Как Работи Cosmic

{h1}

Cosmic е новаторски проект, който извежда сателитната технология на следващо ниво. Научете за cosmic в тази статия от WordsSideKick.com.

Някога се чудите защо устройството ви за глобална система за позициониране (GPS) понякога ви поставя в средата на сградата, когато сте почти сигурни, че все още сте на улицата или тротоара? Frustrirate, да, но проблемът не е в точността на самата GPS мрежа (местоположението на GPS сателитите са известни доста точно). Проблемът идва от изкривявания в GPS сигнала, причинени от атмосферата около вас. Температурата, налягането и влажността във въздуха - и дори електрическите промени в горната атмосфера - всички имат кумулативен ефект върху GPS сигнала до момента, в който той достигне до вашето местоположение.

Превръщайки порока в добродетел, Космическите е новаторски съвместен проект на Съединените щати и Тайван, който слуша изкривяването в GPS сигнала и изчислява информация, която може да се използва за подобряване на прогнозата за времето, прогнозиране на изменението на климата и наблюдение на променящия се магнетизъм на Земята.

Използвайки концепция, разработена през 60-те години за мисията на Mariner IV на Марс, и базирана на успеха на предварителен експеримент за доказателство на концепцията (Глобална система за позициониране / метеорология или GPS / MET) в края на 90-те години, Университетската корпорация за Атмосферни изследвания (UCAR) в Боулдър, Колорада и Националната космическа организация на Тайван (NSPO) постигнаха споразумение през 2001 г. за разработване на по-здрава експериментална програма. Докато официалното му заглавие е спътниковата мисия № 3 на Формоза / Система за наблюдение на съзвездието за метеорология, йоносфера и климат (FORMOSAT-3 / COSMIC), то в САЩ обикновено се нарича просто COSMIC. NSPO предоставя 80 процента от финансирането за проекта на стойност 100 милиона долара, а UCAR и други американски агенции предоставят останалите [източник: Хенсън].

Може би по-интересно от името на COSMIC е това, което предлага да се направи. Неговата петгодишна мисия е да покаже, че не са необходими много ресурси, за да се предостави вид фундаментална наука, необходима за предефиниране на метеорологията и започване на изграждането на архива на точните климатологични данни, необходими за подобряване на съществуващите климатични модели. Това от своя страна ще ни научи много за изменението на климата.

В крайна сметка наблюденията, направени от COSMIC, могат да ни позволят да прогнозираме урагани, суша, други големи природни бедствия и дори гръмотевични бури много по-точно.

На следващо място, нека разгледаме различните компоненти, които съставляват COSMIC.

COSMIC компоненти

COSMIC стартира на 14 април 2006 г. от военновъздушната база Ваденберг в Калифорния.

COSMIC стартира на 14 април 2006 г. от военновъздушната база Ваденберг в Калифорния.

COSMIC се състои от мрежа от спътници, наземни станции и центрове за данни.

Сателитите

Изстрелян на 14 април 2006 г. върху една ракета Minotaur, "съзвездието" от шест цилиндрични форми COSMIC микросателити отне между една и две години, за да достигне оперативна височина и позиция [източници: уебсайт на COSMIC, Fong]. Всеки сателит тежи около 110 паунда (70 килограма) и с размери около 46 инча (116 сантиметра) ширина и 7 инча (18 сантиметра) височина, като всеки носи един и същ набор от три инструмента на борда. Ще разгледаме тези инструменти и какво правят малко по-късно, но най-общо казано, тези спътници правят подробни измервания в атмосферата всеки ден.

COSMIC сателитите са в полярна орбита, което означава, че по време на всяко пътуване около планетата преминават над двата полюса. Отделени от 30 градуса дължина и работещи на около 500 мили (800 километра) над планетата, спътниците заедно са оптимизирани да покриват цялата повърхност на Земята възможно най-често [източник: Антите].

Тъй като мисионният подход е нов и ограничен до шест спътника, понякога възникват технически проблеми. По всяко време някои от спътниците срещат ниска мощност или други технически проблеми, ограничавайки тяхната функционалност и броя на наблюденията, които инструментите на борда могат да правят. Проектираният живот на сателитите е пет години [източник: Fong].

Наземни станции

Данните, предавани от спътниците, се събират от наземни станции в Аляска, Вирджиния, Норвегия и Антарктида, като повечето от изтеглянията се извършват в Аляска и Норвегия [източник: Хънт]. След това тези наземни станции препращат информацията в центровете за данни. Мулти-мисионният център (MMC), разположен в Тайван, контролира движението на самите спътници [източник: Schreiner].

Центрове за данни

Данните, получени от наземните станции, се препращат към центрове за данни в Тайван и Боулдър. В Съединените щати центърът за данни се нарича Център за анализ и архивиране на данни на COSMIC (CDAAC), където персоналът от 10 обработва и разпространява данните на мисията в научната общност.

Но какви данни всъщност се събират и как се прави това? Следващата страница обяснява какво има на борда на всеки сателит COSMIC.

