شعار نظام الأقمار الصناعية القطبية المشتركة (JPSS)
يُعدّ نظام الأقمار الصناعية القطبية المشتركة ( JPSS ) أحدث جيل من الأقمار الصناعية البيئية الأمريكية غير المتزامنة مع الأرض، والتي تدور في مدار قطبي. سيوفر JPSS البيانات البيئية العالمية المستخدمة في نماذج التنبؤ العددي بالطقس ، بالإضافة إلى البيانات العلمية المستخدمة في رصد المناخ. وسيسهم JPSS في تحقيق مهمة الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي الأمريكية (NOAA) ، وهي وكالة تابعة لوزارة التجارة . وستُحسّن البيانات والصور المُستقاة من JPSS دقة وتوقيت الإنذارات والتنبؤات العامة بشأن الظواهر المناخية والجوية، مما يُقلل من الخسائر المحتملة في الأرواح والممتلكات، ويُعزز الاقتصاد الوطني. وقد طوّرت وكالة ناسا نظام JPSS لصالح الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA)، المسؤولة عن تشغيله. ومن المُخطط أن يضم كوكبة أقمار JPSS ما بين ثلاثة إلى خمسة أقمار صناعية. سيتم إطلاق أقمار JPSS الصناعية، وستتم معالجة البيانات العلمية من JPSS، بواسطة نظام JPSS - Common Ground System (JPSS-CGS).
تبع ذلك إطلاق القمر الصناعي JPSS-1 في 18 نوفمبر 2017، أي بعد ثلاث سنوات من الموعد المتوقع عند منح العقد في عام 2010. [ 1 ] وفي 21 نوفمبر 2017، وبعد وصوله إلى مداره النهائي، أُعيد تسمية JPSS-1 إلى NOAA-20 . [ 2 ] أُطلق القمر الصناعي الثالث في 10 نوفمبر 2022 [ 3 ] ومن المقرر إطلاق قمرين صناعيين آخرين. [ 4 ] [ 5 ]
بالإضافة إلى ذلك، فإن تجربة نقل معايرة TSI، التي تم إطلاقها على متن القمر الصناعي 3 التابع لبرنامج اختبار الفضاء التابع للقوات الجوية الأمريكية (STPSat-3) في 19 نوفمبر 2013، هي أيضًا جزء من JPSS.
تاريخ
كان للولايات المتحدة برنامجان رئيسيان للأقمار الصناعية ذات المدار القطبي، وكلاهما بدأ في ستينيات القرن الماضي. وهما سلسلة أقمار POES (الأقمار الصناعية البيئية التشغيلية ذات المدار القطبي) التابعة للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA)، وبرنامج DMSP (برنامج الأقمار الصناعية للأرصاد الجوية الدفاعية) التابع للقوات الجوية الأمريكية. [ 6 ] أنشأ البيت الأبيض برنامج JPSS في فبراير 2010 [ 7 ] بعد إعادة هيكلة برنامج النظام الوطني للأقمار الصناعية البيئية ذات المدار القطبي (NPOESS) . قُسِّم مفهوم مدار القمر الصناعي الأصلي من برنامج NPOESS بين وكالتين راعيتين: أُسندت مسؤولية مدار ما بعد الظهر إلى الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA)، بينما كان من المقرر الحصول على القياسات البيئية من مدار الصباح من نظام الأقمار الصناعية للأرصاد الجوية الدفاعية (DWSS). أُلغي برنامج DWSS في أبريل 2012. وسيستمر الجيش في الاعتماد على كوكبة أقمار برنامج الأقمار الصناعية للأرصاد الجوية الدفاعية التابع للقوات الجوية (DMSP) حتى تصبح أقمار المتابعة لنظام الأرصاد الجوية جاهزة للعمل.
تم تكليف فريق مراجعة مستقل (IRT) بتقديم تقييم مستقل لمنظومة الأقمار الصناعية التابعة للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) بأكملها، بما في ذلك نظام JPSS. ونُشرت نتائج هذا التقييم في عام 2012. [ 8 ]
غاية
ستساهم صور البيانات التي تم الحصول عليها من نظام الأقمار الصناعية القطبية المشتركة في زيادة دقة وتوقيت التحذيرات العامة مثل التنبؤات بالمناخ والطقس والمخاطر الطبيعية، مما يقلل من الخسائر المحتملة في الأرواح والممتلكات ويعزز الاقتصاد الوطني.
يجب أن تُتاح البيانات من نظام JPSS مجانًا، من قبل حكومة الولايات المتحدة، للمستخدمين المحليين والدوليين، دعمًا لالتزامات الولايات المتحدة تجاه النظام العالمي لأنظمة مراقبة الأرض (GEOSS) .
