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0°00′N 75°12′W / 0°N 75.2°W / 0; -75.2
 地球周回軌道上のGOES-16の想像図。主要な機器にはラベルが貼られている。 | |||||||||||||||
| 名前 | GOES-R （2016年11月29日以前） | ||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ミッションタイプ | 静止 気象衛星 | ||||||||||||||
| オペレーター | NASA / NOAA | ||||||||||||||
| コスパーID | 2016-071A | ||||||||||||||
| SATCAT番号 | 41866 | ||||||||||||||
| Webサイト | 詳しくはこちら | ||||||||||||||
| ミッション期間 | 計画: 15年 経過: 7年11か月7日 | ||||||||||||||
| 宇宙船の特性 | |||||||||||||||
| バス | A2100A | ||||||||||||||
| メーカー | ロッキード・マーティン | ||||||||||||||
| 打ち上げ質量 | 5,192 kg (11,446 ポンド) | ||||||||||||||
| 乾燥質量 | 2,857 kg (6,299 ポンド) | ||||||||||||||
| 寸法 | 6.1 × 5.6 × 3.9 m (20 × 18 × 13 フィート) | ||||||||||||||
| 力 | 4kW | ||||||||||||||
| ミッション開始 | |||||||||||||||
| 発売日 | 2016年11月19日 23:42 UTC | ||||||||||||||
| ロケット | アトラス V 541 (AV-069) | ||||||||||||||
| 発射場 | ケープカナベラル SLC-41 | ||||||||||||||
| 請負業者 | ユナイテッド・ローンチ・アライアンス | ||||||||||||||
| 入隊 | 2017年12月18日 | ||||||||||||||
| 軌道パラメータ | |||||||||||||||
| 参照システム | 地球中心 | ||||||||||||||
| 政権 | 静止軌道 | ||||||||||||||
| 経度 | 西経75.2度 | ||||||||||||||
| スロット | GOES 東へ（2017年12月18日以降） | ||||||||||||||
| 半長軸 | 42,164.8 km (26,200.0 マイル) | ||||||||||||||
| 偏心 | 0.0001538 | ||||||||||||||
| 近地点高度 | 35,780.2 km (22,232.8 マイル) | ||||||||||||||
| 遠地点高度 | 35,793.1 km (22,240.8 マイル) | ||||||||||||||
| 傾斜 | 0.0363° | ||||||||||||||
| 期間 | 1,436.1分 | ||||||||||||||
| エポック | 2018年3月1日 18:22:45 [1] | ||||||||||||||
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 GOES-Rミッション記章 | |||||||||||||||
GOES-16は、静止軌道に到達する前はGOES-Rとして知られており、 NASAとアメリカ海洋大気庁（NOAA）が運用する静止運用環境衛星 （GOES）のGOES-Rシリーズの最初のものです。GOES-16は、GOES East位置75.2°Wで 運用静止気象衛星として機能し、南北アメリカ大陸を中心とした画像を提供します。GOES-16は、先進基線撮像装置（ABI）を使用して、可視および赤外線波長で16のスペクトルバンドを通じて、地球の高空間的および時間的解像度の画像を提供します 。GOES-16の静止雷マッパー（GLM）は、静止軌道で飛行した最初の運用雷マッパーです。宇宙船には、宇宙天気と太陽を監視するための他の4つの科学機器も含まれています。
