CryoSat-2 – satelita naukowo-badawczy Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) przeznaczony do badań pokrywy lodowej na Ziemi za pomocą wysokościomierza radarowego. Powstał w celu zastąpienia niedoszłego satelity CryoSat, utraconego w nieudanym wystrzeleniu na orbitę. Stanowi część programu obserwacji Ziemi ESA, pod nazwą Earth Explorers.

Satelita ma pracować co najmniej 3 lata, w tym 6 miesięcy zajęła faza testów i przygotowań.

Ważne wydarzenia misji 8 października 2005 – usterka rakiety nośnej Rokot powoduje utratę CryoSat 24 lutego 2006 – Europejska Agencja Kosmiczna otrzymuje od państw członkowskich zgodę na powtórzenie misji utraconego satelity luty 2007 – zatwierdzenie zasadniczego projektu luty 2008 – zbudowanie kopii przyrządu SIRAL sierpień 2009 – przygotowanie naziemnej infrastruktury dla misji wrzesień 2009 – ustalenie daty startu styczeń 2010 – CryoSat-2 zostaje dostarczony do Bajkonuru 8 kwietnia 2010 – wyniesienie na orbitę 1 lutego 2011 – opublikowanie pierwszych danych pomiarowych

Cele naukowe Satelita ma wykonać dokładne pomiary grubości swobodnie pływającej kry lodowej na morzach i oceanach, i dzięki temu pomóc określić roczne wahania jej ilości. Dodatkowo ma rejestrować zmiany grubości lądolodu i lodowców górskich.

Radar mierzy rozmiary części gór lodowych wystających ponad wodę, czego możliwość zaprezentował wcześniej satelita ERS-1. Pomiary CryoSat-2 będą miały 20 razy większą rozdzielczość przestrzenną: 250 metrów, wobec 5000 m ERSa. Dokładność pomiaru grubości wynosi około 10% jej całorocznej zmiany. Zakładana dokładność pomiaru zmian grubości wynosi dla arktycznego lodu morskiego 1,6 cm/rok, dla regionalnej pokrywy lodowej na lądzie 3,3 cm/rok, dla lądolodu na Antarktydzie 0,17 cm/rok.

Budowa i działanie CryoSat-2 został zbudowany przez firmę EADS Astrium.

Orbita statku, w przeciwieństwie do większości satelitów teledetekcyjnych, nie jest heliosynchroniczna. Wymusiło to jego specyficzną budowę. Prócz zaworów w systemie napędowym, CryoSat-2 nie posiada żadnych ruchomych elementów mechanicznych. Nie posiada także paneli ogniw słonecznych. Ogniwa arsenkowo-galowe są wbudowane w jego poszycie tak, aby zapewnić dostarczanie odpowiedniej ilości energii elektrycznej przy różnych kątach padania promieni słonecznych. Dostarczają one do 850 W energii elektrycznej, ładując akumulatory litowo-jonowe, o pojemności 78 Ah.

Centrum nadzoru misji stanowi stacja śledzenia w Kirunie w Szwecji. Nawiązuje ona łączność ze statkiem na 10 minut, około 11 razy dziennie. W tym czasie przesyłane są do statku rozkazy oraz pobierane dane z satelity. Ośrodek ESRIN we Włoszech planuje obserwacje, a niemiecki ESOC manewry orbitalne i utrzymanie statku na orbicie.

Pozycja statku na orbicie jest stabilizowana trójosiowo, z 6 stopniowym pochyleniem przodu statku w dół. Do określania pozycji służą szukacze gwiazd, magnetometry i magnetyczne koła zamachowe. Urządzeniem wykonawczym są silniczki gazowe o ciągu 10 mN. Błąd pozycjonowania jest mniejszy od 0,25°.

Satelita dziennie generuje około 400 Gbitów danych, gromadzonych w dwóch rejestratorach, każdy o pojemności 128 Gbitów. Na ziemię są one przesyłane w paśmie X (8,1 GHz), z prędkością 100 Mbps. Dane telemetryczne są odbierane na ziemi z prędkością 16 kbps, a wysyłane w paśmie S, z prędkością 2 kbps.

Orbita Orbita statku została dobrana, aby mógł on obserwować bieguny Ziemi. Maksymalne położenie statku względem powierzchni Ziemi sięga 88. równoleżnika północnego i południowego. Satelita przelatuje dokładnie nad tym samym obszarem powierzchni Ziemi co 369 dni, a w pobliżu co 30 dni.

Przetwarzanie danych Większa część przetwarzania danych ma również miejsce w Kirunie. Dane wyjściowe są podzielone na dwie kategorie: Level-1b, tj. echa radarowe umiejscowione geograficznie, z uwzględnioną poprawką na cechy przyrządu pomiarowego Level-2, tj. wysokość powierzchni Ziemi i swobodnego lodu, z uwzględnionymi poprawkami atmosferycznymi i geofizycznymi

Dane są zbierane i przetwarzane w sposób powtarzalny i systematyczny, bez możliwości akcji „na żądanie”.

Informacje zewnętrzne o parametrach orbity, potrzebne do obróbki danych, pochodzą z ośrodka SSALTO, prowadzonego przez francuską agencję kosmiczną CNES. University College London analizuje dane i zajmuje się tworzeniem map rozmieszczenia lodu na morzach i lądolodu.

Wyposażenie SAR Interferometric Radar Altimeter (SIRAL) Budowa wysokościomierza radarowego, będącego głównym przyrządem naukowym satelity, czerpie z osiągnięć wcześniejszych instrumentów tego typu, ale uwzględnia szereg usprawnień poprawiających pomiary lodu. Urządzenie jest połączeniem radaru z syntetyczną aperturą i radarowego wysokościomierza interferometrycznego, z czego wynika jego nazwa. Zbudowany przez firmę Thales Alenia Space Doppler Orbit and Radio Positioning Integration by Satellite (DORIS) Odbiornik radiowy mierzący przesunięcie dopplerowskie sygnałów nadawanych przez sieć ponad 50 radiolatarni na świecie Retroreflektor laserowy Precyzyjny element optyczny odbijający światło laserowe wiązek wysyłanych przez globalną sieć laserowego namierzania satelitów 3 szukacze gwiazd

Trzy ostatnie elementy służą do określania dokładnej pozycji statku na orbicie i względem powierzchni Ziemi. Określenie położenia anten w danym momencie jest kluczowe dla powodzenia i dokładności pomiarów.

Zobacz też ICESat

Przypisy

Bibliografia CryoSat-2 na stronach ESA Space 40

Linki zewnętrzne

CryoSat na stronach niemieckiego Instytutu Badań Polarnych i Morskich BBC News, Cryosat mission delivers first sea-ice map

Kategoria:Satelity środowiskowe Kategoria:Satelity Europejskiej Agencji Kosmicznej Kategoria:Loty kosmiczne w 2010