Articulo de referencia

Misión de medición de precipitaciones tropicales

[https://www.eorc.jaxa.jp/TRMM/about/outline/outline_e.htm \"Satellite Overview\"] ''JAXA'' Retrieved on 5 July 2029 "},"dimensions":{"wt":""},"power":{"wt":"1100 watts"},"launc...

La Misión de Medición de Lluvias Tropicales ( TRMM ) fue una misión espacial conjunta entre la NASA y la JAXA diseñada para monitorear y estudiar las lluvias tropicales . El término se refiere tanto a la misión en sí como al satélite que se utilizó para recopilar datos. TRMM formó parte de la Misión al Planeta Tierra de la NASA , un esfuerzo de investigación coordinado a largo plazo para estudiar la Tierra como un sistema global. El satélite fue lanzado el 27 de noviembre de 1997 desde el Centro Espacial de Tanegashima en Tanegashima , Japón. TRMM operó durante 17 años, incluyendo varias extensiones de la misión, antes de ser desmantelada el 15 de abril de 2015. TRMM reingresó a la atmósfera terrestre el 16 de junio de 2015.

Fondo

La precipitación tropical es un parámetro difícil de medir debido a sus grandes variaciones espaciales y temporales. Sin embargo, comprender la precipitación tropical es importante para la predicción meteorológica y climática, ya que esta precipitación contiene tres cuartas partes de la energía que impulsa la circulación del viento atmosférico. [ 3 ] Antes de TRMM, la distribución de las precipitaciones en todo el mundo se conocía con solo un 50 % de certeza. [ 4 ]

El concepto de TRMM se propuso por primera vez en 1984. Los objetivos científicos, tal como se propusieron inicialmente, fueron: [ 3 ]

  • Promover una mejor comprensión de los ciclos globales de energía y agua, proporcionando distribuciones de precipitaciones y calor latente en los trópicos globales.
  • Comprender los mecanismos mediante los cuales los cambios en las precipitaciones tropicales influyen en la circulación global y mejorar la capacidad de modelar estos procesos para predecir la circulación global y la variabilidad de las precipitaciones en escalas temporales mensuales y más largas.
  • Proporcionar distribuciones de lluvia y calor latente para mejorar la inicialización de modelos que abarcan desde pronósticos a 24 horas hasta variaciones climáticas a corto plazo.
  • Para ayudar a comprender, diagnosticar y predecir el inicio y desarrollo de El Niño , la Oscilación del Sur de El Niño y la propagación de las oscilaciones de 30 a 60 días en los trópicos .
  • Para ayudar a comprender el efecto que tienen las precipitaciones sobre las circulaciones termohalinas del océano y la estructura de la capa superior del océano.
  • Para permitir la calibración cruzada entre TRMM y otros sensores con una vida útil superior a la del propio TRMM.
  • Evaluar la variabilidad diurna de las precipitaciones tropicales a nivel mundial.
  • Evaluar un sistema espacial para la medición de precipitaciones.

Japón se unió al estudio inicial para la misión TRMM en 1986. [ 3 ] El desarrollo del satélite se convirtió en un proyecto conjunto entre las agencias espaciales de Estados Unidos y Japón, con Japón proporcionando el radar de precipitación (PR) y el vehículo de lanzamiento H-II , y Estados Unidos proporcionando la plataforma del satélite y los instrumentos restantes. [ 5 ] El proyecto recibió el apoyo formal del Congreso de Estados Unidos en 1991, seguido de la construcción de la nave espacial desde 1993 hasta 1997. TRMM fue lanzado desde el Centro Espacial de Tanegashima el 27 de noviembre de 1997. [ 3 ]

Astronave

La Misión de Medición de Lluvias Tropicales (TRMM), una de las naves espaciales de la serie de satélites de investigación Earth Probe de la NASA, es un programa altamente especializado y de objetivos limitados, cuyo objetivo es medir las precipitaciones mensuales y estacionales en las regiones tropicales y subtropicales del mundo. TRMM es un proyecto conjunto entre Estados Unidos y Japón para medir las precipitaciones entre los 35,0° de latitud norte y los 35,0° de longitud sur a una  altitud de 350 km. [ 6 ]

Extensiones de misión y desorbitación

Para extender la vida útil de la misión TRMM más allá de su misión principal, la NASA aumentó la altitud orbital de la nave espacial a 402,5  km en 2001. [ 7 ]

En 2005, el director de la NASA, Michael Griffin, decidió extender la misión nuevamente utilizando el propulsor originalmente diseñado para un descenso controlado. Esto ocurrió después de que una revisión de riesgos de la NASA en 2002 determinara que la probabilidad de lesiones o muertes humanas causadas por la reentrada no controlada del TRMM era de 1 entre 5000, aproximadamente el doble del riesgo de víctimas considerado aceptable para la reentrada de satélites de la NASA; y una recomendación posterior del panel del Consejo Nacional de Investigación de que la misión se extendiera a pesar del riesgo de una reentrada no controlada. [ 8 ]