GOES-16の設計と計装は1999年に始まり、その年に公表された主要なNOAA衛星要件を満たすことを目的としていた。約10年にわたる計器計画の後、宇宙船の製造は2008年にロッキード・マーティン・スペース・システムズと契約された。GOES-16の建造は2012年に始まり、衛星が試験段階に入った2014年まで続いた。数回の打ち上げ延期の後、GOES-16はユナイテッド・ローンチ・アライアンス（ULA）のアトラスVに搭載され、2016年11月19日にケープカナベラルから打ち上げられ た。宇宙船は数日後に最初の静止軌道に到達し、1年間の非運用チェックアウトおよび検証段階が始まった。2017年11月、GOES-16は運用可能なGOES East位置への移動を開始し、2017年12月18日に完全運用可能と宣言された。
背景
機器の概念化
静止実用環境衛星(GOES) プログラムは、1966 年に始まった応用技術衛星 (ATS) および同期気象衛星プログラムの成功を受けて、静止気象衛星を 開発するために、1975 年にアメリカ航空宇宙局(NASA) とアメリカ海洋大気庁( NOAA) の共同作業として始まりました。[2] NOAA は、1999 年の将来の NOAA 実用静止衛星の進化に関する運用要件文書 (ORD)で、次世代の GOESイメージャーとサウンダの機器要件をリストしました。最優先事項には、継続的な観測機能、あらゆる空間スケールでの気象現象の観測能力、イメージャーとサウンダの両方における空間および時間解像度の向上が含まれていました。これらの仕様は、最終的に GOES-16 に含まれる機器の概念的基礎を築きました。[3]
GOES-16のより具体的な開発は、先進ベースラインイメージャー（ABI）の初期設計から始まりました。これは、1999年6月に、米国立環境衛星データ情報サービス（NESDIS）のティム・シュミットの指揮の下で開始されました。 [4] [5]当初、他の衛星の6つの機器から派生した10のスペクトルバンドが、新しいABIに含めることが検討されました。1999年9月、NOAA研究開発評議会は、提案された帯域幅と周波数による機器の継続的な開発を承認しました。[6]機器の実現が進むにつれて、潜在的なスペクトルバンドの数は、最初の10から1999年10月までに12に増加しました。[4] ABIと並行して、先進ベースラインサウンダ（ABS）の開発も開始されました。これは、次世代のGOES衛星のハイパースペクトル環境スイート（HES）機器の一部となります。[3] ABIと同様に、HESも解像度と空間カバレッジの大幅な改善を実現しました。[7]当初の予測では、ABIは2008年に予定されているGOES-Qの打ち上げからGOESの一部として組み込まれる予定でした。[8]
2001年、NOAAはGOES衛星のGOES-R世代を、2012年のGOES-Rの打ち上げ予定とともに開始し、ABIとABSを装備する予定だった。GOES-Rとその姉妹衛星は、ユーザーに新しい運用製品を提供することで、予報の精度と詳細度を大幅に向上させることになっていた。[9] 4年後、ABI機器の提案されたスペクトルバンドの数は16に増加し、可視光線と赤外線の波長の広い範囲をカバーした。[10] 2006年9月、NOAAは、十分なテストが行われておらず、国家極軌道運用環境衛星システム（ NPOESS）の開発に大幅なコスト超過が発生したことを理由に、GOES-RにHESを搭載する計画を断念した。[11] GOES-Rシリーズの総費用は62億ドルと予想されていたが、機器の複雑化、インフレ想定の見直し、プログラム準備金の増額により、会計検査院は2006年にプログラムの費用を114億ドルと大幅に引き上げた。[12]
工事
2008年12月、NASAとNOAAは、GOES-R世代の最初の2機の衛星（GOES-Rを含む）の製造の請負業者として、ロッキード・マーティン・スペース・システムズを選定した。契約額は推定10億9,000万米ドルであった。 [13]予備設計レビューは2年余り後に完了し、[14]重要な設計レビューは2012年5月に完了した。[15]衛星バスの構築はアライアント・テックシステムズ（ATK）に委託され、その後すぐに作業が開始され、コア構造は2013年1月に試験準備が整った。[16]極端紫外線およびX線放射センサー（EXIS）は、2013年5月にGOES-Rの最初の設置準備が整った機器となり、[17] ABIは2014年2月に統合準備が整った。[18]宇宙船の推進装置とシステムモジュールは3ヵ月後に納品され、初期の建設段階が完了し、コロラド州のロッキード・マーティンの施設で宇宙船の完全な統合と試験が可能になった。[19]その後、衛星は2016年8月22日にケネディ宇宙センターに移送され、追加の試験を受け、宇宙船の打ち上げ準備が整いました。[20]
宇宙船の設計