Науката за COSMIC

Преди да изследваме гайките и болтовете на COSMIC, това помага да разберем няколко подробности за земната атмосфера, които повечето от нас научиха в училище, но може би са забравили. Атмосферата не е твърде различна от многослойната торта за рожден ден, като всеки слой седи отгоре на следващия, с изключение на това, че вдишването на въздух в атмосферата често не ви създава болки в стомаха. Освен това разделителните линии между атмосферните слоеве не са почти толкова добре дефинирани, колкото слоевете от кремообразна шоколадова глазура. Най-ниското ниво на атмосферата се нарича тропосфера, Състои се от въздуха, който дишаме всеки ден и е мястото, където се провеждат повечето събития, които свързваме с времето. Този слой преминава от земята до около 10 мили (10 километра) над земната повърхност.

Над това седи стратосфера, която се простира от приблизително 6,2 до 20 мили (10 до 30 километра) над Земята. Първоначално се смята, че е много стабилен, затоплянето на въздух или охлаждането в стратосферата сега е известно, че причиняват значителни промени в метеорологичните модели в тропосферата, което прави този район изключително полезен предмет на проучване [източник: Ялда].

Последното нещо, което трябва да знаем за това е йоносфера, която се състои от йонизирани или заредени частици в горната атмосфера, започващи на около 50 мили (80 километра) над Земята. Интензивната слънчева радиация на тази височина изхвърля електрони от молекулите във въздуха, електрифицирайки атмосферата [източник: UCAR]. Ако сте виждали aurora borealis, вие сте виждали йоносферата в действие.

Сега, когато имаме по-добро разбиране на това, което COSMIC гледа, нека да разгледаме инструментите, които използва, за да получим най-добър поглед.

Космическо време

Инструментите за TIP и TBB на COSMIC, изучаващи йоносферата, предоставят вида информация, критична за по-доброто разбиране и познаване на "космическото време". Космическото време е това, което се случва, когато слънчевите пламъци ударят магнитното поле на Земята и зареждат йоносферата. Това причинява някакво мирно явление, като страховитата aurora borealis, която често може да се види от далечните северни ширини на Земята. Въпреки това, той може също да причини силни слънчеви изблици, за които е известно, че унищожават спътници, деактивират електрически инструменти на Земята и потенциално ще навредят на космонавтите в космоса. Като знаем колкото можем за йоносферата, можем да ни помогнем да предвидим тези бури и да предотвратим или сведем до минимум щетите, които причиняват.

COSMIC инструменти

Сателитите с ниска земна орбита на COSMIC (LEO) прехващат GPS радиосигнали, за да измерват своето завой и закъснение на сигнала, докато преминават през атмосферата.

Сателитите с ниска земна орбита на COSMIC (LEO) прехващат GPS радиосигнали, за да измерват своето завой и закъснение на сигнала, докато преминават през атмосферата.

Един от по-интересните аспекти на COSMIC е начинът, по който използва традиционните GPS сигнали, които вече съществуват, за да събира информация за атмосферните условия от около 0,6 мили над земята и по-нагоре [източник: Schreiner]. Използвайки своето Приемник за радиоокупация (RO), спътникът открива GPS сигнал, когато започва да преминава през земната атмосфера. Тъй като спътникът COSMIC знае къде точно е GPS сателитът, той може да предприеме изкривяването или пречупването, причинено от атмосферата, за да се изчисли температурата, налягането на въздуха, влажността и дори плътността на електроните върху определено място на земята.

Всяко наблюдение, използващо тези данни, води до "вертикален профил" над определено място на земята. Тези наблюдения се правят до 2500 пъти на ден, което с течение на времето създава подробна триизмерна картина на атмосферата.

COSMIC е на борда Малък йоносферен фотометър (TIP) картографира йоносферата на Земята с по-голяма точност, отколкото беше налично преди. Може да е мъничко, но също така позволява непрекъснато наблюдение на йоносферата при далечната ултравиолетова 135.6-нанометрова дължина на вълната.

Докато RO приемникът предоставя данни с вертикален характер (измерва атмосферата от земята нагоре триизмерно), TIP инструментът картографира йоносферата по хоризонтален или двуизмерен начин [източник: Dymond]. TIP работи само през нощта поради смущения, причинени от слънчева ултравиолетова радиация [източник: Anthes].

Също така, картографирането на йоносферата, но предоставящо хоризонтални и вертикални данни, е Трилентов маяк (TBB), TBB работи, като излъчва сигнал директно надолу от сателита към приемни станции, като по този начин определя електронната плътност на йоносферата. Ограничен брой приемни станции са създадени по оста на север-юг на полярната орбита в Източна Азия и Северна и Южна Америка [източник: Anthes].

Работейки заедно с приемащите станции, които предава, и използвайки данни за електронната плътност от другите два инструмента на борда, TBB предоставя подробен 3-D модел на йоносферата [източници: Dymond, Bernhardt].

