CRONOMETRADO

CRONOMETRADO

TIMED en órbita terrestre baja
Nombres	Termosfera • Ionosfera • Mesosfera • Energética y dinámica
Tipo de misión	Ionosfera Ciencia atmosférica Investigación meteorológica espacial
Operador	NASA
Identificación de COSPAR	2001-055B
SATCAT N.º	26998
Sitio web	CRONOMETRADO en APL
Duración de la misión	Planificado: 2 años Transcurrido: 22 años, 11 meses, 5 días
Propiedades de las naves espaciales
Fabricante	Laboratorio de Física Aplicada
Lanzamiento masivo	660 kg (1460 libras)
Dimensiones	2,72 metros de alto 11,73 metros de ancho 1,2 metros de profundidad
Fuerza	406 vatios
Inicio de la misión
Fecha de lanzamiento	7 de diciembre de 2001, 15:07:35 UTC
Cohete	Delta II 7920-10 (Delta D289)
Sitio de lanzamiento	Vandenberg , SLC-2W
Entró en servicio	22 de enero de 2002
Parámetros orbitales
Sistema de referencia	Órbita geocéntrica [1]
Régimen	Órbita terrestre baja
Altitud	625 kilómetros (388 millas)
Inclinación	74,1°
Período	97,3 minutos
Programa de Sondas Solares Terrestres

La misión TIMED (Thermosphere • Ionosphere • Mesosphere • Energetics and Dynamics) está dedicada a estudiar las influencias que la energética y la dinámica del Sol y los humanos tienen en la región menos explorada y comprendida de la atmósfera de la Tierra : la mesosfera y la termosfera inferior / ionosfera (MLTI). La misión fue lanzada desde la Base Aérea Vandenberg en California el 7 de diciembre de 2001 a bordo de un vehículo de lanzamiento de cohetes Delta II . El proyecto está patrocinado y administrado por la NASA , mientras que la nave espacial fue diseñada y ensamblada por el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins . La misión se ha extendido varias veces y ahora ha recopilado datos durante un ciclo solar completo , lo que ayuda en su objetivo de diferenciar los efectos del Sol en la atmósfera de otros efectos. ^[2] Compartió su vehículo de lanzamiento Delta II con la misión oceanográfica Jason-1 .

La región de la atmósfera de la mesosfera , la termosfera inferior y la ionosfera (MLTI) que se estudiará con TIMED se encuentra entre 60 y 180 kilómetros (37 y 112 millas) por encima de la superficie de la Tierra, donde la energía de la radiación solar se deposita primero en la atmósfera. Esto puede tener efectos profundos en las regiones atmosféricas superiores de la Tierra, en particular durante el pico del ciclo solar de 11 años del Sol, cuando se liberan las mayores cantidades de su energía. Comprender estas interacciones también es importante para nuestra comprensión de varios temas de geofísica , meteorología , aeronomía y ciencia atmosférica , ya que la radiación solar es una de las principales fuerzas impulsoras de las mareas atmosféricas . Los cambios en la MLT también pueden afectar a las telecomunicaciones satelitales y de radio modernas .

La carga útil de la nave espacial consta de los cuatro instrumentos principales siguientes:

• Global Ultraviolet Imager (GUVI) , que escanea la trayectoria transversal de horizonte a horizonte para medir las variaciones espaciales y temporales de la temperatura y las densidades constituyentes en la termosfera inferior , y para determinar la importancia de las fuentes de energía auroral y las fuentes solares ultravioleta extremas para el balance energético en esa región.
• Experimento ultravioleta solar extremo (SEE) , un espectrómetro y un conjunto de fotómetros diseñados para medir los rayos X suaves solares , la radiación ultravioleta extrema y la radiación ultravioleta lejana que se deposita en la región MLT.
• Interferómetro Doppler TEMPORIZADO (TIDI) , diseñado para medir globalmente los perfiles de viento y temperatura de la región MLT.
• Sondeo de la Atmósfera mediante Radiometría de Emisión de Banda Ancha (SABER) , radiómetro multicanal diseñado para medir el calor emitido por la atmósfera en un amplio rango altitudinal y espectral, así como perfiles de temperatura global y fuentes de enfriamiento atmosférico.

Los datos recogidos por los instrumentos del satélite se ponen a disposición del público de forma gratuita. ^[3]

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• Masa: 660 kilogramos
• Dimensiones:
  • 2,72 metros de altura
  • 1,61 metros de ancho (configuración de lanzamiento)
  • 11,73 metros de ancho (paneles solares desplegados)
  • 1,2 metros de profundidad
• Consumo de energía: 406 vatios
• Enlace descendente de datos: 4 megabits por segundo
• Memoria: 5 gigabits
• Procesador de control y manejo de datos: Mongoose-V
• Actitud:
  • Control - Dentro de 0,50°
  • Conocimiento - Dentro de 0,03°
  • Procesador: RTX2010
• Costo total de la misión:
  • Nave espacial: 195 millones de dólares ^{[ cita requerida ]}
  • Operaciones terrestres: US$42 millones