GOES-16とGOES-R世代の他の衛星は、ロッキード・マーティンのA2100 宇宙船バスの派生型に基づいており、宇宙船の寿命が尽きるまで4kWを超える電力能力を備え、乾燥質量2,800kg（6,200ポンド）までをサポートできる。[21] GOES-16は、推進剤を含む総質量が5,192kg（11,446ポンド）、乾燥質量が2,857kg（6,299ポンド）であった。宇宙船の寸法は6.1m×5.6m×3.9m（20フィート×18フィート×13フィート）である。[22] GOES-16は、打ち上げ時に折りたたまれ、展開後に展開される5枚の太陽電池パネルを含む太陽電池アレイで電力を供給されている。 [23] GOES-16は、運用衛星としての10年間と、後続のGOES衛星のバックアップとしての5年間を含む、15年の耐用年数を持つように設計された。 GOES-16のコマンドおよびデータ処理サブシステムは、SpaceWireバスに基づいている。コストとリスクの削減策として、SpaceWireプロトコルの修正バージョンがGOES-16専用に開発され、関連する特定用途向け集積回路はブリティッシュエアロスペースによって開発された。 GOES高信頼データ配信プロトコル（GRDDP）は、既存のSpaceWire機能を補完し、パケット損失の検出と回復を含む。[21]衛星の機器は、ペイロードデータを収集し、10〜100 Mbit / sで宇宙船に転送する。宇宙船の安定性と精度は、いくつかのリアクションホイール、ジャイロメータ、およびスタートラッカーによって維持される。 GOES-16は、軌道を評価するためにGPSを使用する最初の静止民間宇宙船でもある。このような校正装置は、衛星の位置を半径100メートル（330フィート）以内で3σの信頼度で確定することを目的としています。[24]
楽器
GOES-16観測装置からの最初のデータが公開されました
地球に面した
GOES-16の地球を向く、つまり天底を向く機器は、先進基線撮像装置（ABI）と静止雷マッピング装置（GLM）で構成されており、宇宙船の他の部分から隔離された安定した精密指向プラットフォーム上に設置されています。[25]
アドバンスト ベースライン イメージャー (ABI)
高度ベースラインイメージャー (ABI) は、GOES-16 の主要な画像化装置であり、GOES-16 の全データ製品の 65% 以上を提供しています。マルチチャンネルパッシブ画像化放射計である ABI は、2 つの可視チャンネル、4 つの近赤外線チャンネル、10 の赤外線チャンネルを含む 16 のスペクトルバンドで地球の画像を取得します。個々のバンドは、雲の形成、大気の動き、対流、地表温度、海洋の力学、水の流れ、火災、煙、火山灰の噴煙、エアロゾルと空気の質、植物の健康など、さまざまな大気現象に合わせて最適化されています。ABI の「赤」可視バンド 2 ( λ = 0.64 μm) は、16 のバンドの中で最も解像度が高く、1 ピクセルあたり 0.5 km (0.31 mi) です。その他の可視光および近赤外線バンドの解像度は1km（0.62マイル）であるのに対し、赤外線バンドの解像度は1ピクセルあたり2km（1.2マイル）である。[26]
ABIのセンサーはスペクトル帯域に応じて異なる材料で作られており、可視光で動作するセンサーにはシリコンが使用され、近赤外線と赤外線で動作するセンサーには水銀カドミウムテルル化物が使用されています。 [27] ABIの電子機器ユニットとクライオクーラー制御電子機器はセンサーユニットを補完し、イメージャーに電力を供給し、機器を極低温に保ちます。[27] [28]すべての電子機器とセンサーアレイは冗長化されており、動作の長期化が保証されています。[27] ABIの開発は、インディアナ州フォートウェインのハリスコーポレーションと契約しました。[26] ABIの開発と製造には、BAEシステムズ、BEIテクノロジーズ、バブコックコーポレーション、DRSテクノロジーズ、L3テクノロジーズSSG-ティンズリー、ノースロップグラマンスペーステクノロジーなど、いくつかの企業が関与しました。[29]
