Projekt:FE Beobachtung 1/A-Train/Probleme

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Es ist nicht einfach, die synergistischen Abmessungen zu erhalten. Eine der größten Herausforderungen war die breite Maßstabsvariabilität. Die verschiedenen Instrumente des A-Trains haben sehr unterschiedliche vertikale und horizontale Auflösungen. Manche Satelliten scannen eine große Fläche bzw. einen breiten Streifen, andere nur eine kleine Fläche bzw. einen schmalen Streifen. Manche Instrumente haben einen großen Footprint und eine niedrige räumliche Auflösung, während andere einen kleineren Footprint und eine höhere räumliche Auflösung haben.[1] Natürlich sollten sich die Footprints auch überlappen, was am Beispiel von CloudSat und CALIPSO mehr als gelungen ist: Vorm Start wurde gefordert, dass der 1400-m-Durchmesser-Footprint von CloudSat und der 70-m-Durchmesser-Footprint von CALIPSO maximal 2 km auseinander liegen. Das Ziel waren mindestens 50 % der Zeit Überlagerung beider Footprints. Tatsächlich sind aber 90 % gelungen.[2]

Auch untersuchen manche Instrumente (oder Instrumentenkanäle) nur den oberen Teil der Atmosphäre und andere sind für den unteren Teil gedacht. Ein weiteres Problem ist, dass die Satelliten die entsprechende Luftsäule nicht gleichzeitig, sondern hintereinander aufnehmen; die zu untersuchende Wolke kann da schon vorbeigezogen sein - Deshalb fliegen Cloudsat und CALIPSO auch nur in 15 Sekunden Abstand, um diesen Nachteil zu minimieren.

Damit die synergistischen Abmessungen auch erfolgreich ablaufen, muss die Formation präzise angereiht werden. Dies erfordert koordiniertes Manövrieren der verschiedenen Satelliten, um an der richtigen Position zu bleiben. So darf CALIPSO nicht mehr als zwei Minuten hinter Aqua fliegen, darf ihm aber auch nicht vorauseilen. Zusätzlich hat CloudSat strenge Vorgaben für das Formationsfliegen. Er muss mit CALIPSO in Tandemformation fliegen, um die relative Position zu Aqua aufrecht zu erhalten, und nahezu wöchentlich manöverieren, um seine Position nicht mehr als 15 Sekunden vor CALIPSO zu halten. Keine weitere wissenschaftliche Mission hat bisher einen Formationsflug unter solch strengen Vorgaben versucht. Dieses präzise Manövrieren verhindert Kollisionen, aber erlaubt immer noch, die Messungen von CloudSat CPR, CALIPSO CALIOP und Aqua MODIS für einen synergistischen Datenerwerb zu überlappen.[1] Die Satelliten bewegen sich in Toleranzbereichen, welche Control Boxes genannt werden. Wenn ein Satellit den Rand seiner Control Box erreicht, wird er durch ein Manöver wieder an die richtige Stelle gebracht. Bei Aqua beträgt der Toleranzbereich ±21.5 s (±158 km). CALIPSO fliegt im Schnitt 73 s (547 km) ± 21.5 s hinter Aqua. 12.5 s ± 2.5 s vor CALIPSO fliegt CloudSat.[2]

Controlboxes.JPG

(Autor: KhlavKalashGuy nach Vorlage von ftp://ftp.cira.colostate.edu/kidder/cgar/A-Train_paper.doc)


Manchmal muss ein individuelles Mitglied der Mission etwas von seinem vollen Potential weglassen, um der Formation zu nutzen. Wenn zum Beispiel CloudSat alleine fliegen würde, wäre er wahrscheinlich in einem niedrigeren Orbit, ähnlich wie Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM). Dann hätte das Wolkenprofilradar eine bessere Auflösung und könnte besser Wolken erkennen. Jedoch um die Synergien mit den anderen Missionen, die den A-Train ausmachen, zu maximieren, wurde als Kompromiss eine größere Höhe gewählt. Die A-Train-Missionen wurden sorgfältig geplant, damit die individuellen Daten der einen Mission mit denen der anderen Missionen der Formation noch abgleichbar sind.[1]

Quellen[Bearbeiten]

  1. 1,0 1,1 1,2 http://aqua.nasa.gov/doc/pubs/A-Train_Fact_sheet.pdf
  2. 2,0 2,1 ftp://ftp.cira.colostate.edu/kidder/cgar/A-Train_paper.doc