20/10/2022
654 vistes
26 m’agrada
La Direcció de Navegació de l’ESA està planejant un nou satèl·lit els resultats del qual permetran la generació d’un model global actualitzat de la Terra: el Marc de Referència Terrestre Internacional, emprat per a tot, des de l’agrimensura fins a mesurar l’augment del nivell del mar, amb una precisió de fins a 1 mm, mentre es fa un seguiment. moviment del sòl de només 0,1 mm per any. Aquesta millora, d’un cop, tindrà un impacte important en múltiples aplicacions de navegació i ciències de la Terra, inclosa la millora de la precisió del sistema de navegació Galileo. Aquesta missió, anomenada GÈNESIS, s’està proposant Reunió del Consell de l’ESA a nivell ministerial el mes que ve.
GENESIS funcionarà combinant i coubicant les quatre tecnologies principals que s’utilitzen actualment per a la mesura geodèsica de la Terra a la mateixa plataforma per primera vegada, a bord d’un satèl·lit en una òrbita de 6.000 km d’altitud. En el procés, aquest satèl·lit també obtindrà una de les òrbites determinades amb més precisió de qualsevol objecte a l’espai, fins a una escala mil·limètrica.
“El mesurament es refereix a punts de referència precisos”, explica Javier Ventura-Traveset, cap de l’Oficina de Ciències de la Navegació de Galileo de l’ESA.
“Gràcies a GENESIS millorarem la precisió del sistema de referència espacial de la Terra al voltant d’un ordre de magnitud. Això és essencial per al posicionament i la navegació en la societat civil i per a la georeferenciació adequada de tota la informació geoespacial. GENESIS també permetrà millorar la “determinació precisa de l’òrbita” de Galileu i altres satèl·lits i, al seu torn, millorarà immediatament el seu rendiment de posicionament, perquè tindrem una referència més veritable per a les distàncies exactes que viatgen els seus senyals des de l’espai fins al sòl”.
A més de millorar el nostre coneixement de les òrbites de Galileo, i d’altres satèl·lits GNSS del Sistema Global de Navegació per Satèl·lit, les dades recopilades per GENESIS també permetran el “calibratge del centre de fase” de les antenes GNSS, identificant el desplaçament entre els seus centres mecànics i elèctrics, que té un paper clau en molts aspectes del posicionament, la navegació i el temps.
A més, el seguiment orbital altament precís que GENESIS necessita per dur a terme la seva missió, permetrà un dels modelatges més precisos fins ara de les forces no gravitatòries que actuen sobre els satèl·lits a l’espai, com ara la pressió de la radiació solar, que és l’empenta lleugera però constant. que els objectes en òrbita reben del mateix sol.
El mateix GENESIS serà un satèl·lit d’escala metre relativament petit, però el repte serà sincronitzar i calibrar creuament el seu quartet de càrregues útils en un entorn molt estable, mapejant les seves posicions en relació amb el centre de massa del satèl·lit fins a un mil·límetre o menys durant tota la durada de la missió.
Una nova visió del nostre planeta natal
Beneficis equivalents també s’acumularan a moltes altres missions espacials, com els satèl·lits d’altimetria de radar utilitzats per fer un seguiment de l’augment del nivell del mar, així com les ciències de la Terra i els serveis basats en la localització.
Javier afegeix: “Gràcies a GENESIS millorarem la precisió actual del Marc de Referència Terrestre Internacional (ITRF), que és la base de totes les observacions espacials i terrestres en navegació i ciències de la Terra i, per tant, la seva millora aportarà grans beneficis en totes les aplicacions relacionades. Els resultats de GENESIS també reforçaran molts serveis basats en la ubicació en la vida quotidiana, com ara l’agrimensura, els sistemes de transport intel·ligents, l’agricultura de precisió i el manteniment d’infraestructures”.
L’ITRF es construeix al seu torn a partir d’una graella de punts de referència específics: Sistema global d’observació geodèsica estacions espaciades per tot el món les posicions de les quals es cartografian amb precisió i regularment mitjançant un quartet de tècniques geodèsiques basades en l’espai.
