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机械故障威胁美最新气象卫星

科普小知识2021-08-23 20:32:24
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美国国家海洋与大气管理局(NOAA)5月23日报道称,寒冷空间中不稳定的冷却系统使得该国最新的价值数十亿美元的气象卫星——地球同步运行环境卫星17(GOES-17)的未来无法预测。技术人员现在正忙于解决这个问题,这是几周前卫星的主要仪器第一次出现问题。

3月1日发射的GOES-17是美国国家海洋与大气管理局下一代地球同步气象卫星中的第二颗,也是四颗气象卫星中的第二颗。该项目耗资110亿美元。经过六个月的评估,这颗卫星将监测美国的西半部,就像它的兄弟在2016年发射的GOES-16一样,现在它正在监测美国的东半部。为了做到这一点,GOES-17将使用一个叫做高级基线成像仪(ABI)的16通道照相机,它能很好地捕捉到风高、雨和云的细节。

为了获得其中的13个通道,即红外和近红外波段,ABI必须保持在零下213摄氏度——这是一个伟大的壮举,因为它每天暴露在太阳下的快速加热和冷却过程。然而,现在,在半天内,冷却系统不能达到这样的温度。

马里兰州银泉市国家气象局观测办公室主任乔·皮卡说:“我们对此非常重视。”“我们正试图了解这种异常现象,并试图找到一种方法来启动冷却系统的发动机,使其能够正常运行,”他说。GOES-16有同样的相机,但是它的冷却系统到目前为止运行良好。

这个问题对美国国家海洋与大气管理局是一个打击。在18个月内,该机构成功发射了三颗下一代气象卫星——GOES-16和GOES-17,以及联合极地卫星系统。这些航天器已经延期,并继续消耗越来越多的国家海洋与大气管理局的预算,这也引起了立法者的持续关注。然而,由于ABI的失败,这种担忧可能会卷土重来。

美国国家海洋与大气管理局仍在寻找问题所在,这似乎是一个机械问题,涉及ABI冷却管和散热器。大约午夜时分,太阳和地球似乎相对“靠近”在离赤道36000公里的地球同步轨道上。在GOES-16上,太阳的热能被转移到一种液态冷却剂中,这种冷却剂被转化成蒸汽,然后通过一个散热器散发到太空中。由于某种原因,这种冷却过程没有发生在更新的卫星系统上。

诺阿已经在这一代的最后两颗气象卫星上建造了ABI相机。下一颗卫星将于2020年发射。除了评估和试图修复GOES-17,该机构还与ABI制造商哈里斯密切合作,以确定是否有必要修改手头的仪器。负责银泉市诺阿卫星和信息工作的史蒂夫·沃尔茨补充说,现在说这个问题会加速还是推迟下一次发射还为时过早。

“这显然不是你想看到的。”沃尔茨说。但这也是太空行动的一部分。沃尔茨说,在美国国家海洋与大气管理局和美国国家航空航天局的漫长职业生涯中,他已经看到了六个这样的异常现象。这总是一个挑战,但他补充道,“这不像你第一次见到他们时那么糟糕。”

GOES-17填补了美国天气预报领域的一个关键空白。该卫星将使气象学家能够跟踪飓风、暴风雪和其他灾难性天气的发展。此外,研究人员可以利用这些数据来测量空气温度和湿度,并将它们整合到他们自己的模型中。(赵茜·Xi)

中国科学新闻(2018-05-28第二版国际版)