ABIは3つの異なる地理的範囲で画像を撮影し、[26]各画像は、機器によって行われた西から東への狭い画像スキャンをつなぎ合わせて生成されます。[30]デフォルトの「フレックス」モード（スキャンモード3）の動作では、ABIは15分ごとに地球のフルディスク画像を生成します。空間解像度は0.5〜2 km（0.31〜1.24マイル）です。[27] [26]ただし、ABIは連続ディスクモード（スキャンモード4）で動作することもでき、その場合はフルディスク画像が5分ごとに記録されます。[27] [26]フルディスク画像は26の画像ストリップで構成されており、1,300の画像ストリップで作成された以前のGOESイメージャーよりも効率的です。[31]この機器はまた、米国本土を中心とした5,000 km × 3,000 km (3,100 mi × 1,900 mi)の領域を5分ごとに0.5〜2 km (0.31〜1.24 mi)の解像度で撮影します。可能な場合は、ABIは選択された2つの1,000 km × 1,000 km (620 mi × 620 mi)の領域にわたるメソスケールの現象を60秒ごとに0.5〜2 km (0.31〜1.24 mi)の解像度で撮影することもできます。[26]可変スキャンモードにより、GOES-16は軌道上で構成可能な最初のGOES衛星になりました。[31]さらに、GOES-16に新しく搭載された太陽拡散板により、ABI画像データの較正が可能になります。[27] 2019年4月2日、GOES-16 ABIはスキャンモード6をデフォルトとして使用するように再構成され、10分ごとにディスク全体をスキャンできるようになりました。[32] [33]
GOES-16に搭載されたABIは、以前のGOES衛星に搭載されていたイメージャーに比べて大幅に改善されています。ABIの16のスペクトルバンドは、以前のGOES世代の5つに対して、スペクトル情報が2倍に増加しています。さらに、ABIは以前のGOESイメージャーに比べて最大4倍の空間解像度と5倍の時間解像度を備えています。[34] ABIは、 2014年10月7日に打ち上げられた気象庁のひまわり8号で初めて使用された高性能ひまわりイメージャー（AHI）とほぼ同じです。[35] 2つの機器は15の同じスペクトルバンドを共有しており、いずれかの機器に固有のスペクトルバンドが1つあります。ABIは巻雲の検出用に1.37μmの近赤外線バンドを備えており、AHIは可視スペクトルの緑色部分の周りの反射率に最適化された0.51μmバンドを使用しています。[27]緑色光の明確な帯域がないため、 ABIの真のカラー画像は、ABIの赤と青の可視帯域と合成された緑色帯域の組み合わせを使用して作成されます。シミュレートされた緑色帯域は、MODISとAHIに基づくアルゴリズムを既存のABIスペクトル帯域に適用することによって作成されます。[36]
静止雷マッピング装置 (GLM)
GOES-16 静止軌道雷マッパー (GLM) は、雷によって放出される短寿命の光を監視するシングル チャネルの近赤外線検出器です。[53]雷のマッピングでは、発達中の嵐や竜巻の前駆物質は上昇気流の激化により雷活動が増加することが多いため、GLM データを使用して予報官に初期の悪天候を警告することができます。 [54] [55] [56]拡大解釈すると、このような情報は激しい雷雨や竜巻警報の誤報率を減らすこともできます。[54] GOES-16 は、静止軌道に雷マッパーを搭載した最初の宇宙船でした。[57] GLM は、昼夜を問わず雲間雷と雲対地雷の両方を検出でき、陸上の雷検出を補完します。[53] [55] GLMの感度により、その視野エリア内のすべての落雷の70～90%を検出できます。[58] カメラは1372×1300ピクセルのCCDで、 777.4 nmの光に感度があり、空間分解能は天底で8km（5.0マイル）、機器の視野の端近くで14km（8.7マイル）です。[54]結果として、平均空間分解能は約10km（6.2マイル）になります。[53] 777.4 nmの帯域が選ばれたのは、落雷には777.4 nmを中心とする原子酸素に由来する3つの顕著なスペクトル線があるためです。[56] [59]機器の緯度範囲は、52°Nから52°Sまでに制限されています。[60]不要な光の干渉を制限するために、太陽光遮断フィルターと太陽光除去フィルターが機器の開口部の前面に取り付けられています。[56] GLMは、 7.7 Mbit/sのデータダウンリンクで、 2msごとに、つまり1秒あたり500フレームの画像を撮影できます。 [54] GLMからの情報は、落雷の頻度、場所、範囲を決定するために使用されます。[53] GLMのデータは、米国国立気象局によっても採用されているオープンソースソフトウェアを使用して、リアルタイムでマッピングできます。[61] [62] GLMの開発は、カリフォルニア州パロアルト のロッキードマーティン先端技術センターによって委託されました。[54]
機器の設計時には予期されていなかったが、GLMは大気中の流星群を検出することができ、それによって流星科学を促進している。[63]
太陽に面した
GOES-16の太陽に面した、または太陽を指向するコンポーネントには、宇宙船の太陽電池アレイヨークの太陽指向プラットフォーム（SPP）に配置されたEXISとSUVIが含まれます。SPPは、GOES-16に対する太陽の季節的および日々の動きを追跡し、GOES-16の独自のペイロードサービスもサポートします。[25]
極端紫外線およびX線放射照度センサー（EXIS）
極端紫外線およびX線放射照度センサー（EXIS）は、地球の上層大気の太陽放射照度を監視する一対のセンサーです。放射照度の監視において、EXISは、地球と衛星の電力網、通信、航法システムを混乱させる可能性のある太陽フレアを検出できます。放射照度の変動は、電離層と熱圏の状態に影響を及ぼします。極端紫外線センサー（EUVS）は、上層大気の変動を形作る太陽極端紫外線放射照度の変化を監視します[64]。紫外線の波長範囲は5〜127 nmです[65] 。EUVSのデータにより、低緯度での高周波（HF）通信の電波遮断や、低地球軌道上の衛星の抗力の増加や機器の劣化を引き起こす可能性のある熱圏の膨張を予測できます。EXISのX線センサー（XRS）コンポーネントは、X線放射照度を通じて太陽フレアを監視し、太陽粒子イベントの予測を可能にします。[64] XRSは0.05～0.8nmの波長のX線を検出します。[65] EXIS装置全体の重量は30kg（66ポンド）、消費電力は40Wです。[64]
太陽紫外線イメージャー (SUVI)
太陽紫外線撮像装置（SUVI）は、 GOES-16に搭載された紫外線望遠鏡であり、極端紫外線領域で太陽の全面画像を生成します。これは、以前の世代のGOES衛星に搭載されていた以前のGOES太陽X線撮像装置の後継です。SUVIの目標は、コロナホールの検出、太陽フレアの検出と位置特定、コロナ質量放出を示す変化の監視、太陽の東端を超えた活動領域の検出、太陽の活動領域の複雑さの分析です。この望遠鏡は、さまざまな太陽の特徴に特化した、94〜304Åを中心とする6つの異なる波長帯で構成されています 。 [ 66] GOES-16の紫外線撮像装置は、太陽・太陽圏観測衛星の極端紫外線撮像望遠鏡に類似しています。[67]
宇宙環境
GOES-16には、静止軌道上の高エネルギー粒子と磁場の局所的なその場観測を提供する磁力計（MAG）と宇宙環境現場観測装置（SEISS）の2つの機器が搭載されています。[25]
磁力計（MAG）
GOES-16 磁力計 (MAG) は、静止軌道から磁気圏の外側の範囲で地球の磁場を測定する3 軸フラックスゲート磁力計です。 [68] MAG は地磁気活動に関する一般的なデータを提供します。これは、太陽嵐を検出し、大規模な宇宙環境モデリングを検証するために使用できます。 [69]太陽風と磁気圏の相互作用に関連する荷電粒子は、宇宙船と人間の宇宙飛行に危険な放射線の危険をもたらします。 [70]磁力計は、 2.5 Hz の周波数で0.016 nTの解像度で磁場をサンプリングします 。 [69] GOES-16 では、MAG は 8 m (26 フィート) の展開ブームに配置された 2 つのセンサーで構成されており、衛星自体の磁気シグネチャの影響を減らすために、機器を宇宙船本体から分離しています。3 軸設計により、地球の磁場の直交ベクトル成分を測定できます。 [24]この装置の開発は、カリフォルニア州パロアルトに拠点を置くロッキード・マーティン先端技術センターによって委託された。[69] MAGの電子部品とセンサー部品は、バージニア州スターリングのマッキンタイア・エレクトロニック・デザイン・アソシエイツ社（MEDA）によって製造され、展開ブームはカリフォルニア州ゴレタのATKによって製造された。[71]
宇宙環境現場スイート (SEISS)
宇宙環境観測装置（SEISS）は、視野の広い4つのセンサーで構成され、磁気圏内の陽子、電子、重イオンのフラックスを監視します。 [72] [25] [注 1]この装置では、27の差動電子エネルギーチャネルと32の差動陽子エネルギーチャネルを監視します。これは、以前のGOES-N世代の衛星で監視されていた6つの電子エネルギーチャネルと12の陽子エネルギーチャネルよりも増加しています。[24]高エネルギー重イオンセンサー（EHIS）は、地球の磁気圏内に閉じ込められた重イオンフラックスや、太陽または宇宙線に由来する粒子を測定します。電子フラックスと陽子フラックスを測定する磁気圏粒子センサーには、低エネルギーセンサーと高エネルギーセンサー（それぞれMPS-LOとMPS-HI）の2つがあります。MPS-LOは、30 eV –30 keVの範囲で低エネルギーフラックスを測定します。