SAGE III für hochgenaue Messungen von atmosphärischen Gasen

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Anonim

Die Internationale Raumstation (ISS) wird in Kürze ein wichtiges Werkzeug erhalten, mit dem hochgenaue Messungen von Aerosolen und gasförmigen Bestandteilen in der Stratosphäre und Troposphäre durchgeführt werden können. Das Stratosphären-Aerosol- und Gas-Experiment III (SAGE III) wird Ozon, Aerosole, Wasserdampf und andere atmosphärische Gase untersuchen, um die Auswirkungen von natürlichen und vom Menschen verursachten Veränderungen auf die globale Umwelt besser zu verstehen.

SAGE III war ursprünglich für den Start zur ISS an Bord der SpaceX Dragon Cargo im November 2016 auf einem Falcon 9 Launcher geplant. Die Mission, die CRS-10 genannt wurde, sollte vom Space Launch Complex 40 der Cape Canaveral Airforce Station (CCAFS) entfernt werden. Allerdings wurde sie mehrmals verschoben und soll derzeit am 8. Februar 2017 starten Komplex 39A. Die Verzögerungen wurden durch eine anstehende Untersuchung der Explosion vom 1. September am Startplatz erzwungen, als eine Falcon 9-Rakete während eines statischen Feuertests vor dem Start zerstört wurde.

Das SAGE III-Instrument wurde im November 2015 vom Langley Research Center der NASA an das Kennedy Space Center der NASA geliefert und ist nun vollständig startklar.

"Im vergangenen Jahr wurden die letzten Tests in der KSC-Raumstation abgeschlossen. Im Dezember 2016 wurden die Instrumenten-Nutzlast und die Nadir-Aussichtsplattform an SpaceX zur Installation im Dragon Trunk der Falcon 9-Rakete übergeben Trunk wartet jetzt auf den Start ", sagte Marilee M. Roell, SAGE III Wissenschaftsmanagerin am Langley Research Center der NASA gegenüber SpaceFlight Insider.

Roell fügte hinzu, dass die gesamte technische Arbeit abgeschlossen sei, mit Ausnahme einiger entfernter Gegenstände vor dem Flug. Obwohl einige Pre-Launch-Überprüfungen geplant sind, wurden alle Vorbereitungsaktivitäten bereits abgeschlossen.

"Das Team ist gut eingeübt und wir sind bereit, die Mission nach dem Start zu unterstützen", sagte Roell.

Nach Ankunft auf der ISS wird SAGE III extern an der Station auf dem ExpressExport (EXPRESS) -Palettenadapter (ExPA) an den Express Logistic Carrier (ELC) montiert. Das Instrument wird zwischen 385 und 415 Kilometern über der Erdoberfläche bei einer Neigung von 51, 6 Grad mit einem fast dreitägigen Wiederholungszyklus umlaufen. Es wird erwartet, dass der Orbit der Station dazu beiträgt, den wissenschaftlichen Wert von SAGE III-Beobachtungen zu maximieren und gleichzeitig zu beweisen, dass Instrumente der Atmosphärenforschung einen Platz im Orbitallabor haben.

Um seine wissenschaftlichen Ziele zu erfüllen, ist SAGE III mit einem Satz von Werkzeugen mit einer Gesamtmasse von etwa 1.162 Pfund ausgestattet. (527 Kilogramm). Seine wichtigste Nutzlast ist das Instrument Sensor Assembly (SA) - ein Gitterspektrometer, das ultraviolettes und sichtbares Licht misst und über ein zweiachsiges Zeigersystem verfügt. SA enthält den Charge Coupled Device (CCD) -Array-Detektor, der die Messfähigkeit erhöht und neue experimentelle Datenprodukte wie Methan, Brommonoxid und Iodmonoxid ermöglicht sowie größere Aerosole misst.