Шестте приемника на RO събират до 2500 наблюдения на ден, когато всички спътници работят [източник: уебсайт на COSMIC]. TIP и TBB сканират постоянно и осигуряват непрекъснато покритие.

На следващата страница ще разгледаме някои от начините, по които данните, събрани от COSMIC, се използват днес и какво може да бъде бъдещето на тази програма.

Бъдещето на COSMIC

Основната мисия на COSMIC е да докаже, че използването на радио окултация и съзвездия от спътници предоставя полезни данни за нашата атмосфера [източник: Anthes]. Вече данните от мисията се използват за по-точно прогнозиране на тропическите бури. През 2006 г. в Атлантическия океан се образува тропическа буря Ернесто. Традиционните модели за прогнозиране на времето не успяха да предскажат образуването на бурята, но като добавиха COSMIC данни към модела, прогнозите за образуването на бурята бяха много подобни на това, което всъщност се наблюдаваше [източник: Anthes].

Може би още по-важно е как може да ни помогне да разберем изменението на климата. Както описахме по-рано, измерванията с радиоокултация създават вертикални профили на атмосферата. Тъй като тези измервания не разчитат на конкретна технология, която трябва да бъде интерпретирана, те са идеални за дългосрочно сравнение. От долната страна трудностите при разделянето на различните ефекти на температура, налягане и влажност ограничават полезността на някои от данните под 5 мили (8 километра) и над 15 мили (25 километра) за климатични изследвания [източник: Anthes].

По принцип COSMIC извежда концепция отвъд идеята и показва, че тази технология може да даде полезни резултати. UCAR организира годишен семинар, за да позволи на учените да споделят информация и да научат повече за това, за което могат да се използват данните. Технологията и методът не са нови, но всъщност наличието на такъв тип данни в голям мащаб е.

Двата центъра за данни на COSMIC отговарят за предоставянето на информацията (безплатно) на международната научна общност. Към април 2010 г. имаше над 1100 потребители от 54 страни [източник: Schreiner]. Учените използват тези данни, за да подобрят своите изследвания и да се научат как по-точно да включват този вид информация в работата си.

Имате някои атмосферни изследвания, за които искате да използвате данните? Регистрацията е безплатна на уеб сайта на CDAAC, въпреки че ще трябва да ги уведомите как ще използвате информацията.

COSMIC се финансира през 2011 г. с възможност за продължаване на финансирането след това [източник: Schreiner]. След като мисията приключи, не е напълно сигурно какво, ако не друго, ще я замени. UCAR и NSPO се надяват да получат подкрепа за устойчива програма с два до четири пъти повече спътници, които правят едно и също, но осигуряват много по-пълно покритие, отколкото е възможно само с шест спътника. Ако тези надежди се реализират, прогнозата за времето може да стане толкова точна, че хората може би просто трябва да намерят нещо, освен местната прогноза, за която да се шегуват.

За повече информация относно спътниците, прогноза за времето и други, посетете връзките на следващата страница.

COSMIC Времева линия

1965 г. - Радио окупация (RO) за първи път се използва за изучаване на Марс

1988 г. - Първо предложение да се използва този метод за изследване на земната атмосфера

1995-1997 - MicroLab-1 осигурява първа мисия на RO на Земята

2001 г. - Започва програма FORMOSAT-3 / COSMIC

2006 г. - Изстреляни сателити COSMIC

2011 г. - COSMIC програма приключва


Видео Добавка: Sean Felices y dejen que la LEY CÓSMICA actúe. Todo está cambiando- Suzanne Powell - Ponencias Zen.




Изследване


Дърветата На Джошуа Ще Бъдат Изчезнали До 2070 Г. Без Климатични Действия, Предупреждава Проучването
Дърветата На Джошуа Ще Бъдат Изчезнали До 2070 Г. Без Климатични Действия, Предупреждава Проучването

Балми! Антарктида С Рекордни 63 Градуса F През 2015 Г.
Балми! Антарктида С Рекордни 63 Градуса F През 2015 Г.

Наука Новини


Чарли Шийн Има Хив: Какво Е Да Живееш С Вируса
Чарли Шийн Има Хив: Какво Е Да Живееш С Вируса

Защо Супер Синьото Затъмнение На Кръвната Луна В Сряда Е Толкова Специално
Защо Супер Синьото Затъмнение На Кръвната Луна В Сряда Е Толкова Специално

Дебел Плъх, Спасен От Капака На Люка От Най-Милите Пожарникари В Германия
Дебел Плъх, Спасен От Капака На Люка От Най-Милите Пожарникари В Германия

Технологията „X-Ray Vision“ Използва Радиовълни, За Да „Види“ През Стени
Технологията „X-Ray Vision“ Използва Радиовълни, За Да „Види“ През Стени

Как Работят Астероидните Колани
Как Работят Астероидните Колани


BG.WordsSideKick.com
Всички Права Запазени!
Възпроизвеждането На Използваните Материали Оставя Само Prostanovkoy Активна Връзка Към Сайта BG.WordsSideKick.com

© 2005–2019 BG.WordsSideKick.com