossby- und Kelvin- Wellen deutlich. Niemand hatte erkannt, wie weit verbreitet diese Wellen sind. Diese Tausende von Kilometern breiten Wellen werden vom Wind unter dem Einfluss der Erdrotation angetrieben und sind wichtige Mechanismen zur Übertragung von Klimasignalen über die großen Ozeanbecken. In hohen Breiten reisen sie doppelt so schnell, wie Wissenschaftler bisher glaubten, was zeigt, dass der Ozean viel schneller auf Klimaänderungen reagiert, als vor diesen Missionen bekannt war.

Ozeangezeiten

Die präzisen Messungen von TOPEX/Poseidons und Jason-1 haben das Wissen über die Meeresgezeiten auf ein beispielloses Niveau gebracht. Die Änderung des Wasserspiegels aufgrund von Gezeitenbewegungen in der Tiefsee ist überall auf der Erde mit einer Genauigkeit von 2,5 Zentimetern (1 Zoll) bekannt. Dieses neue Wissen hat die Vorstellungen darüber, wie sich Gezeiten zerstreuen, revidiert. Anstatt, wie bisher angenommen, ihre gesamte Energie über flachem Meer in Küstennähe zu verlieren, geht tatsächlich etwa ein Drittel der Gezeitenenergie in die Tiefsee verloren. Dort wird die Energie durch Mischen von Wasser mit unterschiedlichen Eigenschaften verbraucht, ein grundlegender Mechanismus in der Physik, der die allgemeine Zirkulation des Ozeans bestimmt.

Ozeanmodelle

TOPEX/Poseidon- und Jason-1-Beobachtungen lieferten die ersten globalen Daten zur Verbesserung der Leistung der numerischen Ozeanmodelle, die eine Schlüsselkomponente von Klimavorhersagemodellen sind. TOPEX/Poseidon- und Jason-1-Daten sind am University of Colorado Center for Astrodynamics Research, dem Physical Oceanography Distributed Active Archive Center der NASA und dem französischen Datenarchivzentrum AVISO verfügbar.

Nutzen für die Gesellschaft

Höhendaten haben eine Vielzahl von Anwendungen, von der wissenschaftlichen Grundlagenforschung zum Klima bis hin zur Schiffsrouten. Zu den Anwendungen gehören: Klimaforschung : Höhenmessdaten werden in Computermodelle integriert, um Veränderungen in der Wärmeverteilung im Ozean, einem Schlüsselelement des Klimas, zu verstehen und vorherzusagen. El Niño- und La Niña- Vorhersage: Das Verständnis der Muster und Auswirkungen von Klimazyklen wie El Niño hilft, die katastrophalen Auswirkungen von Überschwemmungen und Dürren vorherzusagen und abzumildern. Hurrikanvorhersage : Höhenmesserdaten und Satelliten-Meereswinddaten werden in atmosphärische Modelle für die Vorhersage der Hurrikansaison und die individuelle Sturmstärke integriert. Ship Routing: Karten von Meeresströmungen , Wirbeln und Vektorwinden werden in der kommerziellen Schifffahrt und im Freizeitsegeln verwendet, um Routen zu optimieren. Offshore-Industrien: Kabellegeschiffe und Offshore-Ölbetriebe erfordern genaue Kenntnisse der Ozeanzirkulationsmuster, um die Auswirkungen starker Strömungen zu minimieren. Marine Mammal Research: Pottwale, Seebären und andere Meeressäuger können verfolgt werden, und deshalb untersucht, um Ozean Verwirbelungen , wo Nährstoffe und Plankton reichlich vorhanden sind. Fischereimanagement : Satellitendaten identifizieren Meereswirbel, die eine Zunahme der Organismen im marinen Nahrungsnetz mit sich bringen und Fische und Fischer anlocken. Korallenriffforschung : Fernerkundungsdaten werden verwendet, um Korallenriff-Ökosysteme zu überwachen und zu bewerten, die empfindlich auf Änderungen der Meerestemperatur reagieren. Verfolgung von Meeresschutt : Die Menge an schwimmendem und teilweise untergetauchtem Material, einschließlich Netzen, Holz und Schiffsmüll, nimmt mit der menschlichen Bevölkerung zu. Die Höhenmessung kann helfen, diese gefährlichen Materialien zu lokalisieren.

Siehe auch

Verweise

Externe Links