Satelit baru - bug baru: Sensor inframerah satelit GOES-17 tidak sejuk

Satelit meteorologi GOES-17, yang diluncurkan pada bulan Maret, memiliki masalah - kamera inframerah generasi berikutnya hanya berfungsi sebagian karena pendinginan yang buruk. Dan sekarang satu tim insinyur berusaha untuk mengurangi periode jam kerja yang tidak lengkap, dan yang kedua adalah untuk menentukan penyebab masalah. Kedua tugas itu penting karena analisis telemetri pendahulunya, GOES-16, menunjukkan bahwa ada juga tanda-tanda operasi sistem pendingin yang tidak normal, dan tampaknya generasi keempat dari satelit cuaca GOES dihadapkan dengan masalah sistemik.


Bersiap meluncurkan GOES-17, foto NASA

Garis waktu

Mulai siaran

GOES-17 diluncurkan pada 1 Maret. Pada 12 Maret, perangkat itu mencapai orbit geostasioner dan mulai menguji sistem di atas kapal. Dan ada kejutan yang tidak menyenangkan. Untuk pengoperasian normal instrumen optik primer satelit, Advanced Baseline Imager (ABI), diperlukan suhu rendah. Sensor inframerah perlu didinginkan, beberapa di antaranya 60 ° Kelvin (-213 ° C), sehingga mereka dapat berfungsi secara normal. Dan ternyata sistem pendingin tidak dapat mengatasi tanggung jawabnya. Untungnya, beban suhu satelit tergantung pada waktu hari dan hari dalam setahun, sehingga perangkat tersebut ternyata sebagian operasional, tetapi, 13 dari 16 pita frekuensi tidak dapat diakses setiap hari selama beberapa jam.

Materiel

Satelit GOES-17 adalah yang kedua dalam generasi keempat dari satelit geostasioner GOES. GOES-16 adalah yang pertama masuk ke orbit pada tahun 2016. Menurut program GOES, dua satelit menempati titik berdiri di timur dan barat kedua Amerika untuk memiliki cakupan Amerika Serikat yang berkualitas tinggi. Dua titik lagi digunakan untuk memeriksa dan menyimpan satelit cadangan.


Peta lokasi satelit GOES, area isi-visibilitas. Ilustrasi NASA

GOES-16 menduduki titik timur, dan untuk 17 satelit, yang barat dimaksudkan. Sebelum diluncurkan, satelit memiliki nama alfabet, sehingga keenam belas ditunjuk GOES-R, dan ke tujuh belas -S. Secara struktural, perangkat ini dibangun pada platform Lockheed Martin A2100, yang dikembangkan untuk satelit telekomunikasi dan GPS, dan membawa perangkat untuk berbagai keperluan.


Instrumentasi Satelit NASA

Geostationary Lightning Mapper (GLM) beroperasi dalam jangkauan inframerah dekat dan digunakan untuk mendeteksi petir.

Extreme Ultraviolet dan X-ray Irradiance Sensor (EXIS) diarahkan ke Matahari, mengukur insolasi (paparan sinar matahari) dan dapat menangkap semburan matahari yang berpotensi berbahaya .
Solar Ultraviolet Imager (SUVI) juga ditujukan untuk Matahari dan merupakan teleskop yang beroperasi di kisaran ultraviolet dan dirancang untuk mengamati lubang koroner, ejeksi massa, dan fenomena cuaca matahari lainnya.

Magnetometer (MAG) dan Space Environment In-Situ Suite (SEISS) memantau medan magnet dan fluks partikel berenergi tinggi.

Tetapi alat yang paling penting adalah Advanced Baseline Imager (ABI) , yang dalam rentang frekuensi 16 dari yang terlihat hingga inframerah menangkap fenomena atmosfer yang terjadi di dunia. Banyak rentang diperlukan karena, misalnya, salju dan es lebih baik terlihat pada kisaran panjang gelombang 1,58-1,64 mikrometer, dan kabut, kebakaran dan vulkanisme - pada 3,80-4,00 mikrometer.


AHI, tipe ABI yang sama, tanpa pelindung panas. Foto Exelis

Resolusi optik tergantung pada jarak dan, paling banter, adalah 0,5 km per piksel, yang merupakan dua kali resolusi sensor satelit GOES dari generasi ketiga sebelumnya. Juga, untuk perbandingan, perlu dicatat bahwa sensor GOES generasi ketiga hanya memiliki 5 rentang.

Setelah GOES-16 ditugaskan, NOAA dan NASA dengan benar membual tentang gambar yang mereka terima.


Kemajuan visual, saya sarankan melihat ukuran besar


16 saluran ABI, tautan besar

Masalah

Namun sayang, keindahan yang tercantum dalam bab sebelumnya dimanjakan oleh masalah teknis - pipa panas yang dirancang untuk mendinginkan sensor tidak dapat mengatasi tugas mereka. Pendingin, propilena, tidak beredar dengan cukup baik di dalamnya. Alasan untuk ini belum ditetapkan, versi dipertimbangkan: gas non-kondensasi berlebihan (dalam pipa panas, pendingin di gasifikasi dan mengembun, gelembung gas dalam cairan akan mengganggu sirkulasi), kontaminasi tabung dengan partikel asing atau kerusakan mekanis pada tabung. Diperlukan 1-2 bulan untuk menyelidiki penyebabnya dan mereproduksi masalah di bumi.

Sensor yang mirip dengan ABI GOES-17, empat saat ini bekerja di ruang angkasa. Satu dipasang di GOES-16, dan dua lagi dari tipe yang sama AHI terletak di satelit meteorologi geostasioner Jepang Himavari-8 dan -9. Perangkat Jepang berfungsi dengan baik, tetapi analisis rinci telemetri GOES-16 menunjukkan bahwa sistem pendingin, yang dianggap sebagai sistem pendingin yang berfungsi dengan baik, menghadapi masalah yang sama, hanya pada tingkat yang lebih rendah. Suhu ABI GOES-16 tetap dalam batas yang dapat diterima, oleh karena itu, mereka tidak memperhatikan tanda-tanda sirkulasi pendingin yang tidak mencukupi. Pengulangan situasi menunjukkan masalah sistemik - baik dalam desain atau dalam produksi, kesalahan telah terjadi, dan satelit GOES baru tidak dapat diluncurkan sampai cacat diperbaiki.

Secara paralel, sekelompok insinyur lain berjuang dengan masalah di satelit. Setelah tindakan diambil (maaf, mereka tidak menentukan yang mana), ketersediaan rentang meningkat. Sekarang 13 dari 16 rentang beroperasi 24 jam sehari, dan sisanya 3 - 20 jam. Tetapi masih terlalu dini untuk bersantai - September semakin dekat, ketika Matahari akan bersinar hampir langsung ke sensor, secara serius meningkatkan beban panas. Angka pastinya belum diketahui, tetapi diharapkan sekitar jam 10 dari 16 band akan tersedia, dan sisanya sebagian besar waktu.

Kesimpulan

Seperti teknik canggih lainnya, satelit baru selalu dapat memberikan kejutan. Dan cerita dengan GOES-17 biasanya menunjukkan pekerjaan yang tidak mencolok, tetapi tidak kalah menarik dalam memelihara satelit agar tetap berfungsi, memperbarui perangkat lunak mereka dan menyesuaikan parameter perangkat keras.