NOAA-9

📅 آخر تحديث: ٢٩ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٩ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة

كان القمر الصناعي NOAA-9 ، المعروف سابقًا باسم NOAA-F قبل إطلاقه، قمرًا صناعيًا أمريكيًا للأرصاد الجوية ، تشغله الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) لاستخدامه في الخدمة الوطنية لبيانات ومعلومات الأقمار الصناعية البيئية (NESDIS). وكان ثاني أقمار سلسلة TIROS-N المتقدمة . وقد وفر تصميم القمر الصناعي منصة اقتصادية ومستقرة متزامنة مع الشمس لأجهزة تشغيل متطورة لقياس الغلاف الجوي للأرض ، وسطحها، وغطاء السحب ، وبيئة الفضاء القريب . [ 4 ]

يطلق

تم إطلاق القمر الصناعي NOAA-9 على متن صاروخ أطلس E في 12 ديسمبر 1984 في الساعة 10:42:00 بالتوقيت العالمي المنسق من قاعدة فاندنبرغ الجوية في مجمع إطلاق الفضاء فاندنبرغ 3 (SLW-3W)، كاليفورنيا .

مركبة فضائية

كان وزن القمر الصناعي NOAA-9 يبلغ 1420 كيلوغرامًا (3130 رطلًا) . وقد بُني هذا القمر على هيكل القمر الصناعي DMSP Block 5D الذي طُوّر لصالح القوات الجوية الأمريكية ، وكان قادرًا على الحفاظ على دقة توجيه نحو الأرض أفضل من ± 0.1 درجة بمعدل حركة أقل من 0.035 درجة/ثانية. [ 4 ]  

الآلات الموسيقية

تضمنت أجهزة الاستشعار الأساسية ما يلي:

  1. مقياس إشعاع متطور عالي الدقة للغاية (AVHRR/2) لرصد الغطاء السحابي العالمي،
  2. مجموعة أجهزة قياس الصوت العمودية التشغيلية TIROS (TOVS) لرصد درجة حرارة الغلاف الجوي وخصائص المياه. تتكون مجموعة TOVS من ثلاثة أنظمة فرعية: جهاز قياس الإشعاع بالأشعة تحت الحمراء عالي الدقة 2 (HIRS/2)، ووحدة قياس الستراتوسفير (SSU)، ووحدة قياس الموجات الدقيقة (MSU).
  3. تجربة ميزانية الإشعاع الأرضي ( ERBE)،
  4. مقياس إشعاع الأشعة فوق البنفسجية المتناثرة من الشمس ( SBUV/2 ).

كانت التجربة الثانوية عبارة عن نظام جمع البيانات وتحديد موقع المنصة (DCPLS). كما تم تشغيل نظام تتبع بمساعدة الأقمار الصناعية للبحث والإنقاذ ( SARSAT ) على متن القمر الصناعي NOAA-9. وتم استخدام جهاز مراقبة البيئة الفضائية (SEM) لقياس تدفقات البروتونات والإلكترونات . [ 4 ]

مقياس الإشعاع المتقدم عالي الدقة جداً (AVHRR/2)

كان جهاز AVHRR/2 مقياس إشعاع ماسحًا رباعي القنوات، قادرًا على توفير بيانات درجة حرارة سطح البحر العالمية نهارًا وليلًا، بالإضافة إلى معلومات عن الجليد والثلج والغيوم. وقد جُمعت هذه البيانات يوميًا لاستخدامها في تحليل الطقس والتنبؤ به. عمل مقياس الإشعاع متعدد الأطياف في وضع المسح، وقاس الإشعاع المنبعث والمنعكس في النطاقات الطيفية التالية: القناة 1 ( مرئي )، من 0.55 إلى 0.90 ميكرومتر؛ القناة 2 ( أشعة تحت الحمراء القريبة )، من 0.725  ميكرومتر إلى حد قطع الكاشف عند حوالي 1.1  ميكرومتر؛ القناة 3 (نافذة الأشعة تحت الحمراء)، من 3.55 إلى 3.93  ميكرومتر؛ والقناة 4 (نافذة الأشعة تحت الحمراء)، من 10.5 إلى 11.5  ميكرومتر. بلغت الدقة المكانية لجميع القنوات الأربع 1.1  كيلومتر، بينما بلغت الدقة الحرارية لقناتي نافذة الأشعة تحت الحمراء 0.12 كلفن عند 300 كلفن. كان جهاز AVHRR قادرًا على العمل في كلٍ من الوضعين: التشغيل الفوري والتسجيل. وكانت بيانات القراءة المباشرة أو التشغيل الفوري تُرسل إلى المحطات الأرضية بدقة منخفضة (4  كم) عبر نظام نقل الصور التلقائي (APT)، وبدقة عالية (1  كم) عبر نظام نقل الصور عالي الدقة (HRPT). وكانت البيانات المسجلة على متن المركبة متاحة للمعالجة في مركز الحوسبة المركزي التابع للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA). وشملت هذه البيانات بيانات التغطية العالمية (GAC) بدقة 4  كم، وبيانات التغطية المحلية (LAC) التي احتوت على بيانات من أجزاء مختارة من كل مدار بدقة 1 كم. وقد أُجريت تجارب مماثلة على متن مركبات فضائية أخرى من سلسلة TIROS-N/NOAA. [ 5 ]