الآلات الموسيقية
شركة Ball Aerospace تُجري اختبارات التكامل والأداء
ستحمل أقمار JPSS الصناعية مجموعة من أجهزة الاستشعار المصممة لجمع الملاحظات المتعلقة بالأرصاد الجوية والمحيطية والمناخية والجيوفيزيائية الشمسية للأرض والمحيطات والغلاف الجوي والفضاء القريب من الأرض.
يُجري هذا الجهاز عمليات رصد عالمية مرئية وتحت حمراء لمعايير الأرض والمحيطات والغلاف الجوي بدقة زمنية عالية. وقد طُوّر من جهاز MODIS الذي كان يُحمل على متن قمري Aqua وTerra التابعين لنظام رصد الأرض ، ويتميز بأداء أفضل بكثير من مقياس الإشعاع AVHRR الذي كان يُحمل سابقًا على متن أقمار NOAA الصناعية. [ 9 ]
جهاز قياس الصوت بالأشعة تحت الحمراء عبر المسار (CrIS)
يوفر ماسح ضوئي متعدد القنوات، مزود بـ 22 قناة، بيانات قياسات الغلاف الجوي اللازمة لاستخلاص بيانات درجة الحرارة والرطوبة لأغراض التنبؤات الجوية المدنية، بالإضافة إلى ضمان استمرارية هذه القياسات لأغراض رصد المناخ. وهو نسخة أخف وزنًا من جهازي AMSU و MHS السابقين اللذين تم استخدامهما على متن أقمار NOAA وNASA الصناعية، دون أي تحسينات في الأداء. [ 11 ]
تُوسّع مجموعة متطورة من ثلاثة أجهزة طيفية فائقة الدقة نطاق سجلات الأوزون الكلي وملامح الأوزون التي تمتد لأكثر من 25 عامًا. ويستخدم باحثو تقييم الأوزون وصناع السياسات هذه السجلات لتتبع حالة طبقة الأوزون . كما تُتيح الدقة الرأسية المُحسّنة لبيانات OMPS اختبارًا ومراقبةً أفضل للتفاعلات الكيميائية المعقدة المُسببة لتدمير الأوزون بالقرب من طبقة التروبوسفير. وتُساعد منتجات OMPS، عند دمجها مع تنبؤات السحب، في إنتاج تنبؤات أدق لمؤشر الأشعة فوق البنفسجية . [ 12 ] ويُواصل OMPS تقليدًا عريقًا في قياسات الأوزون من الفضاء، بدأ عام 1970 مع القمر الصناعي Nimbus 4، واستمر مع أجهزة قياس الأشعة فوق البنفسجية المُرتدة من الشمس (SBUV وSBUV/2)، ومطياف رسم خرائط الأوزون الكلي (TOMS)، وجهاز مراقبة الأوزون (OMI) على متن أقمار صناعية تابعة لوكالة ناسا والإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) وأقمار صناعية دولية أخرى. على مدى أكثر من 30 عامًا التي عملت فيها هذه الأجهزة، قدمت سجلاً مفصلاً وهامًا للغاية على المدى الطويل للتوزيع العالمي للأوزون.
جهاز سيريس قبل التثبيتيستشعر هذا الجهاز الإشعاع الشمسي المنعكس والإشعاع المنبعث من الأرض من أعلى الغلاف الجوي إلى سطح الأرض. وتُحدد خصائص السحب باستخدام قياسات متزامنة بواسطة أجهزة أخرى تابعة لمشروع JPSS، مثل جهاز VIIRS، مما سيؤدي إلى فهم أفضل لدور السحب ودورة الطاقة في تغير المناخ العالمي. [ 13 ]
كان من المقرر أن يقيس جهاز RBI ضوء الشمس المنعكس والإشعاع الحراري المنبعث من الأرض. وكان من المفترض أن تُكمل قياسات هذا الجهاز، الذي كان سيُطلق على متن الأقمار الصناعية JPSS-2 إلى JPSS-4، السجل الذي بدأه مشروع تجربة ميزانية إشعاع الأرض ( ERP) واستمر مع أجهزة CERES السبعة التي أُطلقت بين عامي 1998 و2017.تم إلغاء المشروع في 26 يناير 2018؛ وعزت وكالة ناسا ذلك إلى مشاكل فنية وتكاليف وجدول زمني، بالإضافة إلى تأثير الزيادة المتوقعة في تكاليف برنامج RBI على البرامج الأخرى. [ 14 ]
تجربة نقل معايرة الإشعاع الشمسي الكلي (TSI) (TCTE)
جهاز TCTE هو أداة لقياس الطاقة الشمسية المنبعثة. وقد تم تثبيته على متن القمر الصناعي STPSat-3 التابع لبرنامج اختبار الفضاء التابع للقوات الجوية الأمريكية، وأُطلق في 19 نوفمبر 2013 من مركز والوبس للطيران التابع لناسا ، في جزيرة والوبس، بولاية فرجينيا. وقد استفاد مشروع JPSS من هذه الفرصة لتوفير وسيلة منخفضة التكلفة للحفاظ على استمرارية عمليات رصد الإشعاع الشمسي الكلي (TSI).
