1159
0.3
2014-05-21
Микроволновки на страже прогнозов погоды, или что такое скаттерометр
Ни для кого не секрет, что ветер дует лишь потому, что деревья качаются. Однако ребята из NASA JPL (и не только они) решили пойти дальше, чем герой известной комедии «Деловые люди», и успешно изучают ветер прямо из космоса. Каким образом? Об этом расскажу под катом.
По личной традиции прикладываю видео, которое я перевёл и озвучил специально для этой заметки. В нём всё объясняется максимально просто и без излишних подробностей.
Пару слов о терминологии: есть два практически равноценных понятия: рефлектометрия и скаттерометрия. Однако я предлагаю называть исследования поверхности Земли из космоса именно скаттерометрией, во избежание путаницы при переводах и адаптациях.
Если говорить простым языком, скаттерометрия — метод измерения размеров и формы объекта (чаще — рельефа какой-либо поверхности) на основании того, как объект отражает и рассеивает свет. Следовательно, скаттерометр — это микроволновой радар, который осуществляет «обстрел» поверхности пучками света и пытается поймать отражённые лучи.
Скаттерометры могут работать как из космоса, например, прицепившись к спутнику, так и во время авиаперелётов в пределах земной атмосферы, уютно разместившись под брюхом самолёта. Для сканирования используются микроволны, поэтому сотрудники NASA в шутку называют аппараты «микроволновками».
Стоит отметить, что приборы долго и тщательно калибруются: погрешности в измерении отражённо-рассеянных лучей очень существенны. Именно поэтому NASA планирует использовать уже работающие скаттерометры для ускоренного процесса калибровки своего последнего аппарата: RapidScat.
RapidScat — самый совершенный и технологичный скаттерометр, который планируется к запуску уже в конце текущего года. SpaceX Dragon доставит аппарат на МКС, где он начнёт выполнять свою основную функцию — сканирование поверхности оканов и морей. Каких-то особых требований к миссии нет, однако NASA сформировало для своей «микроволновки» несколько целей.
RapidScat, прикреплённый к Международной Космической Станции
Цели RapidScat:
1) Создать новую платформу для созвездия скаттерометров
RapidScat должен обеспечить новую платформу для калибровки, которая позволит улучшить стабильность и правильность данных, получаемых остальными скаттерометрами, работающими на Земной орбите.
2) Исследовать суточный и полусуточный ветровые циклы в океане, а также испарение воды с поверхности Земли.
3) Обеспечить получение данных для прогнозирования погоды и морских штормов, а также данных для введения временных циклов в космосе.
Помимо RapidScat проблемой изучения ветров занимается целое созвездие скаттерометров: Seasat Scatterometer (SASS), запущенный в 1978 году, запущенный Европейским Космическим Агенством в 1991 European Remote-Sensing Satellite ERS-1, вооруженный оборудованием Advanced Microwave Instrument (AMI), а также запущенный вслед за первымERS-2 (1995 год). В 1996 году NASA запускает первый NASA Scatterometer (NSCAT).
Первый сканирующий скаттерометр, запущенный NASA, известный также как 'SeaWinds', поступил «на работу» в 1999. За ним, в 2002 году, последовал NASDA ADEOS-2. Ещё один запуск состоялся в 2006 году, коогда Европейское Космическое Агенство отправило на орбиту ASCAT.
Кроме того, Индийское Космическое агенство запустило собственный аппарат в 2009.
Пересечение траекторий скаттерометров и МКС
Таким образом, уже в конце текущего года NASA рассчитывает приступить к решению проблем метеорология и калибровке всего созвездия аппаратов.
Важность подобных исследований обусловлена тем, что мы до сих пор называем некоторые физические явления «загадками природы».
Данные, полученные из океанских скаттерометров помогут ученым лучше исследовать взаимодействие атмосферы и океана, океаническую циркуляцию, и их влияние на погодные условия и глобальный климат.
Эти данные также могут быть использованы при изучении необычных погодных явлений, таких как Эль-Ниньо, долгосрочных последствий вырубки тропических лесов, а также изменения ледовых масс вокруг полярных регионов. Все эти явления играют центральную роль в регулировании глобального климата.
При написании заметки были использованы следующие материалы:
About Scatteromerty by NASA JPL
Ocean Wind program by NASA JPL
Scatterometer on Wikipedia
P.S. Неплохо было бы дополнить статью о скаттерометрах в Википедию на русском языке: сам метод, да и программы, заслуживают более детального внимания.