جهاز قياس الأعماق العمودي التشغيلي TIROS (TOVS)

تألف نظام TOVS من ثلاثة أجهزة: جهاز قياس الإشعاع بالأشعة تحت الحمراء عالي الدقة (HIRS/2)، ووحدة قياس طبقة الستراتوسفير (SSU)، ووحدة قياس الموجات الميكروية (MSU). صُممت الأجهزة الثلاثة لتحديد الإشعاعات اللازمة لحساب توزيعات درجة الحرارة والرطوبة في الغلاف الجوي من سطح الأرض إلى طبقة الستراتوسفير (حوالي 1 مليبار ). يحتوي جهاز HIRS/2 على 20 قناة ضمن النطاقات الطيفية التالية:

أرقام القنواتنطاقات الطول الموجي
1 – 5نطاقات ثاني أكسيد الكربون عند 15 ميكرومتر (15.0 ميكرومتر، 14.7 ميكرومتر، 14.5 ميكرومتر، 14.2 ميكرومتر، و14.0  ميكرومتر)
6 – 7نطاقات CO₂ /H₂O عند 13.7 ميكرومتر و13.4 ميكرومتر
8منطقة النافذة 11.1 ميكرومتر
9نطاق الأوزون 9.7 ميكرومتر
10 – 12نطاقات بخار الماء 6 ميكرومتر (8.3 ميكرومتر، 7.3 ميكرومتر، و 6.7  ميكرومتر)
13 – 14نطاقات N₂O عند 4.57 ميكرومتر و4.52 ميكرومتر
15 – 16نطاقات CO₂ /N₂O عند 4.46 ميكرومتر و4.40 ميكرومتر
17نطاق ثاني أكسيد الكربون عند 4.24 ميكرومتر
18 – 19نطاقات نافذة 4.0 ميكرومتر و 3.7 ميكرومتر
20المنطقة المرئية 0.70 ميكرومتر

تم توفير جهاز SSU من قبل مكتب الأرصاد الجوية البريطاني ( المملكة المتحدة ). عمل جهاز SSU على ثلاث قنوات بطول موجي 15.0 ميكرومتر باستخدام الامتصاص الانتقائي، حيث يمرر الإشعاع الوارد عبر ثلاث خلايا معدلة الضغط تحتوي على ثاني أكسيد الكربون . احتوى جهاز MSU على قناة واحدة في نطاق تردد 50.31 جيجاهرتز وثلاث قنوات في  نطاق الأكسجين بتردد 55 جيجاهرتز (53.73، 54.96، و57.95  جيجاهرتز) للحصول على بيانات درجة الحرارة خالية من تداخل السحب. كان مجال رؤية  جهاز HIRS/2 بقطر 30 كيلومترًا عند نقطة السمت ، بينما كان مجال رؤية جهاز MSU  بقطر 110 كيلومترات. قام جهاز HIRS/2 بأخذ عينات من 56 مجال رؤية في كل خط مسح  بعرض 2250 كيلومترًا تقريبًا، بينما قام جهاز MSU بأخذ عينات من 11 مجال رؤية على طول المسار بنفس العرض. احتوى كل خط مسح لجهاز SSU على 8 مجالات رؤية بعرض 1500  كيلومتر.

أُجريت هذه التجربة أيضاً على متن مركبات فضائية أخرى من سلسلة TIROS-N/NOAA. [ 6 ]

نظام جمع البيانات وتحديد موقع المنصة (DCPLS-Argos)

صُمم نظام DCPLS على متن القمر الصناعي NOAA-9، المعروف أيضًا باسم Argos ، وبُني في فرنسا لتلبية احتياجات الولايات المتحدة من البيانات المناخية ودعم البرنامج العالمي لأبحاث الغلاف الجوي (GARP). استقبل النظام بيانات الأرصاد الجوية من بالونات حرة الحركة، وعوامات بحرية، وأقمار صناعية أخرى، ومنصات استشعار أرضية ثابتة موزعة حول العالم، وذلك بمعدل إرسال منخفض. جُمعت هذه البيانات على متن المركبة الفضائية وأُعيد إرسالها عندما أصبحت المركبة ضمن نطاق محطة التحكم وجمع البيانات (CDA). بالنسبة للبالونات حرة الحركة، رُصد انزياح تردد دوبلر للإشارة المرسلة لحساب موقعها. كان من المتوقع أن يتمتع نظام DCPLS، بالنسبة لمنصة استشعار متحركة، بدقة تحديد موقع تتراوح بين 3 و5  كيلومترات، ودقة قياس سرعة تتراوح بين 1.0 و1.6  متر/ثانية. كان هذا النظام قادرًا على جمع البيانات من 4000 منصة يوميًا. أُجريت تجارب مماثلة على متن مركبات فضائية أخرى من سلسلة TIROS-N/NOAA. تولى المركز الوطني للدراسات الفضائية (CNES) في تولوز ، فرنسا ، معالجة البيانات ونشرها . [ 7 ]

جهاز مراقبة البيئة الفضائية (SEM)

كان جهاز SEM امتدادًا لتجربة رصد البروتونات الشمسية التي أُجريت على متن سلسلة المركبات الفضائية ITOS. وكان الهدف قياس تدفق البروتونات ، وكثافة تدفق الإلكترونات ، وطيف الطاقة في الغلاف الجوي العلوي . وتألفت حزمة التجربة من ثلاثة أنظمة كاشفة ووحدة معالجة بيانات. قاس كاشف البروتونات والإلكترونات متوسطة الطاقة (MEPED) البروتونات في خمسة نطاقات طاقة من 30 كيلو إلكترون فولت إلى أكثر من 2.5 ميجا إلكترون فولت؛ والإلكترونات فوق 30 و100 و300 كيلو إلكترون فولت؛ والبروتونات والإلكترونات (غير المنفصلة) فوق 6 ميجا إلكترون فولت؛ والبروتونات متعددة الاتجاهات فوق 16 و36 و80 ميجا إلكترون فولت. أما تلسكوب البروتونات ألفا عالي الطاقة (HEPAT)، الذي يتميز بزاوية رؤية مخروطية تبلغ 48 درجة، فقد رصد في الاتجاه المعاكس للأرض وقاس البروتونات في أربعة نطاقات طاقة فوق 370 ميجا إلكترون فولت، وجسيمات ألفا في نطاقين طاقة فوق 850 ميجا إلكترون فولت/ نيوكليون . قام كاشف الطاقة الكلية (TED) بقياس الإلكترونات والبروتونات بين 300 إلكترون فولت و 20 كيلو إلكترون فولت. [ 8 ]

تجربة ميزانية إشعاع الأرض (ERBE)

صُممت تجربة ميزانية إشعاع الأرض (ERBE) لقياس تبادل الطاقة بين نظام الأرض والغلاف الجوي والفضاء. ساعدت قياسات ميزانيات الإشعاع العالمية والقطاعية والإقليمية على نطاقات زمنية شهرية في التنبؤ بالمناخ وفي تطوير علاقات إحصائية بين الطقس الإقليمي وشذوذات ميزانية الإشعاع. تتكون تجربة ERBE من مجموعتين من الأجهزة: جهاز غير ماسح ضوئي (ERBE-NS) وجهاز ماسح ضوئي (ERBS-S). يحتوي جهاز ERBE-NS على خمسة مستشعرات، يستخدم كل منها كاشفات مقياس الإشعاع التجويفي. أربعة منها كانت مخصصة بشكل أساسي لرصد الأرض: مستشعران واسعا مجال الرؤية (FOV) يرصدان قرص الأرض بالكامل من الحافة إلى الحافة، بزاوية 135 درجة تقريبًا؛ ومستشعران متوسطا مجال الرؤية يرصدان منطقة بزاوية 10 درجات. أما المستشعر الخامس فكان جهاز مراقبة شمسية يقيس إجمالي الإشعاع الشمسي . من بين مستشعرات رصد الأرض الأربعة، قام مستشعر واسع مجال الرؤية وآخر متوسط ​​مجال الرؤية بقياس إجمالي الإشعاع. قام الجهازان الآخران بقياس الإشعاع الشمسي المنعكس في نطاق الموجات القصيرة بين 0.2 و5 ميكرومتر باستخدام مرشحات Suprasil-W . وتم تحديد مكون الإشعاع الموجي الطويل المنبعث من الأرض بطرح قياس الموجات القصيرة من القياس الكلي. كان جهاز ERBE-S عبارة عن مقياس إشعاع ماسح يحتوي على ثلاث قنوات ذات مجال رؤية ضيق. قامت إحدى القنوات بقياس الإشعاع الشمسي المنعكس في نطاق الموجات القصيرة بين 0.2 و5 ميكرومتر. وقامت قناة أخرى بقياس الإشعاع المنبعث من الأرض في نطاق الموجات الطويلة من 5 إلى 50  ميكرومتر. وقامت القناة الثالثة بقياس الإشعاع الكلي بطول موجي يتراوح بين 0.2 و50  ميكرومتر. وُضعت القنوات الثلاث داخل أسطوانة مسح دوارة باستمرار، والتي قامت بمسح مجال الرؤية عبر المسار بالتتابع من الأفق إلى الأفق. أجرت كل قناة 74 قياسًا إشعاعيًا خلال كل مسح، وكان مجال رؤية كل قناة 3 × 4.5 درجة، مما غطى حوالي 40  كيلومترًا على سطح الأرض. كما رصد جهاز ERBE-S الشمس لأغراض المعايرة. [ 9 ] وكان جهاز ERBE التابع للقمر الصناعي NOAA-9 أحد ثلاثة أجهزة مماثلة تم إطلاقها، بينما كان الجهازان الآخران على متن قمر ميزانية إشعاع الأرض الصناعي والقمر الصناعي NOAA-10.

نظام البحث والإنقاذ بمساعدة الأقمار الصناعية (SARSAT)

تتمتع أجهزة نظام التتبع بمساعدة الأقمار الصناعية للبحث والإنقاذ ( SARSAT ) بالقدرة على رصد وتحديد مواقع أجهزة الإرسال الطارئة الموجودة، بغض النظر عن البيانات البيئية. يستقبل جهاز إعادة الإرسال الخاص بالبحث والإنقاذ (SARR) البيانات الواردة من أجهزة إرسال تحديد المواقع الطارئة (ELT) بتردد 121.5 ميجاهرتز، وأجهزة إرسال تحديد المواقع الطارئة اللاسلكية (EPIRB) بتردد 243 ميجاهرتز، وأجهزة ELT/EPIRB التجريبية بتردد 406 ميجاهرتز، ويبثها في الوقت الفعلي على نطاق تردد L (1544.5  ميجاهرتز). تُراقَب البيانات في الوقت الفعلي بواسطة محطات المستخدمين المحلية العاملة في الولايات المتحدة وكندا وفرنسا . كما يُعالَج بيانات تردد 406 ميجاهرتز بواسطة معالج البحث والإنقاذ (SARP)، ويُعاد إرسالها في الوقت الفعلي ، وتُخزَّن على المركبة الفضائية لإرسالها لاحقًا إلى محطات CDA في ألاسكا وفرجينيا ، مما يوفر تغطية عالمية كاملة. تُرسَل إشارات الاستغاثة إلى مراكز التحكم بالمهمة الموجودة في كل دولة، ليتم إرسالها لاحقًا إلى مركز تنسيق الإنقاذ المختص. [ 10 ]

مقياس الإشعاع فوق البنفسجي المنعكس من الشمس (SBUV/2)

صُمم جهاز SBUV/2 لرسم خرائط تركيزات الأوزون الكلية على نطاق عالمي، ولتحديد التوزيع الرأسي للأوزون في الغلاف الجوي للأرض . استند تصميم الجهاز إلى التقنية المُطورة لجهاز SBUV/TOMS الذي حلق على متن القمر الصناعي Nimbus 7. قاس جهاز SBUV/2 الإشعاع الشمسي المُشتت للخلف في مجال رؤية بزاوية 11.3 درجة باتجاه السمت ، وذلك ضمن 12 نطاقًا طيفيًا منفصلًا، عرض كل منها 1.1 نانومتر، تتراوح أطوالها الموجية بين 252.0 و339.8  نانومتر. حُددت شدة الإشعاع الشمسي عند نفس نطاقات الأطوال الموجية الـ 12 باستخدام مُشتت ضوئي يعكس ضوء الشمس إلى مجال رؤية الجهاز. كما قاس جهاز SBUV/2 شدة الإشعاع الشمسي أو الإشعاع الجوي من خلال مسح طيفي متواصل من 160 إلى 400  نانومتر بزيادات قدرها 0.148  نانومتر. كان لدى جهاز SBUV/2 قناة أخرى لقياس الضوء باستخدام مرشح ضيق النطاق، تسمى مقياس إشعاع الغطاء السحابي (CCR)، والتي كانت تقيس باستمرار سطوع سطح الأرض عند 380  نانومتر. وكان مجال رؤية مقياس إشعاع الغطاء السحابي 11.3 درجة. [ 11 ]

