Nowy satelita Metop-C już przesyła obrazy Ziemi

Przeznaczenie satelitów z serii Metop

MetOp-C to ostatni z zaplanowanej serii satelitów Metop, które okrążają Ziemię na niskich orbitach okołobiegunowych. Satelity są częścią segmentu kosmicznego Systemu Polarnego Europejskiej OrganizacjiEksploatacji Satelitów Meteorologicznych - EUMETSAT EPS. Poprzednicy MetOpa-C, satelity polarne MetOp-A i MetOp-B, zostały umieszczone na podobnych orbitach odpowiednio w 2006 i 2012 roku.

Metopy są europejskim wkładem w większą, międzynarodową sieć obserwacji Ziemi przy użyciu satelitów okołobiegunowych. Ich praca jest wspomagana między innymi przez serię podobnych satelitów amerykańskich z serii NOAA JPSS. Przykładowo, podczas gdy nad Polską i innymi krajami Europy Centralnej satelity Metop przelatują kilka razy, mniej więcej w środku tutejszego dnia, seria  NOAA wykonuje podobne zobrazowania satelitarne tych samych obszarów późnym popołudniem oraz wczesnym rankiem.

MetOpy krążą na wysokości 817 kilometrów ponad Ziemią. Dzięki tak dobranej orbicie do kilku razy na dobę przesyłają do stacji odbiorczych zlokalizowanych w różnych krajach – w tym do naszej polskiej stacji odbioru danych satelitarnych w Krakowie należącej do IMGW-PIB - wysokorozdzielcze, szczegółowe zdjęcia powierzchni naszej planety. Dane te są wykorzystywane między innymi w monitorowaniu i  prognozowaniu pogody jak i  badaniach nad powierzchnią ziemi i składem chemicznym atmosfery.

MetOp-A był pierwszym europejskim satelitą meteorologicznym, który okrążył Ziemię od bieguna do bieguna na wysokości około 800 kilometrów, uzupełniając tym samym zasoby o dane znacznie wyższej rozdzielczości przestrzennej. Zbierane były nieprzerwanie przez satelity geostacjonarne z serii Meteosat – które, choć obrazują dany fragment Ziemi co 15 lub nawet 5 minut, to robią zdjęcia z wysokości aż 36 tys. kilometrów i zawsze znajdują się nad równikiem. Taka wysokość i taka orbita nie tylko nie pozwalają na uzyskanie dokładniejszych obrazów w przypadku Meteosatów, ale i uniemożliwiają fotografowanie obszarów polarnych Ziemi – ze względu na  jej krzywiznę i ograniczony zasięg obserwacji dla orbit geostacjonarnych.

Co ciekawe, początkowo zakładano, że każdy kolejny MetOp będzie zastępował swojego poprzednika. Okazało się jednak z czasem, że satelity te cechuje dobra jakość i wysoka żywotność – po latach MetOp-A i MetOp-B wciąż działają, a zbierane przez nie dane są użyteczne.

Celem misji Metop-C są obserwacje temperatur i wilgotności powietrza w troposferze, zawartości ozonu, tlenku węgla i innych gazów w atmosferze, właściwości aerozoli atmosferycznych, temperatur oceanów i wiatrów nad oceanami i wilgotności gleb na Ziemi. Co ciekawe, satelita ma także dodatkowy cel nie związany bezpośrednio z badaniami naszej planety – będzie również monitorował naładowane cząsteczki w przestrzeni kosmicznej.

Seria Metop jest dziś jednak przede wszystkim wciąż kluczowa z punktu widzenia badań pogody i klimatu. Dane zbierane codziennie przez satelity są dostarczane jako parametry wejściowe dla współczesnych modeli pogodowych, dzięki czemu precyzyjne prognozy pogody mogą być podawane nawet z wyprzedzeniem kilku godzin. Następcą serii będzie najprawdopodobniej nowa seria satelitów polarnych MetOp-SG (Second Generation), której umieszczanie na orbicie rozpocznie się około 2022 roku.

Udany start i pierwsze testy

Trzeci, najnowszy i zarazem ostatni Metop poleciał na ziemską orbitę z Europejskiego Portu Kosmicznego Kourou w Gujanie Francuskiej 7 listopada 2018 roku. Posiadający masę 4083 kg satelita został wystrzelony jako ładunek rakiety nośnej Sojuz 2. Start i lot odbyły się poprawnie.

Po około godzinie od startu górny stopień rakiety umieścił ładunek na właściwej orbicie. Kontakt z satelitą jako pierwsza nawiązała satelitarna stacja naziemna Yatharagga w Australii. Kontrolę nad nim przejął następnie zespół ds. operacji lotniczych ESA w Niemczech. Satelitę czekała najpierw trzydniowa faza pomocniczych operacji orbitalnych, a następnie – do końca stycznia 2019 roku – EUMETSAT we współpracy z ESA, CNES i NOAA przeprowadził prace konieczne do pełnego, orbitalnego uruchomienia satelity i jego wszystkich instrumentów mających zbierać dane w trybie operacyjnym.

Pierwszy obraz satelita przesłał na Ziemię w mniej niż tydzień po starcie. Ukazuje on kompozycję barwną RGB Natural Colors uzyskaną na bazie kanałów czujnika AVHRR 3a (1,61 µm), 2 (0,86 µm) i 1 (0,64 µm). Na zdjęciu ocean jawi się jako czarny, roślinność jest zielona, a pustynia przedstawiona jest w brązach i szarościach. Niskie (wodne) chmury są białe, a wysokie (lodowe) chmury – niebieskie.

Dane naukowe i produkty MetOp-C

Po zakończonych pomyślnie wstępnych testach i pracach naukowcy z EUMETSAT przetestowali różne produkty wyjściowe. Wiosną 2019 roku użytkownicy uzyskali dostęp do części produktów satelitarnych (m. in. obrazów z MetOp-C) w czasie rzeczywistym. Pierwsze dane naukowe z instrumentu Advanced Microwave Sounding Unit (AMSU-A) zaczęły być odbierane w 9 dni po pomyślnym umieszczeniu satelity na orbicie docelowej.

Od 02 lipca 2019 satelita ten jest w pełni operacyjny, a wszystkie jego systemy pracują sprawnie. Zapewniona jest m.in. transmisja bezpośrednia (AHRPT) i dostępność danych AMSU-A w czasie rzeczywistym, natomiast w czasie zbliżonym do rzeczywistego odbierane mogą być dane EARS i produkty tzw. poziomu 1 (Level 1) dla EUMETCast.

Możemy się więc spodziewać, że już niebawem satelitarne zobrazowania obszaru Polski z tego satelity będą dostępne na platformie projektu Sat4Envi. Znaleźć tam można będzie również nowe i archiwalne dane z wciąż funkcjonujących satelitów MetOp-A i B. Przykład takich danych poniżej – to mapa Polski z 13 czerwca, ukazująca charakterystyczne, wypiętrzone chmury i tworzenie się komórek burzowych nad zachodnią częścią kraju. Dla porównania pokazano mapę wyładowań burzowych dla tego samego dnia i dla zbliżonej godziny, pochodzącą z niemieckiego serwisu pogodowego Blitzortung oraz mapę produktu burzowego z nałożonymi wyładowaniami z detektorów naziemnych, wygenerowaną na bazie danych MSG z satelitów geostacjonarnych.