science >> Wetenschap >  >> Astronomie

GRACE-missie maakt plannen voor de definitieve verzameling van wetenschappelijke gegevens

Artist's concept van het Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) uit december 2002. Credit:Jet Propulsion Laboratory

Nu een van zijn twee satellieten bijna geen brandstof meer heeft na meer dan 15 jaar elkaar rond onze planeet te hebben achtervolgd om het steeds veranderende zwaartekrachtveld van de aarde te meten, het operationele team voor de missie van de VS/Duitse Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) maakt plannen voor een verwachte definitieve wetenschappelijke collectie.

Op 3 september een van de 20 batterijcellen aan boord van de GRACE-2-satelliet stopte met werken vanwege een leeftijdsprobleem. Het was het achtste verlies van batterijcellen op GRACE-2 sinds de twee satellieten die deel uitmaken van de GRACE-missie die in maart 2002 werd gelanceerd op een missie die bedoeld was om vijf jaar mee te gaan. De volgende dag, contact is verbroken met GRACE-2.

Op 8 september na talloze pogingen, het GRACE-missieteam in het Jet Propulsion Laboratory van NASA in Pasadena, Californië; Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR, het Duitse lucht- en ruimtevaartcentrum) in Oberpfaffenhofen, Duitsland; en het Helmholtz Center Potsdam German Research Center for Geosciences (GFZ) in Potsdam, Duitsland, geuplinkte commando's naar GRACE-2 om het vluchtsoftwaresysteem van de satelliet te omzeilen. De procedure herstelde de communicatie met het ruimtevaartuig, waardoor het team de controle terugkrijgt. Daaropvolgende analyses onthulden dat de batterijcel die op 3 september verloren was gegaan, zijn volledige spanning had hersteld, en dat GRACE-2 in wezen een winterslaap had gehouden tijdens de periode van verloren contact, verbruiken geen brandstof. Na een beoordeling van de algehele gezondheid van de satelliet, het team heeft vastgesteld dat de wetenschappelijke missie van GRACE met twee satellieten kan worden voortgezet.

Het team heeft commando's geuplinkt naar GRACE-2 om het in een passieve staat te plaatsen, zodat het zijn huidige brandstofniveau kan behouden. Er zijn operationele procedures gestart die de GRACE-missie zullen uitbreiden naar de volgende fase van wetenschappelijke operaties, die loopt van half oktober tot begin november. Gedurende die tijd, GRACE-2 zal in de volle zon zijn, dus het zal zijn batterijen niet nodig hebben.

Het team verwacht dat de wetenschappelijke gegevensverzameling van oktober/november de laatste van de missie zal zijn voordat GRACE-2 zonder brandstof komt te zitten. De extra maandelijkse zwaartekrachtkaart die wordt geproduceerd, zal het gegevensrecord van GRACE verder uitbreiden, dichter bij de lancering van de opvolger van GRACE, GRACE-vervolg, gepland voor begin 2018.

Zoals aangegeven door de gezamenlijke stuurgroep van de missie, de definitieve ontmanteling van zowel GRACE-1 als GRACE-2 zal beginnen zodra de fase van de dubbele satellietwetenschap is afgerond.

GRACE volgt de beweging van water rond onze planeet veroorzaakt door de veranderende seizoenen van de aarde, weer- en klimaatprocessen, en menselijke activiteiten. De missie heeft het steeds veranderende zwaartekrachtveld van de aarde in ongekend detail in kaart gebracht. laten zien hoe water, ijs en vast aardmateriaal bewegen op of nabij het aardoppervlak. GRACE werkt door het waarnemen van minieme veranderingen in zwaartekracht veroorzaakt door lokale veranderingen in de massa van de aarde. Om deze veranderingen te observeren, GRACE gebruikt een microgolfbereiksysteem dat variaties op micronschaal meet in de afstand van 220 kilometer tussen het ruimtevaartuig, samen met GPS-tracking, star-trackers voor informatie over de houding en een versnellingsmeter om rekening te houden met niet-zwaartekrachteffecten zoals atmosferische weerstand. Uit deze gegevens verzameld over het aardoppervlak, wetenschappers kunnen het zwaartekrachtveld van de aarde afleiden.

GRACE's maandelijkse kaarten van regionale variaties in zwaartekracht hebben wetenschappers nieuwe inzichten gegeven in de processen van het aardsysteem. Onder de vele innovaties, GRACE is gebruikt om het verlies van ijs van de ijskappen van de aarde te volgen, het begrip te verbeteren van de processen die verantwoordelijk zijn voor de zeespiegelstijging en de oceaancirculatie, inzicht geven in waar watervoerende lagen kunnen krimpen of waar droge bodems bijdragen aan droogte, en monitor veranderingen in de vaste aarde.