TIROS 2

Z Wikipedii

TIROS 2

Inne nazwy	TIROS II, TIROS-B, TIROS A-2, TIROS 2A
Zaangażowani	NASA, US Army Signal Research and Development Lab, US Weather Bureau, US Naval Photographic Interpretation Center (USA)
Indeks COSPAR	1960-016A
Rakieta nośna	Thor Delta
Miejsce startu	Centrum Lotów Kosmicznych imienia Johna F. Kennedy'ego, USA
Orbita (docelowa, początkowa)
Perygeum	609 km
Apogeum	742 km
Okres obiegu	98,28 min
Nachylenie	48,57°
Mimośród	0,009421
Czas trwania
Początek misji	23 listopada 1960 (11:13:03 GMT)
Koniec misji	4 grudnia 1961
Wymiary
Wymiary	średnica 1,07 m; wysokość 0,56 m
Masa całkowita	127 kg

TIROS 2 (ang. Television Infrared Observational Satellite; Satelita obserwacji telewizyjnych i podczerwonych) - amerykański satelita meteorologiczny. Następca satelity TIROS 1. Był to pierwszy satelita meteorologiczny posiadający jednocześnie kamery TV i czujniki na podczerwień. TIROS 2 przesłał 36 156 zdjęć, z czego 26 650 było użytecznych meteorologicznie.

[edytuj] Opis misji

TIROS 2 na szczycie rakiety nośnej

Statek TIROS 2 został opracowany przez Goddard Space Flight Center, część NASA, oraz firmy: Radio Corporation of America (RCA), Astro Electronic Division (dzisiejszy Lockheed Martin). Satelitą zarządzało US Weather Bureau (dzisiejsza National Oceanic and Atmospheric Administration). Zadaniem statku były globalne obserwacje pogody. Statek pracował normalnie aż do 22 stycznia 1961, kiedy to przestał działać pokładowy radiometr. Łączność ze statkiem ostatecznie przerwano 4 grudnia 1961.

Statek cały czas pozostaje na orbicie. Żywotność orbity obliczona była na 60 lat.

[edytuj] Budowa i działanie

Szkielet satelity wykonano z aluminium i stali nierdzewnej. Pokrycie statku stanowiło 9 260 ogniw słonecznych, każde o wymiarach 1 na 2 cm. Gromadziły energię w 21 akumulatorach niklowo-kadmowych.

U spodu statku zamontowano trzy stałopędne silniczki nadające satelicie ruch obrotowy z prędkością od 8 do 12 obrotów na minutę. Oś obrotu statku mogła być kontrolowana z dokładnością 1, 2 stopni. Służył do tego magnetyczny system kontroli położenia. Jego układem wykonawczym było 250 przewodów owijających statek po obwodzie. Konieczny dla kontroli pozycji moment obrotowy wytwarzała interakcja ziemskiego pola magnetycznego z polem magnetycznym (prądem) zaindukowanym w statku.

Do łączności z Ziemią używano pojedynczej anteny monopolowej. Umieszczona była na szczycie statku. Dwie anteny dipolowe (4 pręty wystające ze spodu statku) służyły do nadawania telemetrii (częstotliwość 235 MHz; moc 2W). Wysłanie 32 obrazów (cała zawartość rejestratora taśmowego) zajmowało 100 sekund.

[edytuj] Ładunek

System telewizyjny TIROSa został zaprojektowany z myślą o sprawdzeniu możliwości wykonywania zdjęć pokrywy chmur z orbity. Głównymi częściami systemu były dwie kamery TV, rejestrator taśmowy i nadajniki radiowe. Jedna z kamer była szerokokątna (104°, f/1,5) a druga (13°, f/1,8) wąskokątna. Mogły pracować niezależnie lub w sposób sprzężony. Osie optyczny kamer były równoległe do osi obrotu statku leżącej w płaszczyźnie orbity. Kamery uruchamiały się automatycznie, gdy tylko Ziemia wchodziła w ich pole widzenia. Zdjęcia ze statku mogły być odbierane w czasie rzeczywistym, gdy był on w zasięgu stacji naziemnych, lub gromadzone w rejestratorze taśmowym (mieścił najwyżej 32 zdjęcia). Kamera mogła wykonywać zdjęcia wyłącznie za dnia fotografując obszary położone między 55° szerokości geograficznej południowej a 55° szerokości geograficznej północnej. Kamery posiadały obiektywy Vidicon 127 mm i miały rozdzielczość 500 linii po 500 pikseli każda. Zdjęcia wykonywane z nominalnej wysokości orbity (700 km) obejmowały:
- Kamera szerokokątna - obszar ok. 1280 x 1280 km, z rozdzielczością (w nadirze) 2,5 - 3 km
- Kamera wąskokątna - obszar 130 x 130 km z rozdzielczością (w nadirze) 300 - 800 m.
Radiometr skaningowy, pięciokanałowy, średniej rozdzielczości (masa 2 kg, zużywał 1 W energii)

Mierzył emisję i odbicie promieniowania przez Ziemię i jej atmosferę. Przyrząd posiadał dwie osie optyczne nachylone do osi obrotu statku pod kątem 45 i 135 stopni. Czujnik składał się z bolometrów i filtrów ograniczających rejestrowane widmo promieniowania. Pięć kanałów było czułych na promieniowanie z zakresu, odpowiednio: 6 - 6,5 μm (absorpcja przez parę wodną), 8 - 12 μm (tzw. okno atmosferyczne), 0,25 - 6 μm (odbite promieniowanie słoneczne), 8 - 30 μm (promieniowanie cieplne Ziemi), 0,55 - 0,75 (odbite promieniowanie słoneczne). Początkowo wszystkie kanały działały poprawne. Jednak kanały 1 i 4 powoli ulegały degradacji. W styczniu 1961 przestały być użyteczne. Kanały 3 i 5 miały bardzo słaby stosunek sygnału do szumu i dane z nich były niewiarygodne. Przyrząd działał do 22 kwietnia 1961, kiedy to nastąpiła usterka mechaniczna silnika radiometru.

Dwukanałowy radiometr nieskaningowy, niskiej rozdzielczości

Mierzył promieniowanie termiczne układu Ziemia-atmosfera i odbite od niej promieniowanie słoneczne. Radiometr składał się z dwóch detektorów, białego i czarnego termistora - bolometru. Każdy z nich był umieszczony na szczycie mylarowego stożka. Czarny detektor rejestrował promieniowanie z zakresu 0,2 - 50 μm, czyli na odbite promieniowanie słoneczne i długofalowe promieniowanie Ziemi. Biały detektor rejestrował odbite promieniowanie słoneczne, promieniowanie widzialne i długofalowe promieniowanie termiczne, 5 - 50 μm. Ich osie optyczne były równoległe do osi obrotu statku. Pole widzenia wynosiło 50 stopni, co odpowiadało kołu o średnicy 832 km, gdy Ziemia znajdowała się w zasięgu widzenia. Ten sam obszar znajdował się w polu widzenia kamery szerokokątnej. Ostatnie 100 minut obserwacji były zawsze nagrane na taśmie (poprzednie były w trybie ciągłym usuwane). Eksperyment pracował poprawnie, jednak jakość danych była słaba, gdyż czułość przyrządu była niższa od oczekiwanej. Doszło też do termicznego sprzężenia między detektorami a statkiem (detektory odbierały również promieniowanie cieplne samego statku). Z tych powodów, uzyskane dany były zupełnie niepraktyczne. Identyczne przyrządy poleciały na statkach TIROS 3 i TIROS 4.