SAGE III ist außerdem mit dem Interface Adapter Module (IAM), dem Disturbance Monitoring Package (DMP), dem Hexapod Pointing System (Hexapod Elektronikeinheit und Hexapod Mechanical Assembly) und der Instrumentensteuerelektronik ausgestattet. IAM wird als das "Gehirn" der Instrumentennutzlast charakterisiert, das der Nutzlast Energie und Rechenleistung bereitstellt und als Schnittstelle zwischen dem Instrument und der Station fungiert. DMP ist eine Miniatur-Trägheitsmesseinheit, die alle kleinen Bewegungen von der ISS misst, während das Hexapod-Zeige-System als die "Beine" der Nutzlast fungiert, die das Instrumentniveau in der Umlaufbahn halten.

Das wichtigste wissenschaftliche Ziel der SAGE III-Mission wird sein, qualitativ hochwertige, globale Messungen von Schlüsselkomponenten der Erdatmosphäre zu erhalten. Das Instrument wird insbesondere den Stand der Ozonverwertung untersuchen und die von Klima- und Ozonmodellen benötigten Aerosolmessungen wieder herstellen. Es wird erwartet, dass die Mission weitere Einblicke in Schlüsselprozesse erhält, die zur Variabilität von Ozon und Aerosolen beitragen.

"Unser Blick von der Raumstation gibt uns eine neue Perspektive auf die Zusammensetzung der Atmosphäre. Daten von SAGE III, zusammen mit Modellresultaten, werden Wissenschaftlern erlauben, die Gesundheit der Ozonschicht zu überwachen und die Erholung des stratosphärischen Ozons seit der Ratifizierung des Montreal zu verfolgen Protokoll: In den 2020er Jahren - in den meisten Gebieten - prognostizieren Modelle, dass Ozon etwa die Hälfte der Menge vor 1980 verloren hat.SAGE III wird wertvoll sein, um die Leistung der Ozone Mapping und Profiler Suite auf dem Suomi zu bewerten Nationaler Partner der Polar-Orbit-Partnerschaft ", sagte Roell.

Die Daten von SAGE III werden auch dazu beitragen, Aerosolmessungen wiederzubeleben, die für genauere langfristige Klima- und Ozonmodelle entscheidend sind. Darüber hinaus werden diese Daten, wenn es neue Änderungen in der Ozonschicht gibt, der wissenschaftlichen Gemeinschaft helfen, die Ursache zu ermitteln und die Auswirkungen der Änderungen zu bewerten.

Das Verständnis der stratosphärischen Ozonveränderungen ist entscheidend, um festzustellen, ob die Erholung der Ozonschicht seit dem Inkrafttreten des Montrealer Protokolls wie erwartet voranschreitet.

"Wir erwarten, dass sich die Menge an stratosphärischem Ozon seit den 1990er Jahren aufgrund von Modelldaten etwas erholen wird. Wir werden auch nach neuen Veränderungen in der Stratosphäre suchen", sagte Roell.

Das Instrument, das auf der ISS installiert wird, ist das zweite SAGE III, das in den Weltraum geschickt wird. Der erste SAGE III wurde im Dezember 2001 auf der russischen Raumsonde Meteor-3M gestartet. SAGE ist einer der längsten erdwissenschaftlichen Missionen der NASA Langley. Die Idee für das Instrument, das in den 1970er Jahren mit dem Stratospheric Aerosol Measurement (SAM) Instrument begann, wurde in Langley entwickelt und getestet.

"SAM, sowie SAM II, SAGE, SAGE II, SAGE III Meteor-3M und jetzt SAGE III / ISS wurden alle von Langley geführt. Dieses neueste Projekt beinhaltete auch die Nadir-Aussichtsplattform, um SAGE in die richtige Richtung zu lenken sowie andere neue Hardware und Software, die in Langley entworfen, gebaut, integriert und getestet wurden ", sagte Roell.

SAGE III auf der ISS wird vom Flight Mission Support Center in Langley aus betrieben. Ball Aerospace & Technologies Corp. baute das Instrument SAGE III / ISS in Boulder, Colorado, und die Europäische Weltraumorganisation und Thales Alenia Space stellten einen Hexapod zur Verfügung, um das Instrument in die richtige Richtung zu halten, während die ISS im Weltraum manövriert.

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