El satélite meteorológico GOES-17, lanzado en marzo, tiene un problema: la cámara infrarroja de próxima generación solo funciona parcialmente debido a un mal enfriamiento. Y ahora un equipo de ingenieros está tratando de reducir los períodos de horas de trabajo incompletas, y el segundo es determinar la causa del problema. Ambas tareas son importantes porque el análisis de la telemetría del predecesor, GOES-16, mostró que también hay signos de funcionamiento anormal del sistema de enfriamiento, y parece que la cuarta generación de satélites meteorológicos GOES se enfrentó a un problema sistémico.
Preparándose para lanzar GOES-17, foto de la NASACronograma
Iniciar transmisiónGOES-17 se lanzó el 1 de marzo. El 12 de marzo, el dispositivo alcanzó la órbita geoestacionaria y comenzó a probar los sistemas a bordo. Y hubo una desagradable sorpresa. Para el funcionamiento normal del instrumento óptico primario del satélite, el Advanced Baseline Imager (ABI), se requería una temperatura baja. Los sensores infrarrojos deben enfriarse, algunos hasta 60 ° Kelvin (-213 ° C), para que puedan funcionar normalmente. Y resultó que el sistema de enfriamiento no podía cumplir con sus responsabilidades. Afortunadamente, la carga de temperatura del satélite dependía de la hora del día y del día del año, por lo que el dispositivo resultó estar parcialmente operativo, pero, sin embargo, 13 de las 16 bandas de frecuencia estuvieron inaccesibles todos los días durante varias horas.
Materiel
El satélite GOES-17 es el segundo de la cuarta generación de satélites geoestacionarios meteorológicos del GOES. GOES-16 fue el primero en entrar en órbita en 2016. Según el programa GOES, dos satélites ocupan puntos permanentes al este y oeste de ambas Américas para tener una cobertura de alta calidad de los Estados Unidos. Se utilizan dos puntos más para verificar y almacenar satélites de repuesto.
Mapa de la ubicación de los satélites GOES, área de visibilidad de relleno. Ilustración de la NASAGOES-16 ocupó el punto oriental, y para los 17 satélites, el occidental estaba destinado. Antes del lanzamiento, los satélites tienen nombres alfabéticos, por lo que el decimosexto se designó GOES-R y el decimoséptimo -S. Estructuralmente, los dispositivos están construidos en la plataforma Lockheed Martin A2100, que fue desarrollada para satélites de telecomunicaciones y GPS, y transportan dispositivos para diversos fines.
Instrumentación satelital NASAEl Geostationary Lightning Mapper (GLM) funciona en el rango infrarrojo cercano y se utiliza para detectar rayos.
Los sensores de radiación ultravioleta y de rayos X (EXIS) se dirigen al Sol, miden la insolación (exposición a la luz solar) y pueden capturar erupciones solares
potencialmente peligrosas .
Solar Ultraviolet Imager (SUVI) también
está dirigido al Sol y es un telescopio que opera en el rango ultravioleta y está diseñado para observar agujeros coronarios, eyecciones de masa y otros fenómenos meteorológicos solares.
El magnetómetro (MAG) y Space Environment In-Situ Suite (SEISS) monitorean los campos magnéticos y los flujos de partículas de alta energía, respectivamente.
Pero la herramienta más importante es el
Advanced Baseline Imager (ABI) , que en 16 rangos de frecuencia de visible a infrarrojo captura los fenómenos atmosféricos que ocurren en el mundo. Se necesitan muchos rangos porque, por ejemplo, la nieve y el hielo son mejor visibles en el rango de longitud de onda de 1.58–1.64 micrómetros, y la niebla, los incendios y el vulcanismo - a 3.80–4.00 micrómetros.
AHI, el mismo tipo de ABI, sin escudo térmico. Fotos de ExelisLa resolución óptica depende del alcance y, en el mejor de los casos, es de 0,5 km por píxel, que es dos veces la resolución del sensor satelital GOES de la tercera generación anterior. Además, a modo de comparación, vale la pena señalar que los sensores GOES de tercera generación tenían solo 5 rangos.
Después de que el GOES-16 fue comisionado, NOAA y la NASA se jactaron con razón de las imágenes que recibieron.
Progreso visual, recomiendo mirar un tamaño grande
16 canales ABI, enlace grandeEl problema
Pero, por desgracia, la belleza enumerada en el capítulo anterior está arruinada por un problema técnico: las tuberías de calor diseñadas para enfriar los sensores no pueden hacer frente a su tarea. El refrigerante, el propileno, no circula lo suficientemente bien en ellos. La razón de esto aún no se ha establecido; se consideran versiones: gas sin condensación excesivo (en las tuberías de calor, el refrigerante se gasifica y se condensa, las burbujas de gas en el líquido interferirán con la circulación), contaminación del tubo con partículas extrañas o daño mecánico a los tubos. Tomará otros 1-2 meses investigar la causa y reproducir el problema en la tierra.
Sensores similares a ABI GOES-17, cuatro están trabajando actualmente en el espacio. Uno está instalado en GOES-16, y dos más del mismo tipo AHI se encuentran en los satélites meteorológicos geoestacionarios japoneses Himavari-8 y -9. Los dispositivos japoneses funcionan bien, pero un análisis detallado de la telemetría GOES-16 mostró que el sistema de enfriamiento, considerado como un sistema de enfriamiento que funciona correctamente, enfrenta los mismos problemas, pero en menor medida. La temperatura de ABI GOES-16 se mantuvo dentro de los límites aceptables, por lo tanto, no prestaron atención a los signos de circulación insuficiente del refrigerante. Una repetición de la situación indica un problema sistémico: ya sea en el diseño o en la producción, se cometió un error y no se pueden lanzar nuevos satélites GOES hasta que se solucione el defecto.
Paralelamente, otro grupo de ingenieros luchó con el problema en el satélite. Después de las medidas tomadas (lo siento, no especificaron cuáles), la disponibilidad de los rangos aumentó. Ahora 13 de los 16 rangos operan las 24 horas del día y las 3 a 20 horas restantes. Pero es demasiado temprano para relajarse: se acerca septiembre, cuando el Sol brillará casi directamente en el sensor, aumentando seriamente la carga de calor. Aún no se conocen los números exactos, pero se espera que estén disponibles durante todo el día 10 de las 16 bandas, y el resto la mayor parte del tiempo.
Conclusión
Como cualquier técnica sofisticada, los nuevos satélites siempre pueden traer sorpresas. Y la historia con GOES-17 generalmente muestra un trabajo discreto, pero no menos interesante, en mantener los satélites en funcionamiento, actualizar su software y ajustar los parámetros del hardware.