これらのエネルギーを持つ電子は、宇宙船の意図しない帯電を引き起こし、GOES-16のコンポーネント間で静電放電またはアーク放電を引き起こし、重大で恒久的なハードウェア損傷を引き起こす可能性があります。 [72] MPS-HIは、最大4MeVのエネルギーを持つ中高エネルギー電子と最大12MeVのエネルギーを持つ陽子を測定します。[74]これらのエネルギーの電子は宇宙船を容易に貫通し、内部の絶縁破壊や放電損傷を引き起こす可能性があります。[72] SEISSに含まれる太陽および銀河陽子センサー（SGPS）機器は、磁気圏内にある太陽または銀河のソースからのエネルギーの高い陽子を測定します。[72]このような大量の陽子は、高高度で人間に生物学的影響を引き起こし、極地域でHF停電を引き起こす可能性があります。[75] SEISSの開発は、マサチューセッツ州カーライルのAssurance Technology Corporationによって委託され、ニューハンプシャー大学に下請けされました。[72] [76]
打ち上げとミッションのプロファイル
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NASAは2012年4月5日、ユナイテッド・ローンチ・サービス社が運用するアトラスV 541をGOES-Rの打ち上げロケットとして選定し、ケープカナベラル空軍基地のスペース・ローンチ・コンプレックス41から2015年10月に打ち上げ予定とした。その後のGOES-Sと合わせると、打ち上げ作業には4億4,600万ドルの費用がかかると予想された。[77] 2015年10月の打ち上げ日に間に合う確率は48%に過ぎなかったにもかかわらず、GOES衛星群の運用を維持するために比較的早い時期に打ち上げ日が選ばれた。2013年4月に商務省監察総監室が実施した監査ではこれらの懸念が浮き彫りとなり、運用中のバックアップ衛星が故障した場合に衛星カバレッジにギャップが生じるリスクが高まるという代償を払って開発のストレスを軽減できる2016年2月の打ち上げが予測された。[78] GOES-Rのソフトウェアと通信機器のトラブルにより、予定されていた打ち上げは2016年初頭まで延期され、2015年10月15日には打ち上げはさらに2016年10月13日に延期された。 [79] 2016年10月初旬、GOES-Rはハリケーン・マシューの接近に備えて確保され、被害は受けなかった。[80] [81]しかし、宇宙船を収容していた地上システムの貨車が転倒し、アトラスVロケットのブースターに不具合が見つかったため（ 2016年初頭にワールドビュー4の打ち上げを妨げたのと同じ問題）、打ち上げ時期は2016年11月19日まで再び延期された。 [82] [83]
2016年11月18日、結合されたGOES-R宇宙船とアトラスVロケットは、スペース・ローンチ・コンプレックス41の発射台に移動されました。 [84] [85] GOES-Rは、2016年11月19日23:42 UTC（午後6時42分EST）にケープカナベラル空軍基地スペース・ローンチ・コンプレックス41からアトラスVロケットで打ち上げられました。[86] [87]イースタンレンジでの未公開の問題と別のロケットの潜在的な懸念の確認により、11月19日の打ち上げウィンドウの終わりに向けて打ち上げは1時間遅れました。[88]アトラスVは、機体番号AV-069の541構成であり、ユナイテッド・ローンチ・アライアンスによって管理されました。[87] [注 2]この打ち上げは、進化型使い捨てロケットプログラムの100回目、アトラスプログラムの138回目でした。[89] [88]アトラスVの上昇は大西洋上空で東よりやや南方向に向けられた。ロケットの第1段に続いて、後続の段階での追加燃焼により、宇宙船は静止軌道に必要な高度に誘導された。打ち上げから約3.5時間後にインドネシア上空で宇宙船が打ち上げ機から分離され、 [90] GOES-Rは近地点高度5,038マイル（8,108 km）、遠地点高度21,926マイル（35,286 km）の楕円形の低傾斜静止トランスファー軌道に乗った。[87]
その後、宇宙船は独自の独立した推進システムを使用して軌道を修正し、意図した静止位置に配置するために数回の噴射を開始し、8日間を軌道半径の増加に費やし、4日間を軌道の微調整に費やしました。[91] [92]最初の修正噴射中に、メインエンジン ノズルを保持するトラスが異常に高い温度に加熱されました。飛行前の温度制限の超過は修正されましたが、その後の4回の噴射は、慎重を期してそれぞれ41分未満に制限され、打ち上げから10日後に予備的な静止軌道に到達しました。[93]静止軌道に到達したGOES-RはGOES-16に再指定され、1年に及ぶ延長されたチェックアウトと検証フェーズが始まりました。[94]探査機は当初、西経89.5度の非運用試験位置に配置され、[95] GOES-13とGOES-15がそれぞれ従来のGOES EastとGOES Westの位置で運用気象衛星として機能した。[94]機器は当初、探査機内のガス放出と汚染物質の除去のため30日間休止状態に置かれた。 [93] GOES-16の最初の科学データは2016年12月22日にMAG機器から受信され、[96] ABIからの最初の画像は2017年1月15日に収集され、2017年1月23日に公開された。[97] 2017年5月25日、NOAAは、GOES-16が運用開始次第、GOES-13の後継としてGOES Eastの位置を占めると発表した。[98] GOES-16の運用位置への移動は2017年11月30日13:30 UTC頃に始まり、1日あたり約1.41°ずつ移動して最終的に西経75.2°に到達しました。この間、探査機の機器はデータ収集や送信を行わない診断モードに保たれていました。[99] GOES-16は12月11日までにGOES Eastの位置に到達し、較正期間を経て3日後に機器データの収集と送信を再開しました。[99] [100] 2017年12月18日、GOES-16は完全に運用可能であると宣言されました。[101]
ユニークなペイロードサービスとデータ処理
ユニークなペイロードサービス
GOES-16には、主要な科学ペイロードに加えて、ミッションの主要な運用に補助的な通信中継サービスを提供するユニークペイロードサービス（UPS）スイートも搭載されています。[102]
- GOES 再放送 (GRB) – GOES-16 のダウンリンクは GRB システムによって処理され、衛星の機器データのフル解像度およびほぼリアルタイムの中継として機能します。機器データは、すべての機器に対してレベル 1b データとして、GLM に対してレベル 2 データとして処理されます。 [注 3] GRB は、以前の GOES 宇宙船で使用されていた以前の GOES VARiable (GVAR) サービスに代わるものです。二重円偏波信号は、1686.6 MHz のL バンド内に中心があり、2 つの 15.5 Mbit/s デジタル ストリームで構成され、合計データ レートは 31 Mbit/s です。[103] [21]
- データ収集システム（DCS） – GOES-16は、通常遠隔地からの地上環境観測を他の地上受信地点に再放送する中継衛星としても機能します。GOES-16 DCSは、ダウンリンク周波数範囲1679.70〜1680.10MHzで433のユーザープラットフォームチャネルをサポートします。[102] [104]
- 緊急管理者気象情報ネットワーク（EMWIN） - EMWINは、米国国立気象局からの製品やその他の情報を送信します。EMWINは、低解像度のGOES画像と選択された製品を遠隔地のユーザーのHRIT端末に放送する高速情報伝送（HRIT）サービスとも連携しています。[102]
- 捜索救助衛星支援追跡（SARSAT） - GOES-16に搭載されたSARSAT トランスポンダーは遭難信号を検出し、それを地元のユーザー端末に中継して救助活動の調整を支援することができる。トランスポンダーは32dBmという比較的低いアップリンク電力でアクセスできるため 、弱い緊急ビーコンを検出することができる。[102]
統合地上システムとデータ配信
GOES-16およびGOES-R世代のGOES宇宙船の他の衛星のために、データの取得、処理、配信のための統合地上システムが特別に設計された。メリーランド州スーツランドのNOAA衛星運用施設は、GOESミッション運用の指揮所として機能し、バージニア州ワロップス島のワロップス飛行施設のワロップス指揮データ収集ステーションは、GOES-16のテレメトリ、追跡、コマンド、および計器データを処理している。ウェストバージニア州フェアモントの2番目のステーションは、ワロップス施設の指定された統合バックアップとして機能している。[105] [106]ワロップスのアンテナは、カテゴリー2のハリケーンで予想される持続的な風速110mph（180km/h）と最大150mph（240km/h）の突風に耐えられるように設計されている。[106]地上システムには、2,100台のサーバーと3PBのデータストレージが含まれており 、データ処理は、 毎秒40兆回の浮動小数点演算が可能な3,632個のプロセッサコアによって処理されます。[105] 2009年、NOAAはハリス社の政府通信システム部門とGOES-R地上システムの開発を契約しました。契約額は推定7億3,600万ドルでした。[107]ハリスは、NOAA衛星運用施設の6つの新しい大口径送受信アンテナと4つの既存アンテナのアップグレードを含む地上アンテナシステムの開発で1億3,000万ドルの契約も獲得しました。[108] 地上セグメントのシステムエンジニアリングとデータ配信ツールを支援するために、ボーイングは5,500万ドルの下請け契約を獲得しました。[109]
校正された受信機ならどれでもアクセスできるGRBに加えて、GOESデータは他のチャネルでも配信されている。国立気象局は、気象・水文データを気象庁の予報・警報発令システムと統合する高度気象インタラクティブ処理システム（AWIPS）インターフェースを介してGOES-16から直接データを受信している。リアルタイムのGOES-16データは製品配布・アクセス（PDA）システムを通じて利用可能であり、アーカイブされたデータは包括的大規模アレイデータ管理システム（CLASS）に保存されている。[106]
GOES-R 試験場
GOES-R 試験場は、GOES-R シリーズ プログラム オフィスと NOAA および NASA の複数のセンターとのコラボレーションとして 2008 年に設立され、GOES-R 世代の気象衛星で利用可能になる新しい製品について予報官やその他の関係者を準備することを目的としていました。[110] [111] [112]この技術試験場は、 2000 年に米国国立研究会議から NOAA に対して、機器設計と連携して GOES-16 のような新しいセンサーの範囲を実証するチームを育成するという勧告に対応したものでした。 [113] AWIPS 中心のプログラムは、シミュレートされた GOES-R 製品の評価と開発を可能にし、予報官にトレーニングを提供するために設計されました。[110]実験製品は、同時データと合成データの両方に基づいていました。[112] 2008年から2014年までの最初の6年間は、主にアルゴリズム開発、シミュレーション設計、意思決定支援の開発、エンドツーエンドのテストに費やされ、その後の宇宙船打ち上げまでの数年間は、主にユーザーからのフィードバックに合わせて製品をカスタマイズすることに費やされました。[114]
実証場プログラムの参加者は、開発者（GOES-R製品用の衛星アルゴリズムとトレーニング資料を開発する者）とユーザー（それらの製品の受信者）に分類されました。プログラムの主な開発者3名は、ウィスコンシン州マディソンのウィスコンシン大学の気象衛星研究協同研究所（CIMSS）と高度衛星製品部門（ASPB） 、コロラド州フォートコリンズのコロラド州立大学の大気研究協同研究所（CIRA）と地域およびメソスケール気象部門（RAMMB） 、アラバマ州ハンツビルのNASA短期予測研究移行センター（NASA SPoRT）でした。[113] GOES-Rのテストベッドと技術のデモンストレーションは、熱帯低気圧の強度推定、[115]激しい嵐の発達、[116]航空、大気質など、さまざまな用途に重点が置かれていました。[117]
参照
注記
- ^重イオンは ヘリウム4よりも質量が大きいイオンである。[73]
- ^ 541構成の数字は、ペイロードフェアリングの直径が5メートル（16フィート）、 アトラスVの第1段を補完する4つのAJ-60A 固体ロケットブースター、およびアトラスVのセントール上段のエンジン1つを示しています。 [87]
- ^ レベル 1a は、フル解像度で再構成された未処理の機器データであり、時間参照され、放射測定および幾何学的較正係数や地理参照パラメータなどの補助情報が注釈として付けられています。レベル 1b データは、センサー ユニットに処理されたレベル 1A データです。レベル 2 データには、レベル 1 ソース データと同じ解像度と場所で派生した地球物理学的変数が含まれます。
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帰属
この記事には、Data Processing Levels. National Aeronautics and Space Administration からのパブリック ドメインの資料が組み込まれています。- この記事には、 Instruments: Advanced Baseline Imager (ABI) のパブリック ドメイン マテリアルが組み込まれています。アメリカ航空宇宙局。
外部リンク
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- GOES-R 衛星試験場