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 低軌道でタイムド | |
| 名前 | 熱圏 • 電離圏 • 中間圏 • エネルギーとダイナミクス |
|---|---|
| ミッションタイプ | 電離層 大気科学 宇宙天気研究 |
| オペレーター | 米航空宇宙局（NASA） |
| コスパーID | 2001-055B |
| SATCAT番号 | 26998 |
| Webサイト | APLでのTIMED |
| ミッション期間 | 計画: 2年 経過: 23年13日 |
| 宇宙船の特性 | |
| メーカー | 応用物理学研究所 |
| 打ち上げ質量 | 660 kg (1,460 ポンド) |
| 寸法 | 高さ2.72メートル 、幅11.73メートル、 奥行き1.2メートル |
| 力 | 406ワット |
| ミッション開始 | |
| 発売日 | 2001年12月7日 15:07:35 UTC |
| ロケット | デルタ II 7920-10 (デルタ D289) |
| 発射場 | ヴァンデンバーグ、SLC-2W |
| 入隊 | 2002年1月22日 |
| 軌道パラメータ | |
| 参照システム | 地球中心軌道[1] |
| 政権 | 低軌道 |
| 高度 | 625 km (388 マイル) |
| 傾斜 | 74.1° |
| 期間 | 97.3分 |
TIMED （熱圏・電離圏・中間圏・エネルギーとダイナミクス）ミッションは、太陽と人間のエネルギーとダイナミクスが、地球の大気圏の中で最も探査と理解が進んでいない中間圏と下部熱圏/電離圏（MLTI）に与える影響を研究することを目的としています。このミッションは、2001年12月7日にカリフォルニア州のヴァンデンバーグ空軍基地からデルタIIロケットで打ち上げられました。このプロジェクトはNASAがスポンサーと管理を行っており、宇宙船の設計と組み立てはジョンズ・ホプキンス大学応用物理学研究所が行いました。ミッションは数回にわたって延長され、現在では太陽活動周期全体にわたってデータを収集しており、太陽の大気への影響を他の影響と区別するという目標の達成に役立っています。[ 2 ]
研究対象の大気圏
TIMED が調査する大気の中間圏、下部熱圏、電離圏(MLTI) 領域は、地球表面から 60 ～ 180 キロメートル (37 ～ 112 マイル) 上空に位置し、太陽放射のエネルギーが最初に大気に放出される場所です。これは、太陽の 11 年周期のピーク時に最も多くのエネルギーが放出されるときに特に、地球の上層大気領域に大きな影響を与える可能性があります。太陽放射は大気の潮汐の主な原動力の 1 つであるため、これらの相互作用を理解することは、地球物理学、気象学、超高層大気文学、大気科学のさまざまな主題を理解する上でも重要です。MLT の変化は、現代の衛星通信や無線通信にも影響を与える可能性があります。
科学機器
宇宙船のペイロードは、次の 4 つの主要な機器で構成されています。
- 全球紫外線イメージャー（GUVI）は、地平線から地平線まで横断的にスキャンし、下部熱圏の温度と成分密度の空間的および時間的変動を測定し、その地域のエネルギーバランスに対するオーロラエネルギー源と太陽極端紫外線源の重要性を判断します。
- 太陽極端紫外線実験 (SEE) は、MLT 領域に放出される太陽の軟X 線、極端紫外線、遠紫外線を測定するために設計された分光計と光度計のセットです。
- TIMED ドップラー干渉計 (TIDI) は、MLT 地域の風と温度のプロファイルを世界的に測定するように設計されています。
- 広帯域放射測定法（SABER）を使用した大気観測。広範囲の高度とスペクトル範囲にわたって大気から放出される熱、および地球全体の温度プロファイルと大気冷却源を測定するために設計されたマルチチャンネル放射計。
衛星の機器によって収集されたデータは一般に無料で公開されています。[3]
仕様
[要出典]
- 質量: 660キログラム
- 寸法:
- 高さ2.72メートル
- 幅1.61メートル（打ち上げ時構成）
- 幅11.73メートル（太陽電池パネル展開時）
- 深さ1.2メートル
- 消費電力: 406ワット
- データダウンリンク: 4 メガビット/秒
- メモリ: 5ギガビット
- 制御およびデータ処理プロセッサ: Mongoose-V