أهداف العلوم

  • رصد الغطاء السحابي العالمي ليلاً ونهاراً.
  • رصد توزيع الماء/درجة الحرارة في الغلاف الجوي.
  • مراقبة تدفق الجسيمات في بيئة الأرض القريبة.

مهمة

على مر السنين، تسببت الأعطال الحتمية في أضرار جسيمة. أصبحت قنوات الموجات الطويلة لجهاز HIRS مشوشة، مما أدى إلى تدهور كبير في دقة القياسات بدءًا من أواخر عام 1984. تعطل جهاز المسح الضوئي ERBE في 20 يناير 1987، وفقدت وحدة MSU إحدى قنواتها الثلاث في فبراير، وقناة أخرى في مايو من العام نفسه. تم إيقاف تشغيل جهاز ERBE غير الماسح الضوئي في 3 أبريل 1997. وتوقف استقبال بيانات القياس عن بُعد وبيانات المدار. وكان آخر اتصال في 13 فبراير 1998. في أواخر عام 1999، عاد جهاز إرسال يعمل على تردد 137.5 ميجاهرتز للعمل مجددًا، مُرسلًا موجة حاملة غير مُعدّلة. ويبدو أنه يُرسل البيانات عندما يكون القمر الصناعي مُعرّضًا لأشعة الشمس . [ 1 ]

مراجع

  1. 1 2 "القمر الصناعي: NOAA-9" . المنظمة العالمية للأرصاد الجوية (WMO). 28 يوليو 2015. تم الاطلاع عليه بتاريخ 31 ديسمبر 2020 .
  2. ↑ "الأقمار الصناعية التي تم إيقاف تشغيلها من قبل شركة POES" . وزارة التجارة الأمريكية . الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA). 29 يناير 2015. تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 أكتوبر 2019 .المجال العامتتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر، وهو متاح للعموم .
  3. ↑ "المسار: NOAA-9 1984-123A" . ناسا. 14 مايو 2020. تم الاطلاع عليه بتاريخ 31 ديسمبر 2020 .المجال العامتتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر، وهو متاح للعموم .
  4. 1 2 3 "عرض: NOAA-9 1984-123A" . ناسا. 14 مايو 2020. تم الاطلاع عليه في 31 ديسمبر 2020 .المجال العامتتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر، وهو متاح للعموم .
  5. ↑ "AVHRR/2 1984-123A" . ناسا. 14 مايو 2020. تم الاطلاع عليه بتاريخ 31 ديسمبر 2020 .المجال العامتتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر، وهو متاح للعموم .
  6. ^ "TOVS 1984-123A" . ناسا. 14 مايو 2020 . تم الاسترجاع في 31 ديسمبر 2020 .المجال العامتتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر، وهو متاح للعموم .
  7. ↑ "DCPLS 1984-123A" . ناسا. 14 مايو 2020. تم الاطلاع عليه بتاريخ 31 ديسمبر 2020 .المجال العامتتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر، وهو متاح للعموم .
  8. ^ "SEM 1984-123A" . ناسا. 14 مايو 2020 . تم الاسترجاع في 31 ديسمبر 2020 .المجال العامتتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر، وهو متاح للعموم .
  9. ^ "ERBE 1984-123A" . ناسا. 14 مايو 2020 . تم الاسترجاع في 31 ديسمبر 2020 .المجال العامتتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر، وهو متاح للعموم .
  10. ↑ "SARSAT 1984-123A" . ناسا. 14 مايو 2020. تم الاطلاع عليه بتاريخ 31 ديسمبر 2020 .المجال العامتتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر، وهو متاح للعموم .
  11. ↑ "SBUV/2 1984-123A" . ناسا. 14 مايو 2020. تم الاطلاع عليه بتاريخ 31 ديسمبر 2020 .المجال العامتتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر، وهو متاح للعموم .