Satélite Operacional Ambiental Geoestacionário - Geostationary Operational Environmental Satellite

Satélite Operacional Ambiental Geoestacionário
	GOES-8 , um satélite meteorológico desativado.
Fabricante	Ford Aerospace; Hughes; Sistemas Espaciais / Loral; Boeing; Lockheed Martin;
País de origem	Estados Unidos
Operador	NASA; NOAA;
Especificações
Ônibus	SMS; HS-371; LS-1300; A2100A;
Regime	Geoestacionário
Produção
Status	Em serviço
Lançado	18
Operacional	4
Aposentado	13
Fracassado	1
Lançamento inaugural	GOES-1
Último lançamento	GOES-17
Nave espacial relacionada
Derivado de	Satélite Meteorológico Síncrono

O lançamento do GOES-N, que passou a se chamar GOES-13 após atingir a órbita

O Satélite Ambiental Operacional Geoestacionário ( GOES ), operado pela Divisão de Satélite Ambiental Nacional, Dados e Serviço de Informações da Administração Oceânica e Atmosférica dos Estados Unidos (NOAA) , oferece suporte à previsão do tempo , rastreamento de tempestades severas e pesquisa meteorológica . Nave espacial e elementos baseados no solo do sistema trabalham juntos para fornecer um fluxo contínuo de dados ambientais. O Serviço Meteorológico Nacional (NWS) e o Serviço Meteorológico do Canadá usam o sistema GOES para suas operações de monitoramento e previsão do tempo na América do Norte, e os pesquisadores científicos usam os dados para entender melhor a dinâmica terrestre, atmosférica, oceânica e climática.

O sistema GOES usa satélites equatoriais geossíncronos que, desde o lançamento do SMS-1 em 1974, têm sido um elemento básico de monitoramento e previsão do tempo nos Estados Unidos.

A aquisição, projeto e fabricação dos satélites GOES são supervisionados pela NASA .

NOAA é o fornecedor oficial de dados terrestres GOES e dados meteorológicos espaciais GOES. Os dados também podem ser acessados com o software SPEDAS .

História

O primeiro satélite GOES, GOES-1, foi lançado em outubro de 1975. Seguiram-se mais dois, lançando quase dois minutos antes de um ano de intervalo, em 16 de junho de 1977 e 1978, respectivamente. Antes dos satélites GOES, dois satélites Meteorológicos Síncronos (SMS) foram lançados; SMS-1 em maio de 1974 e SMS-2 em fevereiro de 1975. Os satélites derivados de SMS eram espaçonaves com spin estabilizado, que forneciam imagens por meio de um Radiômetro Visível e Infravermelho de Varredura de Rotação , ou VISSR. Os três primeiros satélites GOES usaram um ônibus Philco-Ford desenvolvido para a geração anterior de Satélites Meteorológicos Síncronos (SMS).

Após as três espaçonaves SMS GOES, cinco satélites foram adquiridos da Hughes , que se tornaram a primeira geração de satélites GOES. Quatro deles alcançaram a órbita, com GOES-G sendo perdido em uma falha de lançamento.

Satélite GOES de primeira geração

Os próximos cinco satélites GOES foram construídos pela Space Systems / Loral , sob contrato com a NASA. Os instrumentos de imagem e sonorização foram produzidos pela ITT Aerospace / Communication Division. GOES-8 e -9 foram projetados para operar por três anos, enquanto -10, -11 e -12 têm expectativa de vida útil de cinco anos. GOES-11 e -12 foram lançados carregando combustível suficiente para dez anos de operação, caso sobrevivessem além da expectativa de vida.

Um contrato para desenvolver quatro satélites GOES de terceira geração foi concedido à Hughes Corporation , com os satélites programados para lançamento em foguetes Delta III entre 2002 e 2010. Após a fusão com a Hughes, a Boeing assumiu os contratos de desenvolvimento, com os lançamentos transferidos para a Delta IV , após a aposentadoria do Delta III. O contrato para o quarto satélite, GOES-Q, foi posteriormente cancelado, e esse satélite só será concluído no caso de outro satélite de terceira geração se perder em uma falha de lançamento ou falhar logo após o lançamento. O primeiro satélite de terceira geração, GOES-13, foi lançado em maio de 2006, servindo originalmente como um backup em órbita. No entanto, em abril de 2010, GOES-12 foi transferido para a cobertura da América do Sul e GOES-13 foi transferido para a função GOES-East. Os satélites de terceira geração têm uma vida útil esperada de sete anos, mas carregam combustível em excesso para permitir que operem por mais tempo, se possível, como aconteceu com os satélites de última geração de dois segundos.

Posições Operacionais
Nome	Longitude	Satélite
GOES-Leste	75 ° W	GOES-16
GOES-Oeste	137 ° W	GOES-17
GOES-Sul	60 ° W	Vago

Os satélites de quarta geração, a série GOES-R, estão sendo construídos pela Lockheed Martin usando o barramento de satélite A2100 . A série GOES-R é um programa de quatro satélites (GOES-R, -S, -T e -U) que estenderá a disponibilidade do sistema operacional de satélites GOES até 2036. O primeiro satélite da série, o homônimo GOES- R, foi lançado em 19 de novembro de 2016. Foi renomeado para GOES-16 ao atingir a órbita. O segundo satélite da série, o homônimo GOES-S, foi lançado em 1 de março de 2018. Ele foi renomeado para GOES-17 ao entrar em órbita.

Satélites

Disponível operacionalmente

Quatro satélites GOES estão disponíveis para uso operacional.

GOES-14 está armazenado a 105 ° W. O lançamento deste satélite, que foi designado GOES-O antes de orbitar, foi atrasado várias vezes. Foi lançado com sucesso em 27 de junho de 2009 do Space Launch Complex 37, pegando carona em um foguete Delta IV. Ele passou por testes de pós-lançamento até dezembro de 2009 e, em seguida, foi colocado em armazenamento em órbita. Este satélite faz parte da série GOES-N. O GOES-14 foi e será ativado caso outro satélite GOES sofra um problema ou seja desativado. Foi temporariamente designado GOES-Leste devido a dificuldades técnicas com o GOES-13 e mudou-se para a localização GOES-Leste. Após a resolução desses problemas, o GOES-14 foi devolvido ao armazenamento.

GOES-15 , que foi designado GOES-P antes de orbitar, foi lançado com sucesso em 4 de março de 2010. De 2011 a 2018, ocupou a posição GOES-Oeste a 135 ° W sobre o Oceano Pacífico. Moveu-se para leste para 128 ° W a partir de 29 de outubro de 2018, a fim de abrir espaço para GOES-17 , que assumiu a posição GOES-Oeste em 10 de dezembro de 2018. Atualmente está operando em paralelo com GOES-17 para fins de avaliação do usuário, mas está programado para ser retirado em algum momento após 2019.

GOES-16 ocupa a posição GOES-Leste a 75 ° W. Este satélite, que foi designado GOES-R antes de orbitar, foi lançado por um foguete Atlas V do Complexo de Lançamento Espacial 41 na Estação da Força Aérea de Cabo Canaveral na Flórida em 19 de novembro de 2016 . Ele passou por testes de pós-lançamento até o início de 2017 antes de substituir GOES-13 por GOES-East.

GOES-17 ocupa a posição GOES-Oeste em 137,2 ° W. O satélite, designado como GOES-S antes de orbitar, foi lançado por um foguete Atlas V do Space Launch Complex 41 em 1 de março de 2018. Após o teste pós-lançamento e solução de problemas de um problema em seu gerador de imagens, o satélite foi declarado operacional em fevereiro de 2019.

Inativo ou adaptado

Vários satélites GOES ainda estão em órbita, mas estão inativos ou foram redefinidos.

Embora o GOES-3 tenha deixado de ser usado para operações meteorológicas em 1989, ele passou mais de 20 anos como uma parte crítica das comunicações entre os EUA e a Estação do Pólo Sul Amundsen-Scott antes de ser desativado em 2016. Os satélites geoestacionários gastam combustível para se manterem estacionários durante o equador e, portanto, normalmente não pode ser visto dos pólos. Quando esse combustível se esgota, as perturbações solares e lunares aumentam a inclinação do satélite, de modo que sua trilha no solo começa a descrever um analema (uma figura 8 na direção norte-sul). Isso geralmente termina a missão principal do satélite. No entanto, quando a inclinação é alta o suficiente, o satélite pode começar a se elevar acima dos horizontes polares nos extremos da figura 8, como foi o caso do GOES-3. Uma antena de nove metros foi construída na estação, e a comunicação com o satélite podia ser obtida por cerca de cinco horas por dia. As taxas de dados giram em torno de 2.048 megabytes / segundo (bidirecional) em condições ideais.

GOES-8 , que foi designado GOES-I antes de orbitar, era o satélite GOES-Leste quando estava em operação. Ele está em uma órbita de estacionamento e está à deriva para oeste a uma taxa de cerca de 4 ° por dia. Foi descomissionado em 1 de abril de 2003 e desativado em 5 de maio de 2004 após a falha de seu sistema de propulsão.

GOES-10 , que foi designado GOES-K antes de orbitar, foi desativado em 2 de dezembro de 2009 e foi impulsionado para uma órbita de cemitério . Não tinha mais combustível para as manobras necessárias para mantê-lo na posição.

GOES-11 , que foi designado GOES-L antes de orbitar, teve uma falha parcial em 6 de dezembro de 2011. Foi desativado em 16 de dezembro de 2011 e colocado em uma órbita de cemitério.

GOES-12 , que foi designado GOES-M antes de orbitar, foi desativado em 16 de agosto de 2013 e impulsionado para uma órbita de cemitério.

GOES-13 , que foi designado GOES-N antes de orbitar, foi desativado em 3 de janeiro de 2018 e colocado em órbita de armazenamento. É transferido para a Força Espacial dos EUA e posicionado a 61,5ºE com o novo nome EWS-G1.

Mapa de cobertura do GOES-11 e GOES-12 quando ativos (2007).
Imagem de luz visível GOES-12.
Imagem de vapor de água GOES-12.

Propósito

Padrão de retransmissão de dados GOES.

Projetada para operar em órbita geoestacionária 35.790 quilômetros (22.240 mi) acima da Terra, a espaçonave GOES visualiza continuamente os Estados Unidos continentais , os oceanos Pacífico e Atlântico, América Central , América do Sul e sul do Canadá. O design de corpo estabilizado de três eixos permite que os sensores "olhem" para a Terra e, portanto, com mais frequência imagens de nuvens, monitorem a temperatura da superfície da Terra e os campos de vapor de água , e sondem a atmosfera para suas estruturas verticais térmicas e de vapor. A evolução dos fenômenos atmosféricos pode ser acompanhada, garantindo a cobertura em tempo real de eventos meteorológicos, como fortes tempestades locais e ciclones tropicais . A importância dessa capacidade foi comprovada durante os furacões Hugo (1989) e Andrew (1992).

A espaçonave GOES também aprimora os serviços operacionais e o suporte para pesquisas científicas atmosféricas, modelos numéricos de previsão do tempo e design e desenvolvimento de sensores ambientais.

Os dados de satélite são transmitidos na banda L e recebidos na estação terrestre de Comando e Aquisição de Dados da NOAA em Wallops Island, Virgínia, de onde são disseminados aos usuários. Além disso, qualquer pessoa pode receber dados diretamente dos satélites, utilizando um pequeno prato e processando os dados com um software especial.

Os satélites GOES são controlados a partir do Centro de Controle de Operações de Satélites em Suitland, Maryland. Durante tempo significativo ou outros eventos, os horários normais podem ser alterados para fornecer a cobertura solicitada pelo NWS e outras agências.

Clima espacial - março de 2012.

GOES-12 e superior também forneceram uma plataforma para o Solar X-Ray Imager (SXI) e instrumentos de monitoramento de ambiente espacial (SEM).

O SXI fornece monitoramento de alta cadência de estruturas solares de grande escala para apoiar a missão do Centro de Serviços Ambientais Espaciais (SESC). A unidade SXI no GOES-13, no entanto, foi danificada por uma explosão solar em 2006. O SESC, como serviço de "clima espacial" do país, recebe, monitora e interpreta uma ampla variedade de dados solares terrestres. Ele também emite relatórios, alertas e previsões para eventos especiais, como erupções solares ou tempestades geomagnéticas. Esta informação é importante para a operação de ondas de rádio militares e civis e sistemas de comunicação e navegação por satélite. A informação também é importante para redes de energia elétrica, missões de exploradores geofísicos, astronautas da Estação Espacial, aviadores de grande altitude e pesquisadores científicos.

O SEM mede o efeito do Sol no ambiente eletromagnético solar-terrestre próximo à Terra, fornecendo dados em tempo real ao SESC.