Javier afegeix: “El problema és que quan es combinen tots aquests mètodes per a la generació d’ITRF, es veuen afectats per la precisió sobre la qual determinem les coordenades diferencials entre els punts de referència de cada tècnica, els anomenats local-llies, i per alguns sistemes sistemàtics. errors, augmentant el nivell d’error general”.
“Però ara, operant-los tots junts des del mateix satèl·lit, amb els instruments degudament calibrats i sincronitzats, podem identificar i corregir aquests biaixos al llarg del temps, aconseguint molta més precisió i estabilitat en general. GENESIS es convertirà al seu torn en un observatori geodèsic espacial dinàmic, que complementa de manera eficient la infraestructura terrestre existent, proporcionant un avenç en la millora de la precisió i la coherència del marc de referència de la Terra.
Mesures científiques combinades
GENESIS embarcarà les següents càrregues útils geodèsiques, avui utilitzades per fixar la posició de les estacions d’observació:
| Receptor del sistema global de navegació per satèl·lit | La navegació per satèl·lit, també coneguda com a navegació per satèl·lit, és una de les tècniques geodèsiques més utilitzades. El posicionament d’un lloc determinat es fixa contínuament, utilitzant múltiples constel·lacions de navegació per satèl·lit per obtenir més precisió, i amb el pas del temps es fa més i més precís fins a una escala mil·límetre, revelant, a més, derivas graduals a causa del moviment de la Terra. |
| Distància làser per satèl·lit | Aquest mètode de mesura consisteix a fer rebotar els polsos làser d’un retroreflector a bord d’un satèl·lit i, a continuació, mesurar el seu temps de viatge bidireccional per fixar la distància que ha brillat la llum làser, fins a uns quants mil·límetres. |
| Receptor DORIS | Orbitografia Doppler i radioposicionament de França integrats per satèl·lit o DORIS El sistema ha estat en funcionament durant les últimes tres dècades i s’ha convertit en una font de dades estàndard per a l’ITRF. Els senyals DORIS dels satèl·lits es comparen amb els que provenen de la xarxa d’estacions receptores de 60 fortes espaiades per tot el planeta en termes del seu “canvi Doppler” – que augmenta la freqüència en apropar-se i s’enfonsa quan s’allunya – per fixar la seva posició relativa fins a una escala centímetre. |
| VLBI | La interferometria de base molt llarga, o VLBI, va començar com una tècnica de radioastronomia on les observacions d’objectes celestes com ara quàsars de diversos radiotelescopis es combinen amb precisió per obtenir una resolució equivalent a un únic telescopi gegant. Per a la geodèsia, la tècnica es pot invertir de manera que els temps precisos de les observacions conjuntes d’objectius celestes puguin derivar la distància exacta entre els llocs. Per tant, una font de ràdio artificial a bord del GENESIS servirà com a objectiu comú per a múltiples estacions VLBI a la Terra, emetent en almenys dues bandes de freqüència. |
Un o més d’aquests instruments, un cop degudament qualificats i caracteritzats amb la missió GENESIS, també podrien ser volats en futurs satèl·lits Galileo.
Fort suport científic i internacional
Arran de la publicació d’a llibre blanc científic i el recent de l’ESA Col·loqui científic GNSS a Sofia, Bulgària, la missió proposada ha rebut un suport molt fort de la comunitat científica així com l’interès de la NASA.
A més, el potencial d’aquesta missió també es va reconèixer recentment durant el Comitè Internacional de les Nacions Unides sobre GNSS 16th Reunió a Abu Dhabi del 9 al 14 d’octubre, on es va destacar l’ampli ventall de beneficis d’aquesta missió per a la navegació precisa, la geodèsia, les ciències de la Terra i el seguiment del canvi climàtic.
Un recent ‘Solicitud d’informació’ de l’ESA per a la missió GENESIS es va publicar per recollir més aportacions dels socis industrials que poguessin emprendre la missió, un cop aprovada.
Endavant a FutureNAV
GENESIS compta amb el suport del programa FutureNAV de la Direcció de Navegació de l’ESA, que també inclou satèl·lits de demostració en òrbita per a una constel·lació de navegació per satèl·lit en òrbita baixa. El programa FutureNAV, inclòs GENESIS, està pendent de decisió al proper de l’ESA Consell a nivell ministerial al novembre.