TIMED experimentó pequeños problemas con el control de actitud cuando, después del lanzamiento, los magnetorreductores no lograron reducir la velocidad de giro de la nave espacial como estaba previsto. Un ingeniero que instalaba los magnetorreductores había registrado por error la inversión de sus polaridades reales, lo que generó un error de señal en el software de vuelo. El problema se solucionó desactivando temporalmente el sensor de campo magnético del orbitador y cargando un parche de software para corregir el error de señal. ^[4] En un incidente separado, otra actualización de software solucionó un problema causado por una prueba defectuosa de los sensores solares . Después de estas correcciones, el sistema de control de actitud funcionó como estaba previsto. ^[4]

Aproximadamente a las 06:30 UTC del 28 de febrero de 2024, TIMED pasó a 10 metros del extinto satélite Kosmos 2221. Como ni TIMED ni Kosmos 2221 pueden ser maniobrados, la conjunción era inevitable. LeoLabs, una empresa de seguimiento de satélites, había estimado una probabilidad de colisión de satélites de hasta un 8% antes del encuentro. Se proyectó que una colisión entre los dos satélites, ambos viajando a velocidades de hipervelocidad relativas entre sí, generaría entre 2.500 y 7.500 fragmentos de desechos espaciales , una cifra potencialmente superior a la de la colisión de satélites de 2009 entre Iridium 33 y Kosmos 2251. Este acercamiento fue particularmente preocupante para la NASA, que destacó el evento en el 39º Simposio Espacial en Colorado Springs en un discurso más amplio sobre el nuevo plan de estrategia de sostenibilidad espacial de la NASA . ^[5]

TIMED ha mejorado la comprensión científica de las tendencias a largo plazo en la atmósfera superior. El instrumento SABER ha recopilado un registro continuo de los niveles de vapor de agua y dióxido de carbono en la estratosfera y la mesosfera. ^{[6] [7]}

SABER puede recolectar 1.500 mediciones de vapor de agua por día, una gran mejora con respecto a los satélites anteriores y las observaciones terrestres. ^[8] SABER tenía una falla en su filtro óptico que hizo que sobrestimara los niveles de vapor de agua; este error fue descubierto y los datos fueron corregidos. ^[9] Con base en los datos corregidos, SABER descubrió que entre 2002 y 2018, los niveles de vapor de agua en la estratosfera inferior aumentaron a una tasa promedio de 0,25 ppmv (alrededor del 5%) por década, y en la estratosfera superior y la mesosfera, los niveles de vapor de agua aumentaron a una tasa promedio de 0,1-0,2 ppmv (alrededor del 2-3%) por década. ^[10] Se cree que el aumento en los niveles de metano es parcialmente responsable del crecimiento en los niveles de vapor de agua, ya que el metano se oxida en dióxido de carbono y vapor de agua, pero los cambios impulsados ​​por el ciclo solar también pueden ser responsables. ^[11]

SABER también ha monitoreado los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera superior. El instrumento descubrió que los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera superior están aumentando: a una altitud de 110 kilómetros (68 millas), los niveles de CO2 _estaban aumentando a una tasa promedio del 12% por década. ^[12] Esta tasa es más rápida que la predicha por los modelos climáticos y sugiere que hay más mezcla vertical de CO2 _de lo que se creía anteriormente. ^[13]

Al recopilar datos de la atmósfera superior, TIMED ayuda a modelar los impactos ambientales. El vapor de agua y el dióxido de carbono son gases de efecto invernadero y su crecimiento en la atmósfera superior debe tenerse en cuenta en los modelos climáticos. Además, el vapor de agua de la atmósfera superior contribuye al agotamiento del ozono. ^[14]

• Satélite de investigación de la atmósfera superior , 1991-2005

• Rong, Pingping; Russell III, James M.; Marshall, Benjamin T.; Gordley, Larry L.; Mlynczak, Martin G.; Walker, Kaley A. (31 de julio de 2019). "Validación del vapor de agua medido por SABER en el satélite TIMED". Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics . 194 : 105099. Bibcode :2019JASTP.19405099R. doi :10.1016/j.jastp.2019.105099. S2CID  201260453 . Consultado el 15 de septiembre de 2020 .

• Yue, Jia; Russell III, James; Jian, Yongxiao; Rezac, Ladislav; García, Rolando; López-Puertas, Manuel; Mlynczak, Martin G. (16 de septiembre de 2015). "Aumento de la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera superior observado por SABRE". Cartas de investigación geofísica . 42 (17). Unión Geofísica Americana: 7194–7199. Código Bib : 2015GeoRL..42.7194Y. doi : 10.1002/2015GL064696 . S2CID  102423229.

• Yue, Jia; Russell III, James; Gan, Quan; Wang, Tao; Rong, Pingping; Garcia, Rolando; Mlynczak, Martin (9 de noviembre de 2019). "Aumento del vapor de agua en la estratosfera y la mesosfera después de 2002". Geophysical Research Letters . 46 (22). American Geophysical Union: 13452–13460. Bibcode :2019GeoRL..4613452Y. doi :10.1029/2019GL084973. S2CID  210607942 . Consultado el 15 de septiembre de 2020 .

• Página de la misión TIMED en JHU/APL
• Página de la misión TIMED en el GSFC de la NASA
• Página del Experimento Solar EUV (SEE) en el Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial