Goce卫星是地球重力场和海洋环流探测卫星的简称,是欧洲航天局研製和发射的最先进的探测卫星之一,被认为是欧洲首颗利用高精度和高空间解析度技术提供全球重力场模型的卫星,重约1吨,属于低轨道卫星,装备有一套能够对地球重力场的变化进行三维测量的高灵敏度重力梯度仪,欧洲航天局可根据Goce卫星收集的数据绘製一幅高清晰度地球水準面和重力场图,以便于对地球内部结构进行深入研究。
基本介绍
- 中文名GOCE卫星
- 轨道高度295km
- 轨道倾角96.7度
- 轨道周期1.6小时
发射背景
在欧盟的直接授意下,欧洲航空局内部在1999年就成立了负责监控全球变暖的相关机构———地球观测计画,而按照该计画负责人吉罗姆·伯基诺的说法,Goce卫星只是欧空局地球观测庞大计画的第一步,2009年内计画发射三颗卫星,三颗卫星分工各有不同,所以它们发射的时间差异也并不会影响到整个地球观测计画的运行。
卫星介绍
GOCE卫星是由欧洲航空局委託欧洲航天防务公司旗下的阿斯特里姆公司和俄罗斯Khrounitchev宇航中心联合生产,将主要负责重力检测和洋流观测分析,也是欧盟应对全球变暖现象整体措施中的一部分。该卫星是由一个八边形的太空飞行器组成,大约5米长,直径1米,装有固定的太阳能电池板。
Goce卫星提供的数据将有助于研究洋流、海平面、南北极冰盖变化,以及火山和地震活动情况,有助于推进对全球气候变化问题的研究。莫斯科时间2009年3月17日17时21分,由俄罗斯“轰鸣”号运载火箭从普列谢茨克发射场发射升空。Goce卫星原定于2008年9月发射,但由于运载火箭屡次出现故障,发射日期被一推再推。Goce卫星发射之后,欧洲航天局还将根据“生命星球”(LivingPlanet)计画发射一系列地球探测卫星,对地球大气、生物圈、水圈、低温层和地壳内部进行研究。
2010年,Goce任务团队在美国地球物理学会学术大会上宣布,Goce卫星的使用寿命可能会远远超过预期。这颗卫星的使用寿命之所以大大延长,是因当前太阳活动异常安静的结果。在太阳活动强度减弱期间,地球大气覆盖区域减少,这意味着卫星不会遭受过多的拉力影响。
欧洲航天局估计Goce卫星的使用寿命约为两年,根据当前的太阳活动强度,它可以在轨飞行5年时间,不间断收集科学数据。
弗洛博格哈根博士说“Goce卫星发射后在轨经历的空气阻力不同于所有模型在发射前预测的空气阻力。这意味着在引力场测量方面不仅涉及大量新科学,而且在作用于Goce卫星的地球表面的测量数据方面也是如此。所以,我们计画通过这次任务生成另一个产品,帮助製作热层模型的研究人员,从而可以模拟高层大气层的空气密度。”
卫星参数
轨道高度295km
轨道倾角96.7度
轨道周期1.6小时
偏心率0.0
预期寿命2年
任务目的
主要任务
人们通常认为地球上的重力在各处是均匀分布的,但由于地球自转、山脉和海沟的影响、地球内部密度分布的变化等因素,造成各处的基本重力不同。在两个半年的观测周期中,GOCE将绘製有关的重力细节地理分布图,最终构建大地水準面模型—理想化全球海洋静止平面图,该模型对于海洋环流和海平面变化的精确测量至关重要。,通过提供高度信息全球参照系,该模型还将被套用于测量和测高等实际领域。
科研目的
测定地球重力场极高的精度到1mGal(1mGal=10-5m/s2);确定大地的水準面精度在1—2cm;并且为了实现上述的空间解析度优于100公里。它是一颗地球重力场和海洋环流探测卫星,这颗卫星可对地球重力场每一分钟的变化进行三维测量。这样可以利用它收集更多的数据,更好地了解海洋的运动情况。
科研成果
地球引力分布图
2010年7月,GOCE卫星发布了一幅非常详尽且壮观的地球引力分布图。地图显示了根据引力定义的地球表面,展示了每个调查点的平均引力高度差异。如果把一个球放在上面,它不会四处乱滚,因为地球各地的引力基本一致。引力明显差异的地区是在印度洋的深海和冰岛附近的高地,证明地球并不是密度均匀的球体。还没人知道这种引力异常是否对应于已知的地理现象,是否表明重金属矿的存在,或是该地是地幔薄弱的热点区域。
欧航局发表公报说,这幅图是根据Goce卫星2009年11月和12月收集的数据绘製的,它内容精确,能够反映地球重力场极其微小的变化。
Goce项目顾问团主席赖纳·鲁梅尔说,图像为科学家们提供了很多前所未知的新信息,可以说,Goce正在改变人们对地球重力场的认识。
截获地震波信号
科学家们一直相信,大地震会产生极低频声波或次声波。但此前地球轨道上的宇宙飞船一直没有能力将其记录下来。
2013年3月10日,美国《地球物理学研究快报》报导称,GOCE卫星于2011年3月11日两度接收到日本大地震信号。第一次是在太平洋上空,当时距地震发生大概半小时。25分钟后,当它抵达欧洲上空时,这一信号出现。欧空局的卢恩博士解释说“GOCE上的加速计比先前的仪器敏感100多倍。”
事故
2010年2月,Goce卫星主计算机的晶片问题迫使操作员切换到备份计算机系统。
2010年7月8日,GOCE卫星无法向地面接收站传回科学数据。通过GOCE仍能缓慢传回地面站的数据,软体补丁访问到了排除故障的信息,卫星最终得以修复。这一新信息使得团队加深了对所有星载系统状态的认识。作为行动计画的一部分,电脑下地板的温度被提升约7℃,使得正常通信得以恢复。为了应对通信系统以后可能出现同样的故障,相应的计画正在制定。
坠落
该颗卫星原始重量为1吨,是由欧洲航天局(ESA)于2009年3月发射升空,进而围绕地球飞行。2013年10月中旬,“GOCE”卫星燃料耗尽,随之慢慢坠落,偏离运行轨道。预计于11月10日午夜着陆到地球表面。
当地时间2013年11月8日,位于法国巴黎的欧洲航天局对外预计,“GOCE”卫星重新进入大气层,随后在2013年11月10日至11月11日这段时间,分解成诸多碎片,随后坠落至地球表面以上80公里处。2013年11月8日早些时候,“GOCE”卫星位于地球表面以上170公里处,这个高度比它燃料耗尽时的位置低约50公里。
卫星质量达到1.2吨,坠落后大部分残骸将在大气层中烧毁,大约只有25%左右会抵达落到地球上。考虑到卫星碎片预计在很小区域内着陆(大约15平方米)以及整个地球的人口密集度为每平方公里14人,所以被卫星碎片击中的可能性很小。欧洲航天局还提到,事实上,以旧卫星碎片形式出现的太空垃圾不断坠落到地球上。,平常人被陨石击中的几率是被太空碎片击中几率的三倍。
欧洲航天局表示,欧洲“地球重力场和海洋环流探测卫星已重新进入地球大气层,并在降落过程中燃烧解体。GOCE卫星在进入大气层的过程中,大部分都将燃烧殆尽,剩下的一些碎片残骸预计会落到从东亚至西太平洋至南极洲这一地区。
欧洲空间局说,GOCE卫星的剩余部分没有造成伤害,坠入南大西洋。在卫星返回地球时,没有出现人员伤亡或财产损失的报告。