Warum wird NOAAs brandneuer Milliarden-Dollar-Wettersatellit blind?

Die ersten paar Monate im Weltraum eines sehr teuren Satelliten gehen sehr schief. Das Kühlsystem, das das Multi-Milliarden-Dollar-Gerät benötigt, um die Atmosphäre richtig zu beobachten, konnte nicht gestartet werden und ließ den Satelliten teilweise blind werden.

GOES-17, der Glitchy-Orbiter, ist ein brandneuer Satellit der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). Es ist das zweite in einer 11-Milliarden-Dollar-Familie von vier hoch auflösenden, hochmodernen Wettersatelliten, die die NOAA entwickelt hat, um die alternde Vorgängergeneration von geostationären Skywatchern zu ersetzen: GOES-13, GOES-14 und GOES-15. (GOES steht für Geostationary Operational Environmental Satellite.)

Jeder der vier Satelliten dieser Familie ist in der Lage, die Atmosphäre der Erde in bisher unerreichter Detailgenauigkeit zu beobachten, was das Potenzial hat, Sturmprognosen und andere Risikobewertungen zu verbessern. Der GOES-17-Zwilling GOES-16 wurde 2016 gestartet und ist bereits betriebsbereit. Seine Imager wurden in einer Region geschult, die sich von Amerika bis zur Westküste Afrikas erstreckt.

GOES-17, gebaut nach denselben Spezifikationen wie GOES-16, wurde im März mit der Aufgabe gestartet, Wettermuster in den westlichen Vereinigten Staaten und im Pazifischen Ozean zu überwachen. Aber, NOAA enthüllte in einer Aussage vom 23. Mai, als die Agentur Schritte unternommen hat, um den Satelliten online in Umlaufbahn zu bringen, ist ein Hauptproblem entstanden. Das Kühlsystem für den Advanced Baseline Imager (ABI) des Satelliten - das große Auge des GOES-17 für die Überwachung atmosphärischer Winde - "startete nicht richtig", und der Imager verbringt etwa die Hälfte jeden Tag blind. [GOES-S: NOAAs Wettersatellit der nächsten Generation in Fotos]

Der ABI soll Licht über 16 Kanäle des sichtbaren und infraroten Spektrums sehen, erklärten NOAA-Ingenieure in einer Pressekonferenz am 23. Mai. Aber um richtig zu sehen, muss es sehr kalt sein - 60 Kelvin (minus 352 Grad Fahrenheit oder minus 213) Grad Celsius).

Die ABIs auf GOES-16 und die japanischen Satelliten Himawari-8 und Himawari-9, alle in der gleichen Fabrik wie GOES-17 mit den gleichen Spezifikationen gebaut, haben diese Aufgabe gut gemeistert. Aber das Kühlsystem von GOES-17 scheint während der heißesten Zeit seines Tages kaputt zu gehen: Mitternacht. Zu dieser Zeit wird der ABI so warm, dass 13 dieser Kanäle - alle notwendig, um die Höhen der Winde in der oberen Atmosphäre abzubilden - nicht mehr funktionieren. (Drei Kanäle für sichtbares Licht arbeiten jedoch bei der höheren Temperatur weiter.)

Wenn geostationäre Satelliten, die etwa 22.000 Meilen (36.000 Kilometer) hoch sind, von der Sonne auf die andere Seite der Erde schwingen, blicken sie auf eine dunkle Erde. Doch wo sie sich auch befinden, jede Kamera, die sie auf die Erde gerichtet haben, zeigt auch direkt auf die Sonne, die ihre inneren Komponenten mit ihrer Energie überflutet. GOES-17, drei Monate nach einer sechsmonatigen Testphase, konnte seinen ABI nicht richtig abkühlen.

"Wie Sie sich vorstellen können, ist die [Troubleshooting the satellite] aus 22.000 Meilen Entfernung nur eine Herausforderung, wenn Sie nur die Daten im Orbit betrachten", sagte Steve Volz, NOAAs Hilfsadministrator für Satelliten- und Informationsdienste während des Telefonats. "Aber wir sind daran gewöhnt. Wir haben das in der Vergangenheit gemacht. Aber es wird einige Zeit brauchen, um herauszufinden, was die Ursache ist und ob es Ähnlichkeiten in den anderen Instrumenten gibt, die wir nicht bemerkt haben Vor."

Die Ingenieure sagten, dass das ABI-Problem alarmierend ist, aber es ist noch kein Notfall. Die ABI funktioniert immer noch etwa 12 Stunden am Tag, ebenso wie die anderen Instrumente des Satelliten. Selbst wenn es sich um eine totale Pleite handelt, wird es keine unmittelbaren Lücken in der Wetter-Satelliten-Abdeckung hinterlassen, sagten die Ingenieure. Sowohl GOES-13 als auch GOES-14 funktionieren, obwohl sie kurz vor dem Ende ihrer Entwicklungslebensdauer stehen, noch genug Treibstoff, um die GOES-17-Lücke bis 2025 zu berücksichtigen. Ebenso überschneidet sich Japans Himawari-Konstellation signifikant mit der GOES-17-Abdeckung.

Auf der Straße werden GOES-16 und GOES-17 zwei weitere identische Geschwister haben, die immer noch auf der Erde sitzen. GOES-T sollte 2020 starten und im Orbit warten, bis GOES-16 oder GOES-17 ausgetauscht werden mussten. GOES-U, das im Jahr 2024 starten soll, würde GOES-16 ersetzen und GOES-17 als Zweites sterben.

Die ABIs beider Satelliten wurden bereits gebaut, sagte Pam Sullivan, NASA's Flugprojektmanager beim GOES-Projekt. Das bedeutet, dass der Fehler, der GOES-17 unterlaufen hat, auch die neueren Satelliten betreffen könnte, aber es ist nicht zu spät, um einen zu reparieren. Und in Zukunft wird wahrscheinlich eines der beiden Raumfahrzeuge GOES-17 ersetzen - wenn auch vielleicht etwas früher als erwartet.

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