Carga útil

A principal missão de um satélite GOES é realizada pelos principais instrumentos de carga útil, que são o Imager e o Sounder. O Imager é um instrumento multicanal que detecta a energia radiante infravermelha e a energia solar refletida visível da superfície e da atmosfera da Terra. O Sounder fornece dados para perfis verticais de temperatura atmosférica e umidade, temperatura da superfície e do topo da nuvem e distribuição de ozônio .

GOES também oferece o Sistema de Coleta de Dados , um serviço de retransmissão e coleta de dados de satélite de plataforma meteorológica baseada em solo . Outros instrumentos a bordo da espaçonave são o conjunto SEM, que consiste em um magnetômetro , um sensor de raios-X , um detector de prótons e partículas alfa de alta energia e um sensor de partículas energéticas.

A nave da série GOES-N (GOES-13 a GOES-15) também tem um sensor ultravioleta extremo apontado para o sol.

Logotipo GOES invertível projetado para Sistemas Espaciais / Loral por Scott Kim

Além disso, os satélites GOES carregam um repetidor de busca e resgate que coleta dados de balizas de rádio sinalizadores de posição de emergência e balizas transmissoras de localização de emergência, que são usadas durante operações de busca e resgate pelo Centro de Coordenação de Resgate da Força Aérea dos EUA .

GOES-R Series

O pacote de instrumentos proposto para a série GOES-R incluía inicialmente o seguinte:

Advanced Baseline Imager (ABI)
Suíte Ambiental Hiperespectral (HES)
Suíte Space Environment In-Situ (SEISS), que inclui dois sensores de partículas magnetosféricas (MPS-HI e MPS-LO), um sensor energético de íons pesados e um sensor solar e galáctico de prótons
Solar Imaging Suite, que inclui o Solar Ultraviolet Imager (SUVI), o Solar X-Ray Sensor (XRS) e o Extreme Ultraviolet Sensor (EUVS)
Mapeador Geoestacionário de Relâmpagos (GLM)
Magnetômetro

Em setembro de 2006, o HES foi cancelado.

Designações de satélite

Antes de serem lançados, os satélites GOES são designados por letras (A, B, C, etc.). Assim que um satélite GOES é lançado com sucesso, é redesignado com um número (1, 2, 3, etc.). Assim, GOES-A para GOES-F tornou-se GOES-1 para GOES-6. Como o GOES-G foi uma falha de lançamento, ele nunca recebeu um número. GOES-H para GOES-R passou a GOES-7 para GOES-16 (pulando GOES-Q, que não foi construído).

Uma vez operacionais, os diferentes locais usados pelos satélites recebem um nome correspondente às regiões que cobrem. São GOES-Leste e GOES-Oeste, que ocupam as metades leste e oeste dos EUA, respectivamente. GOES-Leste é ocupada por GOES-16, enquanto GOES-Oeste é ocupada por GOES-17. A designação -East / -West é usada com mais freqüência do que a designação do número do satélite. GOES-IO ( Oceano Índico ), uma nova designação revelada no início de maio de 2020, está atualmente ocupado por GOES-13 (DOD-1).

Também existia uma posição GOES-Sul, que se destina a fornecer cobertura dedicada à América do Sul. Antes que a série GOES-R se tornasse operacional, a menos que um satélite fosse dedicado a este continente, as imagens da América do Sul eram atualizadas a cada 3 horas em vez de a cada 30 minutos. A estação GOES-Sul costumava ser atribuída a satélites mais antigos, cujas operações na América do Norte foram assumidas por novos satélites. Por exemplo, GOES-10 foi movido da posição GOES-Oeste para GOES-Sul após ter sido substituído na estação -Oeste por GOES-11. Quando o GOES-10 foi desativado em 1 de dezembro de 2009, o GOES-Sul foi adquirido pelo GOES-12. Desde a aposentadoria do GOES-12, em 16 de agosto de 2013, a estação GOES-Sul encontra-se desocupada. Desde então, o GOES-16 tornou obsoleta a necessidade de um satélite GOES-Sul dedicado; a partir de 2019, o satélite produz imagens de disco completo a cada 10 minutos.

Desenvolvimento da Série GOES-R

Em setembro de 2006, a NOAA reduziu o número planejado de satélites GOES-R de quatro para dois devido a preocupações com custos excessivos. O cronograma de entrega planejado também foi desacelerado para reduzir custos. O custo esperado da série é de US $ 7,69 bilhões, um aumento de US $ 670 milhões em relação à estimativa anterior de US $ 7 bilhões.