- 態度：
- 制御 - 0.50°以内
- 知識 - 0.03°以内
- プロセッサ: RTX2010
- ミッション総コスト:
- 宇宙船：1億9,500万ドル[要出典]
- 地上作戦：4,200万ドル
衛星運用
TIMEDは、打ち上げ後に磁気トルク装置が宇宙船の回転を意図したとおりに減速できなかったため、姿勢制御に軽微な問題を経験した。磁気トルク装置を設置した技術者が誤って実際の極性を逆に記録したため、飛行ソフトウェアで符号エラーが発生した。この問題は、軌道船の磁場センサーを一時的に無効にし、符号エラーを修正するソフトウェアパッチをアップロードすることで解決された。[ 4 ]別の事件では、別のソフトウェアアップデートにより、太陽センサーの誤ったテストによって引き起こされた問題が修正された。これらの修正後、姿勢制御システムは意図したとおりに機能した。[4]
コスモス2221の合
2024年2月28日午前6時30分頃、TIMEDは機能停止したコスモス2221衛星の10メートル以内を通過した。TIMEDもコスモス2221も操縦できないため、接近は避けられなかった。衛星追跡会社LeoLabsは、この接近に先立ち、衛星衝突の確率を8％と見積もっていた。互いに超高速で移動する2つの衛星の衝突により、2,500～7,500個の宇宙ゴミの破片が発生すると予測されており、これは2009年のイリジウム33とコスモス2251の衛星衝突を上回る可能性がある。この接近事故はNASAにとって特に懸念事項であり、NASAはコロラドスプリングスで開催された第39回宇宙シンポジウムで、NASAの新しい宇宙持続可能性戦略計画に関する幅広い演説の中でこの出来事を取り上げた。 [5]
科学的結果
TIMEDは上層大気の長期的傾向に関する科学的理解を深めました。SABER装置は成層圏と中間圏の水蒸気と二酸化炭素の濃度を継続的に記録しています。[6] [7]
SABERは1日あたり1,500回の水蒸気測定が可能で、これは以前の衛星や地上観測から大幅に改善されたものである。[8] SABERの光学フィルターには欠陥があり、水蒸気レベルを過大評価していたが、このエラーが発見され、データが修正された。[9]修正されたデータに基づいて、SABERは2002年から2018年の間に、下部成層圏の水蒸気レベルは10年あたり平均0.25 ppmv（約5％）の割合で増加し、上部成層圏と中間圏の水蒸気レベルは10年あたり平均0.1～0.2 ppmv（約2～3％）の割合で増加していることを発見した。[10]メタンレベルの増加は、メタンは二酸化炭素と水蒸気に酸化されるため、水蒸気レベルの増加に部分的に関与していると考えられているが、太陽周期によって引き起こされる変化も関与している可能性がある。[11]
SABERは上層大気中の二酸化炭素濃度も監視している。この機器は上層大気中の二酸化炭素濃度が上昇していることを発見した。高度110キロメートル（68マイル）では、二酸化炭素濃度は10年あたり平均12％上昇している。[12]この上昇率は気候モデルが予測していたよりも速く、これまで考えられていたよりも二酸化炭素 の垂直混合が進んでいることを示唆している。[13]
TIMEDは上層大気のデータを収集することで、環境への影響のモデル化を支援します。水蒸気と二酸化炭素は温室効果ガスであり、上層大気におけるそれらの増加は気候モデルに考慮される必要があります。さらに、上層大気の水蒸気はオゾン層の破壊に寄与します。[14]
計器チーム
アメリカ合衆国
- アラスカ大学、アラスカ州フェアバンクス
- カリフォルニア大学バークレー校（カリフォルニア州）
- ジェット推進研究所、カリフォルニア州パサデナ
- コロラド大学、コロラド州ボルダー
- 国立大気研究センター、コロラド州ボルダー
- アメリカ海洋大気庁、コロラド州ボルダー
- ジョンズ・ホプキンス大学応用物理学研究所、メリーランド州ローレル
- 空軍研究所、ハンスコム空軍基地、マサチューセッツ州
- スチュワート ラディアンス ラボラトリー、マサチューセッツ州ベッドフォード
- ミシガン大学、ミシガン州アナーバー
- サウスウェスト研究所、テキサス州サンアントニオ
- ユタ州立大学、ユタ州ローガン
- ハンプトン大学、バージニア州ハンプトン
- Computational Physics, Inc.、バージニア州フェアファックス
- 海軍研究所、ワシントン D.C.