Источник: habrahabr.ru/post/223419/
По личной традиции прикладываю видео, которое я перевёл и озвучил специально для этой заметки. В нём всё объясняется максимально просто и без излишних подробностей.
Пару слов о терминологии: есть два практически равноценных понятия: рефлектометрия и скаттерометрия. Однако я предлагаю называть исследования поверхности Земли из космоса именно скаттерометрией, во избежание путаницы при переводах и адаптациях.
Если говорить простым языком, скаттерометрия — метод измерения размеров и формы объекта (чаще — рельефа какой-либо поверхности) на основании того, как объект отражает и рассеивает свет. Следовательно, скаттерометр — это микроволновой радар, который осуществляет «обстрел» поверхности пучками света и пытается поймать отражённые лучи.
Скаттерометры могут работать как из космоса, например, прицепившись к спутнику, так и во время авиаперелётов в пределах земной атмосферы, уютно разместившись под брюхом самолёта. Для сканирования используются микроволны, поэтому сотрудники NASA в шутку называют аппараты «микроволновками».
Стоит отметить, что приборы долго и тщательно калибруются: погрешности в измерении отражённо-рассеянных лучей очень существенны. Именно поэтому NASA планирует использовать уже работающие скаттерометры для ускоренного процесса калибровки своего последнего аппарата: RapidScat.
RapidScat — самый совершенный и технологичный скаттерометр, который планируется к запуску уже в конце текущего года. SpaceX Dragon доставит аппарат на МКС, где он начнёт выполнять свою основную функцию — сканирование поверхности оканов и морей. Каких-то особых требований к миссии нет, однако NASA сформировало для своей «микроволновки» несколько целей.
RapidScat, прикреплённый к Международной Космической Станции
Цели RapidScat:
1) Создать новую платформу для созвездия скаттерометров
RapidScat должен обеспечить новую платформу для калибровки, которая позволит улучшить стабильность и правильность данных, получаемых остальными скаттерометрами, работающими на Земной орбите.
2) Исследовать суточный и полусуточный ветровые циклы в океане, а также испарение воды с поверхности Земли.
3) Обеспечить получение данных для прогнозирования погоды и морских штормов, а также данных для введения временных циклов в космосе.
Помимо RapidScat проблемой изучения ветров занимается целое созвездие скаттерометров: Seasat Scatterometer (SASS), запущенный в 1978 году, запущенный Европейским Космическим Агенством в 1991 European Remote-Sensing Satellite ERS-1, вооруженный оборудованием Advanced Microwave Instrument (AMI), а также запущенный вслед за первымERS-2 (1995 год). В 1996 году NASA запускает первый NASA Scatterometer (NSCAT).
Первый сканирующий скаттерометр, запущенный NASA, известный также как 'SeaWinds', поступил «на работу» в 1999. За ним, в 2002 году, последовал NASDA ADEOS-2. Ещё один запуск состоялся в 2006 году, коогда Европейское Космическое Агенство отправило на орбиту ASCAT.
Кроме того, Индийское Космическое агенство запустило собственный аппарат в 2009.
Пересечение траекторий скаттерометров и МКС
Таким образом, уже в конце текущего года NASA рассчитывает приступить к решению проблем метеорология и калибровке всего созвездия аппаратов.
Важность подобных исследований обусловлена тем, что мы до сих пор называем некоторые физические явления «загадками природы».
Данные, полученные из океанских скаттерометров помогут ученым лучше исследовать взаимодействие атмосферы и океана, океаническую циркуляцию, и их влияние на погодные условия и глобальный климат.
Эти данные также могут быть использованы при изучении необычных погодных явлений, таких как Эль-Ниньо, долгосрочных последствий вырубки тропических лесов, а также изменения ледовых масс вокруг полярных регионов. Все эти явления играют центральную роль в регулировании глобального климата.
При написании заметки были использованы следующие материалы:
About Scatteromerty by NASA JPL
Ocean Wind program by NASA JPL
Scatterometer on Wikipedia
P.S. Неплохо было бы дополнить статью о скаттерометрах в Википедию на русском языке: сам метод, да и программы, заслуживают более детального внимания.
Источник: habrahabr.ru/post/223419/
Bashny.Net. Перепечатка возможна при указании активной ссылки на данную страницу.