ليبرا
يُعدّ جهاز Libera امتدادًا لأجهزة CERES، وقد سُمّي تيمنًا بـ Libera، ابنة سيريس، إلهة الزراعة الرومانية. سيرصد الجهاز ميزانية الإشعاع الأرضي، محللًا الإشعاع الشمسي الداخل إلى الغلاف الجوي للأرض، وكمية الإشعاع الممتص أو المنعكس أو المنبعث. يُعدّ هذا الأمر بالغ الأهمية لتحديد ما إذا كانت الأرض تشهد ارتفاعًا أو انخفاضًا في درجة حرارتها أو توازنًا حراريًا. سيساهم Libera في الحفاظ على سجل بيانات توازن الإشعاع الشمسي على مدى أربعين عامًا. [ 15 ]
العمليات
يُعرف نظام الاتصالات والمعالجة الأرضية لنظام JPSS باسم نظام JPSS الأرضي المشترك (JPSS CGS)، ويتألف من قسم القيادة والتحكم والاتصالات (C3S) وقسم معالجة بيانات الواجهة (IDPS). وقد طوّرت شركة Raytheon Intelligence and Information Systems (IIS) كلا القسمين. سيتولى قسم معالجة بيانات الواجهة (IDPS) معالجة بيانات الأقمار الصناعية لنظام JPSS لتوفير منتجات البيانات البيئية (المعروفة أيضًا باسم سجلات البيانات البيئية أو EDRs) لمراكز المعالجة التابعة للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) ووزارة الدفاع الأمريكية. وقد بدأ قسم معالجة بيانات الواجهة (IDPS) بمعالجة سجلات البيانات البيئية (EDRs) مع نظام NPP، ومن المقرر أن يستمر في ذلك طوال عمر نظامي JPSS و WSF-M .
تتولى وحدة القيادة والسيطرة والاتصالات (C3S) مسؤولية إدارة مهام نظام مراقبة الفضاء المشترك (JPSS) (وربما نظام مراقبة الفضاء العالمي WSF-M) بشكل عام، بدءًا من التحكم في الأصول الفضائية والأرضية وحالتها، وصولًا إلى ضمان تسليم بيانات عالية الجودة وفي الوقت المناسب من القطاعات الفضائية (SS) إلى نظام معالجة البيانات المتكاملة (IDPS) للمعالجة. إضافةً إلى ذلك، توفر وحدة القيادة والسيطرة والاتصالات الأصول الأرضية الموزعة عالميًا واللازمة لجمع ونقل بيانات المهمة والقياس عن بُعد والأوامر بين الأقمار الصناعية ومواقع المعالجة.
يجمع نظام JPSS الأرضي المشترك (CGS) بين برنامج الأقمار الصناعية البيئية القطبية المدنية التابع للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي ووكالة ناسا، ومشروع NPOESS التحضيري (NPP)، والأنظمة الأرضية لنظام الأقمار الصناعية للأرصاد الجوية الدفاعية التابع للقوات الجوية (DWSS) في نظام واحد مشترك يلبي احتياجات كل من الولايات المتحدة والشركاء الدوليين من الأقمار الصناعية لرصد البيئة من المدار القطبي.
الأقمار الصناعية
يوجد قمران صناعيان عاملان، NOAA-20 و NOAA-21 ، تم تصميمهما كجزء من JPSS، ولكن هناك قمران صناعيان آخران مرتبطان بالبرنامج.
يتميز مشروع Suomi NPP ، المعروف سابقًا باسم مشروع NPOESS التحضيري لنظام الأقمار الصناعية البيئية التشغيلية القطبية الوطنية ( NPP ) وNPP-Bridge، بتصميم مطابق تقريبًا لتصميم القمر الصناعي NOAA-20، ويشترك معه في بعض الأنظمة الأرضية، إلا أنه لم يُصمم كجزء من برنامج JPSS. وقد طُرح في الأصل كقمر صناعي تجريبي، وهو يدعم الآن عمليات الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) ووزارة الدفاع الأمريكية (DoD). أُطلق Suomi NPP من قاعدة فاندنبرغ الجوية في كاليفورنيا في 28 أكتوبر 2011 الساعة 09:48 بتوقيت غرينتش. [ 16 ] [ 17 ] ويُعد هذا الإطلاق أول استخدام عملي للنظام الأرضي لبرنامج JPSS وأجهزة الاستشعار الرئيسية الموجودة على متن القمر الصناعي NOAA-20، وقد ساهم في تقليل المخاطر ومنح فرصة تجريبية مبكرة لبرنامج JPSS.
تجربة نقل معايرة الإشعاع الشمسي الكلي
بالإضافة إلى ذلك، تُعدّ تجربة نقل معايرة الإشعاع الشمسي الكلي (TSI) ، التي أُطلقت على متن القمر الصناعي رقم 3 التابع لبرنامج اختبار الفضاء التابع للقوات الجوية الأمريكية ( STPSat-3 ) في 19 نوفمبر 2013، حمولة تجريبية ضمن نظام JPSS. وهي عبارة عن أداة تقيس الطاقة الشمسية المنبعثة، وقد أُطلقت كجزء من برنامج مشاركة الإطلاق لضمان استمرارية رصد الإشعاع الشمسي الكلي.
تم إطلاق القمر الصناعي NOAA-20 (JPSS-1) في 18 نوفمبر 2017. ويحمل القمر الصناعي NOAA-20 الأجهزة التالية: (1) VIIRS، (2) CrIS، (3) ATMS، (4) OMPS-N، و(5) CERES. [ 4 ]
تم إطلاق القمر الصناعي NOAA-21 (JPSS-2) في 10 نوفمبر 2022. ويستضيف القمر الصناعي NOAA-21 الأجهزة التالية: (1) VIIRS، (2) CrIS، (3) ATMS، و(4) OMPS-N. [ 4 ]
JPSS-4
من المقرر إطلاق JPSS-4 في عام 2027. [ 18 ] سيحمل JPSS-4 إصدارات محدثة من: (1) VIIRS، (2) CrIS، (3) ATMS، (4) OMPS-N و (5) Libera.
JPSS-3
من المقرر إطلاق القمر الصناعي JPSS-3 في عام 2032. [ 18 ] ومثل القمر الصناعي JPSS-4، سيحمل JPSS-3 نسخًا محدثة من: (1) VIIRS، (2) CrIS، (3) ATMS، و(4) OMPS-N
شركة نورثروب غرومان لأنظمة الفضاء الجوي (NGAS) ، ومقرها أزوسا، كاليفورنيا، هي الشركة المطورة والمنشئة لجهاز قياس الموجات الدقيقة بتقنية التكنولوجيا المتقدمة (ATMS)، وهو جهاز قديم تم استخدامه سابقًا في مهمة NPP. [ 21 ]
تتولى شركة نورثروب غرومان لأنظمة الفضاء الجوي (NGAS) في ريدوندو بيتش، كاليفورنيا، تطوير وبناء نظام السحب والطاقة الإشعاعية للأرض (CERES)، وهو جهاز قديم تم تشغيله سابقًا على أقمار نظام مراقبة الأرض التابع لناسا (EOS). [ 22 ]
شركة رايثيون
شركة رايثيون للاستخبارات وأنظمة المعلومات (IIS) في أورورا، كولورادو، هي المقاول الرئيسي لنظام الأرض المشترك (CGS) التابع لبرنامج أنظمة الفضاء المشتركة (JPSS)، والذي تم تسليم مكوناته الرئيسية اللازمة لتشغيل مركبة NPP الفضائية. وقد تم تركيب أنظمة معالجة بيانات الواجهة (IDPS) في مركزين لمعالجة البيانات تابعين للحكومة الأمريكية، والمعروفين باسم مراكز الأرصاد الجوية.
↑ "إعادة هيكلة النظام الوطني للأقمار الصناعية البيئية التشغيلية ذات المدار القطبي" (ملف PDF) . الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي . 1 فبراير 2010. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 14 فبراير 2013.
↑ "تقرير فريق المراجعة المستقل التابع للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA NESDIS)" (ملف PDF) . 1 يوليو 2012. مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 27 ديسمبر 2012.
↑ "مجموعة أجهزة قياس الإشعاع المرئي والأشعة تحت الحمراء". مركز غودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا. تاريخ الاسترجاع: 22 يونيو 2017.
↑ "وكالة ناسا تلغي إطلاق مجموعة أجهزة استشعار علوم الأرض المقرر في عام 2021" . NASA.gov . 26 يناير 2018. مؤرشف من الأصل في 26 يناير 2018. تم الاطلاع عليه في 28 يناير 2018 .