- NASA ラングレー研究センター、バージニア州ハンプトン
- G&A Technical Software Inc.、バージニア州ハンプトン
国際的
参照
- 超高層大気研究衛星、1991-2005
参考文献
- ^ 「軌道：TIMED 2001-055B」NASA。2020年5月14日。 2020年11月23日閲覧。
この記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
- ^ フォックス、カレン。「中層大気のマッピングの 10 年間の成功」NASA。 この記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
- ^ 「TIMED SDS データ製品のダウンロード」。ジョンズ・ホプキンス大学応用物理学研究所。2020 年9 月 15 日閲覧。
- ^ ab Harland, David M.; Lorenz, Ralph D. (2006).宇宙システムの故障：衛星、ロケット、宇宙探査機の災害と救助ベルリン：シュプリンガー pp. 214–215.
- ^ Foust, Jeff (2024年4月22日). 「NASAの宇宙持続可能性戦略」. The Space Review . 2024年4月26日閲覧。
- ^ ユエ2019、13452頁。
- ^ 越2015、7195頁。
- ^ ユエ2019、13458頁。
- ^ Rong 2019、3-4頁。
- ^ ユエ2019、13456頁。
- ^ ユエ2019、13456、13458頁。
- ^ 越2015、7197頁。
- ^ 越2015、7198頁。
- ^ ユエ2019、13459頁。
さらに読む
- Rong, Pingping; Russell III, James M.; Marshall, Benjamin T.; Gordley, Larry L.; Mlynczak, Martin G.; Walker, Kaley A. (2019年7月31日). 「TIMED衛星のSABERで測定された水蒸気の検証」。Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics . 194 : 105099. Bibcode :2019JASTP.19405099R. doi :10.1016/j.jastp.2019.105099. S2CID 201260453. 2020年9月15日閲覧。
- ユエ、ジア。ラッセル三世、ジェームズ。ジャン、ヨンシャオ。レザック、ラディスラフ。ガルシア、ロランド。ロペス・プエルタス、マヌエル。ムリンザック、マーティン G. (2015 年 9 月 16 日)。 「SABREが観測した高層大気の二酸化炭素濃度の増加」。地球物理学研究レター。42（17）。アメリカ地球物理学連合: 7194–7199。Bibcode :2015GeoRL..42.7194Y。土井: 10.1002/2015GL064696。S2CID 102423229。
- Yue, Jia; Russell III, James; Gan, Quan; Wang, Tao; Rong, Pingping; Garcia, Rolando; Mlynczak, Martin (2019年11月9日). 「2002年以降、成層圏と中間圏で水蒸気が増加」.地球物理学研究レター. 46 (22). アメリカ地球物理学連合: 13452–13460. Bibcode :2019GeoRL..4613452Y. doi :10.1029/2019GL084973. S2CID 210607942. 2020年9月15日閲覧。
外部リンク
- JHU/APLのTIMEDミッションページ
- NASA GSFC の TIMED ミッション ページ
- 大気宇宙物理学研究所の太陽EUV実験（SEE）ページ