O contrato para construir os satélites e fabricar o magnetômetro, SUVI e GLM foi concedido à Lockheed Martin. Este prêmio foi contestado pela perda do licitante Boeing; no entanto, o protesto foi posteriormente rejeitado.

O instrumento ABI foi entregue por L3Harris (anteriormente ITT Exelis ). O SEISS foi entregue pela Assurance Technology Corporation.

O XRS e o EUVS estão sendo combinados nos Sensores Ultra Violeta Extremo e de Irradiância de Raios-X (EXIS), fornecidos pelo Laboratório de Física Atmosférica e Espacial da Universidade do Colorado .

O contrato para o sistema terrestre, incluindo processamento de dados, foi concedido a uma equipe liderada pela divisão de Sistemas Meteorológicos da L3Harris , incluindo subcontratos para a Boeing, Pesquisa Atmosférica e Ambiental (AER), Honeywell , Carr Astronautics, Wyle Laboratories e Ares .

Status dos satélites GOES

As espaçonaves GOES foram fabricadas pela Boeing (GOES-D por -H e GOES-N por -P) e Space Systems / Loral (GOES-A por -C e GOES-I por -M). A série GOES-I (IM) e a atual série GOES-N (NP) estão documentadas no "GOES I – M Databook" e no "GOES-N Series Databook" , respectivamente. A série GOES-R está sendo construída pela Lockheed Martin com o primeiro e o segundo da série, GOES-16 e -17, operacionais em junho de 2019.

A Boeing teria construído e lançado o GOES-Q apenas se o GOES-O ou o GOES-P não tivesse sido entregue em órbita em boas condições de funcionamento.

A primeira imagem obtida do satélite GOES-1, 25 de outubro de 1975, 1645 UTC.

GOES-1 , lançado em 16 de outubro de 1975, desativado em 7 de março de 1985
GOES-2 , lançado em 16 de junho de 1977, desativado em 5 de maio de 2001, antes do qual um comsat para o Pólo Sul, Peacesat
GOES-3 , lançado em 16 de junho de 1978, desativado em 29 de junho de 2016, antes do qual um comsat para o Pólo Sul, Peacesat
GOES-4 , lançado em 9 de setembro de 1980, desativado em 9 de outubro de 1988
GOES-5 , lançado em 22 de maio de 1981, desativado em 18 de julho de 1990
GOES-6 , lançado em 28 de abril de 1983, desativado em 19 de maio de 1992
GOES-G , lançado em 3 de maio de 1986, não conseguiu atingir a órbita
GOES-7 , lançado em 26 de fevereiro de 1987, desativado em 12 de abril de 2012, antes do qual um comsat para Peacesat
GOES-8 , lançado em 13 de abril de 1994, desativado em 5 de maio de 2004
GOES-9 , lançado em 23 de maio de 1995, desativado em 15 de junho de 2007
GOES-10 , lançado em 25 de abril de 1997, desativado em 2 de dezembro de 2009
GOES-11 , lançado em 3 de maio de 2000, desativado em 16 de dezembro de 2011
GOES-12 , lançado em 23 de julho de 2001, desativado em 16 de agosto de 2013, antes do qual fornecia cobertura para a América do Sul
GOES-13 , lançado em 24 de maio de 2006, desativado em 3 de janeiro de 2018, operacional novamente para o Oceano Índico desde 8 de setembro de 2020 como EWS-G1
GOES-14 , lançado em 27 de junho de 2009, em standby, localizado a 105 ° W
GOES-15 , lançado a 4 de março de 2010, em funcionamento desde 14 de dezembro de 2011, paralelamente ao GOES-17 desde 11 de novembro de 2018
GOES-16 , lançado em 19 de novembro de 2016, em operação como GOES-Leste desde 18 de dezembro de 2017
GOES-17 , lançado em 1 de março de 2018, em operação como GOES-West desde 12 de fevereiro de 2019
GOES-T , com lançamento previsto para 16 de fevereiro de 2022
GOES-U , com lançamento previsto para abril de 2024

Veja também

Leitura adicional

Lombardi, Michael A .; Hanson, D. Wayne (março-abril de 2005). "The GOES Time Code Service, 1974-2004: A Retrospective" . Jornal de Pesquisa do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia . 110 (2): 79–96. doi : 10.6028 / jres.110.008 . PMC 4847573 . PMID 27308105 .

Referências

Este artigo incorpora material de domínio público de sites ou documentos da Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço .

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