TEMPORIZADO

La misión TIMED (Thermosphere • Ionosphere • Mesosphere • Energetics and Dynamics) está dedicada a estudiar las influencias que la energía y la dinámica del Sol y los humanos tienen sobre la región menos explorada y comprendida de la atmósfera terrestre : la Mesosfera y la Termosfera Inferior / Ionosfera (MLTI). La misión fue lanzada desde la Base de la Fuerza Aérea Vandenberg en California el 7 de diciembre de 2001 a bordo de un vehículo de lanzamiento de cohete Delta II . El proyecto está patrocinado y gestionado por la NASA , mientras que la nave espacial fue diseñada y ensamblada por el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins . La misión se ha extendido varias veces y ahora ha recopilado datos durante un ciclo solar completo , lo que ayuda a su objetivo de diferenciar los efectos del Sol sobre la atmósfera de otros efectos. ^{[ 2 ]} Compartió su vehículo de lanzamiento Delta II con la misión oceanográfica Jason-1 .

La región de la atmósfera que estudiará TIMED, denominada Mesosfera , Termosfera Inferior e Ionosfera (MLTI), se encuentra entre los 60 y los 180 kilómetros (37 y 112 millas) sobre la superficie terrestre, donde la energía de la radiación solar se deposita por primera vez en la atmósfera. Esto puede tener efectos profundos en las regiones superiores de la atmósfera terrestre, especialmente durante el pico del ciclo solar de 11 años, cuando se libera la mayor cantidad de energía solar. Comprender estas interacciones también es importante para nuestra comprensión de diversos temas en geofísica , meteorología , aeronomía y ciencias atmosféricas , ya que la radiación solar es una de las principales fuerzas impulsoras de las mareas atmosféricas . Los cambios en la MLT también pueden afectar las telecomunicaciones modernas por satélite y radio . 

La carga útil de la nave espacial consta de los siguientes cuatro instrumentos principales:

• El generador de imágenes ultravioleta global (GUVI , por sus siglas en inglés) escanea la trayectoria transversalmente de horizonte a horizonte para medir las variaciones espaciales y temporales de la temperatura y las densidades de los componentes en la termosfera inferior , y para determinar la importancia de las fuentes de energía auroral y las fuentes solares de ultravioleta extremo para el balance energético en esa región.
• El Experimento Solar Ultravioleta Extremo (SEE, por sus siglas en inglés) es un espectrómetro y un conjunto de fotómetros diseñados para medir los rayos X blandos solares , la radiación ultravioleta extrema y la radiación ultravioleta lejana que se deposita en la región MLT.
• El interferómetro Doppler TIMED (TIDI) fue diseñado para medir globalmente los perfiles de viento y temperatura de la región MLT.
• El radiómetro multicanal SABER (Sondeo de la Atmósfera mediante Radiometría de Emisión de Banda Ancha) está diseñado para medir el calor emitido por la atmósfera en un amplio rango de altitud y espectro, así como los perfiles de temperatura globales y las fuentes de enfriamiento atmosférico.

Los datos recopilados por los instrumentos del satélite se ponen a disposición del público de forma gratuita. ^{[ 3 ]}

• Masa: 660 kilogramos
• Dimensiones:
  • 2,72 metros de altura
  • 1,61 metros de ancho (configuración de lanzamiento)
  • 11,73 metros de ancho (paneles solares desplegados)
  • 1,2 metros de profundidad
• Consumo de energía: 406 vatios
• Velocidad de descarga de datos: 4 megabits por segundo
• Memoria: 5 gigabits
• Procesador de control y gestión de datos: Mongoose-V
• Actitud:
  • Control - Dentro de 0,50°
  • Conocimiento - Dentro de 0,03°
  • Procesador: RTX2010
• Coste total de la misión:
  • Nave espacial: 195 millones de dólares estadounidenses
  • Operaciones terrestres: 42 millones de dólares estadounidenses

TIMED experimentó problemas menores con el control de actitud cuando, tras el lanzamiento, los magnetorquers no lograron frenar la rotación de la nave espacial como se esperaba. Un ingeniero que instalaba los magnetorquers había registrado erróneamente la polaridad inversa a la real, lo que generó un error de signo en el software de vuelo. El problema se solucionó desactivando temporalmente el sensor de campo magnético del orbitador y cargando un parche de software para corregir el error de signo. ^{[ 4 ]} En un incidente aparte, otra actualización de software solucionó un problema causado por una prueba defectuosa de los sensores solares . Tras estas correcciones, el sistema de control de actitud funcionó correctamente. ^{[ 4 ]}

Aproximadamente a las 06:30 UTC del 28 de febrero de 2024, TIMED pasó a menos de 10 metros del satélite Kosmos 2221 , que se encontraba fuera de servicio. Dado que ni TIMED ni Kosmos 2221 pueden ser maniobrados, la conjunción fue inevitable. LeoLabs, una empresa de seguimiento de satélites, había estimado una probabilidad de colisión de hasta un 8 % antes del encuentro. Se proyectó que una colisión entre los dos satélites, que viajaban a velocidades hipersónicas entre sí, generaría entre 2500 y 7500 fragmentos de basura espacial , una cifra que podría superar la de la colisión de 2009 entre el satélite Iridium 33 y el Kosmos 2251. Este incidente fue particularmente preocupante para la NASA, que destacó el evento en el 39.º Simposio Espacial en Colorado Springs en un discurso más amplio sobre el nuevo plan estratégico de sostenibilidad espacial de la NASA . ^{[ 5 ]}

TIMED ha mejorado la comprensión científica de las tendencias a largo plazo en la atmósfera superior. El instrumento SABER ha recopilado un registro continuo de los niveles de vapor de agua y dióxido de carbono en la estratosfera y la mesosfera. ^{[ 6 ] [ 7 ]}

SABER es capaz de recopilar 1500 mediciones de vapor de agua por día, una gran mejora con respecto a los satélites anteriores y las observaciones terrestres. ^{[ 8 ]} SABER tenía un defecto en su filtro óptico que le hacía sobreestimar los niveles de vapor de agua; este error fue descubierto y los datos fueron corregidos. ^{[ 9 ]} Con base en los datos corregidos, SABER encontró que entre 2002 y 2018, los niveles de vapor de agua en la estratosfera inferior estaban aumentando a una tasa promedio de 0,25 ppmv (alrededor del 5 %) por década, y en la estratosfera superior y la mesosfera, los niveles de vapor de agua estaban aumentando a una tasa promedio de 0,1-0,2 ppmv (alrededor del 2-3 %) por década. ^{[ 10 ]} Se cree que el aumento en los niveles de metano es parcialmente responsable del aumento en los niveles de vapor de agua, ya que el metano se oxida en dióxido de carbono y vapor de agua, pero los cambios impulsados ​​por el ciclo solar también pueden ser responsables. ^{[ 11 ]}

SABER también ha monitorizado los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera superior. El instrumento detectó que los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera superior están aumentando: a una altitud de 110 kilómetros (68 millas) , los niveles _de CO₂ aumentaban a una tasa promedio del 12 % por década. ^{[ 12 ]} Esta tasa es más rápida que la prevista por los modelos climáticos y sugiere que existe una mayor mezcla vertical de _CO₂ de lo que se pensaba anteriormente. ^{[ 13 ]} 

Al recopilar datos de la atmósfera superior, TIMED ayuda a modelar los impactos ambientales. El vapor de agua y el dióxido de carbono son gases de efecto invernadero y su aumento en la atmósfera superior debe considerarse en los modelos climáticos. Además, el vapor de agua de la atmósfera superior contribuye al agotamiento de la capa de ozono. ^{[ 14 ]}

• Satélite de Investigación de la Atmósfera Superior , 1991-2005

• Rong, Pingping; Russell III, James M.; Marshall, Benjamin T.; Gordley, Larry L.; Mlynczak, Martin G.; Walker, Kaley A. (31 de julio de 2019). "Validación del vapor de agua medido por SABER en el satélite TIMED" . Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics . 194 105099. Bibcode : 2019JASTP.19405099R . doi : 10.1016/j.jastp.2019.105099 . S2CID 201260453. Recuperado el 15 de septiembre de 2020 . 

• Yue, Jia; Russell III, James; Jian, Yongxiao; Rezac, Ladislav; García, Rolando; López-Puertas, Manuel; Mlynczak, Martin G. (16 de septiembre de 2015). "Aumento de la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera superior observado por SABRE" . Cartas de investigación geofísica . 42 (17). Unión Geofísica Americana: 7194– 7199. Bibcode : 2015GeoRL..42.7194Y . doi : 10.1002/2015GL064696 . hdl : 10261/400456 . S2CID 102423229 . 

• Yue, Jia; Russell III, James; Gan, Quan; Wang, Tao; Rong, Pingping; Garcia, Rolando; Mlynczak, Martin (9 de noviembre de 2019). "Aumento del vapor de agua en la estratosfera y la mesosfera después de 2002" . Geophysical Research Letters . 46 ( 22 ). American Geophysical Union: 13452–13460 . Bibcode : 2019GeoRL..4613452Y . doi : 10.1029/2019GL084973 . S2CID 210607942. Recuperado el 15 de septiembre de 2020 . 

• Página de la misión TIMED en JHU/APL
• Página de la misión TIMED en el GSFC de la NASA.
• Página del Experimento Solar EUV (SEE) en el Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial.