NISAR (радар NASA-ISRO с синтезированной апертурой) доставлен в Бангалор для последующего запуска

Индийская организация космических исследований (ISRO) получила от NASA спутник NISAR (радар NASA-ISRO с синтезированной апертурой), который был доставлен в Бангалор для последующего запуска.

Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) и Индийская организация космических исследований (ISRO) совместно разрабатывают радар с синтезированной апертурой (NISAR) с 2014 года. Ожидается, что этот спутник радиолокационной съемки будет запущен в сентябре 2023 года, будет отслеживать изменения на поверхности Земли, связанные с движением коры и ледяного покрова.

Возможности миссии

NISAR имеет два радара с синтезированной апертурой (SAR) на борту, L-диапазона (L-SAR) и S-диапазона (S-SAR), и станет первым спутником, использующим две разные радиолокационные частоты. Обе частоты проникают в облака и пологи леса, хотя более низкие частоты L-диапазона могут проникать в более густую растительность, поэтому поверхность Земли можно контролировать независимо от покрытия. Таким образом, L-SAR будет использоваться для наблюдения за ландшафтной топографией и сильно лесистыми районами. Более высокие частоты S-диапазона будут использоваться для мониторинга влажности почвы, особенно в полярных регионах, поскольку частоты S-диапазона менее возмущены ионосферой.


Технические характеристики


Оба инструмента будут наблюдать участок протяженностью 242 км. L-SAR будет обрабатывать частоты 1,25 ГГц с пространственным разрешением 3 - 48 м, в то время как S-SAR будет обрабатывать частоты 3,2 ГГц с разрешением 3 - 24 м. Разрешение каждого SAR зависит от режима наблюдения, который варьируется в зависимости от полосы пропускания и поляризации. NISAR будет следовать по солнечно-синхронной орбите с высотой 747 км и наклонением 98,4°. Он будет иметь период 100 минут и повторный цикл 12 дней. Космические и аппаратные компоненты NISAR реализует модифицированную шину космического аппарата ISRO I3K, которая прикреплена к 9-метровой радиолокационной антенной стреле, которая поддерживает отражатель радиолокационной антенны шириной 12 м. Это будет самая большая рефлекторная антенна, запущенная НАСА, и стала возможной благодаря ее созданию из проволочной сетки, которая будет раскладываться после запуска. NISAR сможет обеспечить частое глобальное покрытие, используя свою конструкцию SweepSAR. SweepSAR работает, передавая радиоволны на всю полосу, получая эхо от частей полосы в быстрой последовательности в течение тысячной доли секунды, а затем обрабатывая их одновременно и комбинируя их. Сигнал передачи посылается между принимаемыми эхо-сигналами.

NISAR является совместной миссией NASA-ISRO (Индийская организация космических исследований) по наблюдению за Землей с целью проведения глобальных измерений причин и последствий изменений поверхности земли. Потенциальные области исследований включают нарушения экосистем, коллапс ледяного покрова и опасные природные явления. Миссия NISAR оптимизирована для измерения тонких изменений поверхности Земли, связанных с движениями поверхности коры и льда. NISAR улучшит наше понимание ключевых последствий изменения климата и расширит наши знания о стихийных бедствиях. NISAR станет первой спутниковой миссией, которая будет использовать две разные радиолокационные частоты (L-диапазон и S-диапазон) для измерения изменений на поверхности нашей планеты менее сантиметра в поперечнике. Это позволяет миссии наблюдать широкий спектр изменений, от скорости потока ледников и ледяных щитов до динамики землетрясений и вулканов. На IAC (Международный астронавтический конгресс) в Торонто, Канада (29 сентября - 3 октября 2014 года), администратор NASA Чарльз Болден и К. Радхакришнан, председатель ISRO, подписали два документа о запуске спутниковой миссии NASA-ISRO для наблюдения за Землей и создания пути для будущих совместных миссий по исследованию Марса.

Согласно условиям нового соглашения, NASA предоставит миссии L-диапазон SAR (Synthetic Aperture Radar), высокоскоростную подсистему связи для научных данных, приемники GPS, твердотельный регистратор и подсистему данных полезной нагрузки. ISRO предоставит платформу космического корабля, SAR S-диапазона, ракету-носитель и связанные с ней услуги по запуску. Запуск NISAR запланирован на 2023 год. NASA изучало концепции миссии SAR в ответ на десятилетний обзор Национальной академии наук программы агентства по наукам о Земле в 2007 году. Агентство установило партнерские отношения с ISRO, которые привели к этой совместной миссии. Партнерство с Индией было ключом к достижению многих научных целей миссии.

Все научные данные NISAR (L- и S-диапазоны) будут в свободном доступе и открыты для общественности, в соответствии с давней политикой открытых данных NASA Earth Science. Благодаря своей глобальной стратегии приобретения, способности проникать в облако, высокому пространственному разрешению и 12-дневному повторяющемуся паттерну, NISAR обеспечит надежные, пространственно плотные временные ряды радиолокационных данных, которые станут уникальным ресурсом для изучения изменений Земли (таблица 1-1).



Таблица 1: Характеристики NISAR

Платформа космического аппарата предоставляется ISRO. Существует 24 модуля приема передачи L-диапазона (12 на поляризацию) и 48 модулей S-диапазона (изображение предоставлено: NASA/ JPL, ISRO). На рисунке 1 показана полностью интегрированная и развернутая система космической обсерватории. 12-метровый RAR (радиолокационный антенный отражатель) находится наверху, его поддерживает RAB (радиолокационная антенная стрела). Стрела прикреплена к RIS (Radar Instrument Structure), которая сама прикреплена к шине космического корабля ISRO I3K. По обе стороны от шины простираются две солнечные батареи с тремя панелями, каждая из которых вместе обеспечивает примерно 4 кВт мощности. Интеграция полезной нагрузки радара (интеграция L-диапазона и S-диапазона) будет происходить в JPL (Лаборатория реактивного движения NASA), а общая интеграция обсерватории будет происходить в ISAC (ISRO Satellite Center) в Бангалоре, Индия. Основные элементы системы проиллюстрированы на рисунках 1 и 2.

Масса космического аппарата ~ 2800 кг. Срок службы = 3 года (топлива на 5 лет). Используется модифицированная шина космического аппарата I3K ISRO. Управление проектом НАСА находится в JPL. Космический аппарат NISAR будет вмещать два полностью способных радиолокационных прибора с синтезированной апертурой (24 см с длиной волны L-SAR и 10 см с длиной волны S-SAR), каждый из которых спроектирован как отражатели с решеткой для работы в качестве систем сканирования SweepSAR на приеме широкой полосы. Сценарий сопоставления требует частой выборки по широким областям для создания временных рядов и снижения шума с помощью методов стекирования. Таким образом, требуется высокоскоростной прибор и системы нисходящей связи данных. Средняя пропускная способность предполагаемого нисходящего канала данных составляет порядка 26 Тбит/с, поддерживая приборы, которые могут производить в L-диапазоне от 72 Мбит/с в режиме с самой низкой пропускной способностью до более 1500 Мбит/с в наиболее требовательном режиме многополяризации с высокой пропускной способностью.