Los problemas con la batería comenzaron a limitar la nave espacial en 2014 y el equipo de operaciones de la misión tuvo que tomar decisiones sobre cómo racionar la energía. En marzo de 2014, los instrumentos VIRS se apagaron para prolongar la duración de la batería. [ 7 ]

En julio de 2014, con el propulsor del TRMM a punto de agotarse, la NASA decidió detener las maniobras de mantenimiento de posición y permitir que la órbita de la nave espacial decayera lentamente, mientras continuaba recopilando datos. El combustible restante, inicialmente reservado para evitar colisiones con otros satélites o desechos espaciales, se agotó a principios de marzo de 2015. [ 7 ] Originalmente se esperaba que la reentrada ocurriera en algún momento entre mayo de 2016 y noviembre de 2017, pero ocurrió antes debido a una mayor actividad solar. [ 9 ] El sensor principal de la sonda, el radar de precipitación, se apagó por última vez el 1 de abril de 2015 y el último sensor científico, LIS, se apagó el 15 de abril de 2015. [ 8 ] La reentrada ocurrió el 16 de junio de 2015 a las 06:54 UTC. [ 10 ]

Instrumentos a bordo del TRMM

Radar de precipitación

El radar de precipitación (PR) fue el primer instrumento espacial diseñado para proporcionar mapas tridimensionales de la estructura de las tormentas. Las mediciones aportaron información sobre la intensidad y distribución de la lluvia, el tipo de lluvia, la profundidad de la tormenta y la altura a la que la nieve se derrite y se convierte en lluvia. Las estimaciones del calor liberado a la atmósfera a diferentes alturas, basadas en estas mediciones, pueden utilizarse para mejorar los modelos de la circulación atmosférica global. El PR operaba a 13,8  GHz y medía la distribución tridimensional de la lluvia sobre superficies terrestres y oceánicas. Definía una profundidad de percepción de capas y, por lo tanto, medía la lluvia que realmente alcanzaba el calor latente de la atmósfera. Tenía una  resolución de 4,3 km en radios con una franja de 220  km.

Generador de imágenes de microondas TRMM

El generador de imágenes de microondas TRMM (TMI) era un sensor de microondas pasivo diseñado para proporcionar información cuantitativa sobre la precipitación en una amplia franja bajo el satélite TRMM. Al medir con precisión las minúsculas cantidades de energía de microondas emitidas por la Tierra y su atmósfera , el TMI podía cuantificar el vapor de agua , el agua de las nubes y la intensidad de la precipitación en la atmósfera . Era un instrumento relativamente pequeño que consumía poca energía. Esto, combinado con la amplia franja y la información cuantitativa sobre la precipitación, convirtió al TMI en el instrumento principal del paquete de medición de lluvia de la Misión de Medición de Lluvias Tropicales. El TMI no es un instrumento nuevo. Se basa en el diseño del exitoso sensor especial de microondas/generador de imágenes (SSM/I), que ha estado volando continuamente en satélites meteorológicos de defensa desde 1987. El TMI mide la intensidad de la radiación en cinco frecuencias distintas: 10,7, 19,4, 21,3, 37,0 y 85,5  GHz. Estas frecuencias son similares a las del SSM/I, excepto que el TMI cuenta con el  canal adicional de 10,7 GHz, diseñado para proporcionar una respuesta más lineal a las altas tasas de precipitación comunes en las lluvias tropicales. La otra mejora principal que se espera del TMI se debe a la mayor resolución terrestre. Sin embargo, esta mejora no es resultado de ninguna mejora instrumental, sino más bien una función de la menor altitud del TRMM (402 kilómetros en comparación con los 860 kilómetros del SSM/I). El TMI tiene una franja de 878 kilómetros de ancho en la superficie. La mayor resolución del TMI en el TRMM, así como la  frecuencia adicional de 10,7 GHz, lo convierten en un instrumento superior a sus predecesores. La información adicional proporcionada por el radar de precipitación contribuye aún más a mejorar los algoritmos. Los productos de precipitación mejorados en una amplia franja servirán tanto al TRMM como a las mediciones continuas que realizan el SSM/I y los radiómetros a bordo de los satélites EOS-PM ( Aqua ) de la NASA y ADEOS II de Japón .

Escáner visible e infrarrojo

El escáner visible e infrarrojo (VIRS) fue uno de los tres instrumentos del paquete de medición de lluvia y sirve como un indicador indirecto de la precipitación. VIRS, como su nombre lo indica, detectó la radiación proveniente de la Tierra en cinco regiones espectrales, que van desde el visible hasta el infrarrojo , o de 0,63 a 12 mm . VIRS se incluyó en el paquete de instrumentos principal por dos razones. La primera fue su capacidad para delimitar la precipitación. La segunda, y aún más importante, fue servir como estándar de transferencia para otras mediciones que se realizan de forma rutinaria utilizando satélites ambientales operacionales polares (POES) y satélites ambientales operacionales geoestacionarios (GOES). La intensidad de la radiación en las diversas regiones espectrales (o bandas) se puede utilizar para determinar el brillo (visible e infrarrojo cercano) o la temperatura (infrarrojo) de la fuente.

Las nubes y el sensor de energía radiante de la Tierra

El Sistema de Energía Radiante de las Nubes y la Tierra (CERES) midió la energía en la parte superior de la atmósfera , así como estimaciones de los niveles de energía dentro de la atmósfera y en la superficie terrestre. El instrumento CERES se basó en el exitoso Experimento de Balance de Radiación Terrestre (ERBS), que utilizó tres satélites para proporcionar mediciones globales del balance energético entre 1984 y 1993. [ 11 ] Utilizando información de instrumentos de imágenes de nubes de muy alta resolución a bordo de la misma nave espacial, CERES determina las propiedades de las nubes, incluyendo la cantidad, la altitud , el espesor y el tamaño de las partículas de las nubes. Estas mediciones son importantes para comprender el sistema climático global de la Tierra y mejorar los modelos de predicción climática.

Solo estuvo operativo entre enero y agosto de 1998, y en marzo de 2000, por lo que el registro de datos disponible es bastante breve (aunque posteriormente se utilizaron instrumentos CERES en otras misiones, como los satélites AM (Terra) y PM (Aqua) del Sistema de Observación de la Tierra (EOS) ).

Sensor de imágenes de rayos

El sensor de imágenes de rayos (LIS) era un instrumento pequeño y muy sofisticado que detectaba y localizaba rayos en la región tropical del planeta. El detector de rayos era una combinación compacta de elementos ópticos y electrónicos, incluyendo un generador de imágenes de observación fija capaz de localizar y detectar rayos dentro de tormentas individuales. El campo de visión del generador de imágenes permitía al sensor observar un punto en la Tierra o una nube durante 80 segundos, tiempo suficiente para estimar la frecuencia de los destellos, lo que indicaba a los investigadores si una tormenta estaba creciendo o debilitándose.

Véase también

Referencias

  1. "Descripción general por satélite" JAXA. Consultado el 5 de julio de 2029.
  2. 1 2 "Trayectoria: TRMM 1997-074A" . NASA. 14 de mayo de 2020. Recuperado el 4 de noviembre de 2020 .Dominio públicoEste artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .
  3. 1 2 3 4 Kummerow, C.; J. Simpson; O. Thiele; W. Barnes; ATC Chang; E. Stocker; RF Adler; A. Hou; R. Kakar; F. Wentz; et al. (diciembre de 2000). "El estado de la misión de medición de lluvias tropicales (TRMM) después de dos años en órbita". Journal of Applied Meteorology . 39 (12): 1965– 1982. Bibcode : 2000JApMe..39.1965K . CiteSeerX 10.1.1.332.5342 . doi : 10.1175/1520-0450(2001)040 < 1965:TSOTTR > 2.0.CO ; 2 .  
  4. "Universidad de la Misión de Medición de Lluvias Tropicales" . NASA . Consultado el 5 de julio de 2015 .Dominio públicoEste artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .
  5. "Historia de TRMM" JAXA. Consultado el 5 de julio de 2015.
  6. "Pantalla: TRMM 1997-097A" . NASA. 14 de mayo de 2020. Consultado el 5 de noviembre de 2020 .Dominio públicoEste artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .
  7. 1 2 3 "La misión de medición de precipitaciones TRMM llega a su fin después de 17 años" . NASA. 9 de abril de 2015. Consultado el 21 de diciembre de 2017 .Dominio públicoEste artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .
  8. 1 2 Clark, Stephen (9 de abril de 2015). "El satélite de investigación de la lluvia finaliza su misión científica y se dirige a la reentrada" . Recuperado el 21 de diciembre de 2017 .
  9. "Satélite de investigación de precipitaciones comienza su descenso desde la órbita" Spaceflight Now. Consultado el 17 de septiembre de 2014.
  10. "La nave espacial Rainfall reingresa a la atmósfera sobre los trópicos" . 4 de junio de 2015.
  11. "Las nubes y el sistema de energía radiante de la Tierra (CERES)" . NASA . Consultado el 9 de septiembre de 2014 .Dominio públicoEste artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .
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  • Perfil de la misión de medición de precipitaciones tropicales de la exploración del sistema solar de la NASA.
  • Alternativas para la desorbitación del TRMM (PDF) (Informe). Archivado del original (PDF) el 5 de diciembre de 2018.