下一代气象卫星:欧空局AWS北极气象卫星

科技   2024-09-04 17:32   新加坡  

北极气象卫星全称 Arctic Weather Satellite,又称AWS。AWS是由欧洲航天局(ESA)发起的一项重要任务,旨在通过提供更频繁和准确的气象数据来填补现有卫星在北极地区的空白。

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任务由来

现在,无论是地球静止轨道还是极地轨道的卫星,都为气象学家提供了大量信息,他们通常使用这些信息来预报天气。然而,由于地球静止卫星无法观测到北极地区,对北极的监测仍然不足。尤其是关于水蒸气的数据,该区域的水蒸气变化非常快。

北极地区的气候变化速度比其他地区更快,对全球气候系统有着深远的影响。由于水汽在该地区变化迅速,获取更频繁的数据对于准确预测天气至关重要。

而现有的气象卫星如Meteosat和MetOp无法提供足够的北极数据:

欧洲 Meteosat 地球静止卫星位于赤道上空 36,000 公里,每 15 分钟发回一次图像,但无法看到更靠近极地的高纬度地区,因此无法用于北极天气预报。

MetOp 卫星在较低轨道上绕地球一极到另一极运行时,确实会传回两极上空的数据,但可能需要长达 24 小时才能实现全球覆盖。

因此需要新的解决方案。

同时AWS 是欧洲空间局(ESA)代表欧洲气象卫星运营组织(EUMETSAT)开发的 EPS Sterna 卫星星座的前身。EPS Sterna 将包括三个地球轨道上的六颗小型卫星的三代,长期提供来自极地地区的精确气象数据。该星座将补充现有的卫星系统,如来自欧洲气象卫星组织(EUMETSAT)的 MetOp-SG 和美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的 JPSS。

EPS星座将向地球上的每个位置提供几乎恒定的温度和湿度数据流,首次允许进行非常短周期的天气预报,或称为“即时预报”,不仅限于北极,而是全球范围内。

AWS 收集的数据将显著提高北极地区短期和中期的天气预报。鉴于北极天气对全球模式的重大影响,这些数据也将有助于更精确的全球天气预报。 整个欧洲对使用这些数据有相当大的兴趣,因为极地地区的天气预报改善将导致欧洲大陆上的预报显著提高,尤其是对于长期高温和寒冷的预报。

发射情况

AWS 于 2024 年 8 月 16 日 20:56 CEST(当地时间 11:56)在加利福尼亚州范登堡太空军基地使用猎鹰 9 号火箭发射。

卫星特点

AWS重125 Kg,配备了19通道的横向扫描微波辐射计,能够在各种天气条件下提供大气温度和湿度的高分辨率垂直剖面。其增强的声学能力可以捕捉到湿度短波动,这可以用来更好地推断风信息,以追踪风暴和极端天气。

洁净车间的AWS

ESA计划与EUMETSAT合作,类似于Meteosat和MetOp系列的合作模式。这种合作将确保北极气象卫星的成功运行,并为未来的卫星星座奠定基础,进一步提升气象数据的获取和应用。

AWS运行状态

载荷

北极天气卫星携带一个交叉轨道扫描微波辐射计,该辐射计由一个旋转天线组成,将入射辐射聚焦到四个馈源喇叭(每组频道一个)和四个接收器上,覆盖 50-325 GHz 的频率范围。

微波辐射计

不同的馈电喇叭聚焦在地面上略有不同的点上,该点将在数据处理过程中重新映射。辐射计天线以大约 45 RPM 的连续速度进行扫描。辐射计使用机载校准目标和寒冷空间,在每次天线旋转时进行校准。

参与厂商

对于AWS卫星,由瑞典 OHB 负责总体工作,其中包括瑞典 Omnisys 作为微波辐射计的首席承包商,以及法国 Thales Alenia Space 作为地面段的首席承包商。工业团队包括 31 家公司,其中包括来自 12 个欧洲航天局成员国的小型和中等企业 14 家。

OHB Sweden是一家位于瑞典的航空航天公司,隶属于OHB集团。该公司成立于2011年,总部设在Kista。OHB Sweden专注于开发和运营空间系统,特别是在卫星技术方面具有显著优势。

OHB Sweden的主要业务包括提供完整的空间任务以及特定航天器子系统。OHB Sweden还与欧洲航天局(ESA)有紧密的合作关系,例如参与了AWS(Arctic Weather Satellite)项目。OHB Sweden在多个领域都有所涉猎,包括低轨道和地球静止轨道的空间任务,以及用于星际任务的航天器。

AWS的研制仅用了36个月,该卫星使用OHB瑞典的InnoSat平台,具备经过飞行验证的技术基础,确保了其在轨道上的可靠性。北极气象卫星将由来自 KSAT、OHB 和 ESA 的团队在挪威特罗姆瑟的 KSAT 运营中心操作。


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