ESA’nın CryoSat misyonu, kutup buz tabakalarının ve yüzen deniz buzunun kalınlığındaki kesin değişim oranını belirlemek için veri sağlıyor. Yılda 1 cm kadar küçük değişiklikleri tespit edebilme kapasitesine sahiptir. CryoSat’tan gelen bilgiler, Dünya’daki buz hacminin nasıl değiştiğinin daha iyi anlaşılmasına ve dolayısıyla buz ile iklim arasındaki bağlantının daha iyi anlaşılmasına yol açıyor. Kredi bilgileri: ESA – P. Carril
ESA’nın CryoSat uydusu, bir yakıt sızıntısının üstesinden gelmek için Kasım 2023’te yedek tahrik sistemine geçti ve potansiyel olarak görevini 5-10 yıl uzattı. Bu önemli uydu, CRISTAL gibi gelecekteki uydu tasarımlarına bilgi veren verileriyle, kutuplardaki buz değişikliklerinin ve küresel ısınmanın etkilerinin anlaşılmasına katkıda bulunuyor.
21 Kasım 2023’te ESA’nın CryoSat uydusu, yakıt sızıntısının görevi 2025’te sona erdirme tehlikesi yaratmasının ardından yedek tahrik sistemine geçti.
Takas, uydunun ömrünü 5 ila 10 yıl kadar uzatma potansiyeline sahip. Ancak yedek iticiler daha önce hiç kullanılmamıştı.
Eğer CryoSat’ın yörüngede geçirdiği 13 yıl boyunca bir şey onlara zarar vermişse, geçişten sonra görevin hemen sona ermesi ihtimali çok düşüktü.
Grönland ve Antarktika buz kütlelerini kaybederken, dünyadaki çoğu buzul da aynısını yapıyor ancak ne kadar buz döktüklerini ölçmek zor. ESA’nın CryoSat uydusu ve onun verilerini kullanmanın çığır açıcı yöntemi sayesinde bilim insanları, dünya çapındaki buzulların sadece 10 yıl içinde toplam %2 oranında küçüldüğünü keşfettiler. Bu toplamda 2720 Gigaton’a denk geliyor. Bunu Avrupa’nın en yüksek dağından daha büyük dev bir buz küpü olarak hayal edebiliriz. Kredi: ESA/Gezegensel Vizyonlar
CryoSat Nedir?
CryoSat, ESA’nın kutup deniz buzunun kalınlığını ölçmeye ve Grönland ile Antarktika’yı kaplayan buz tabakalarındaki değişiklikleri izlemeye adanmış uydusudur.
Görev yaklaşık 5 yıl sürecek şekilde tasarlandı. Şu anda yörüngede 13 yıldan fazla zaman geçirdi.
CryoSat Görev Müdürü Tommaso Parrinello şöyle konuştu: “2010’dan bu yana CryoSat, bilim adamlarının buzun iklimi düzenlemede ve küresel ısınmadan etkilenmede oynadığı önemli rolü göstermelerine yardımcı olmak amacıyla dünyanın her yerindeki kara ve deniz buzunu izlemek için Sentetik Radar Altimetresini (SAR) kullanıyor.” .
“CryoSat vermeye devam eden bir hediye. Küresel buz ve deniz seviyelerine ilişkin on üç yıllık iklim kaydı benzersizdir ve uzun süre böyle devam edebilir.”
Son görevde öne çıkanlar arasında Arktik Denizi buzunun yıl boyunca ilk kez haritasını ve Dünya’nın buzulları ve kutup buz tabakaları tarafından kaybedilen buz hacmine ilişkin şimdiye kadarki en doğru tahminlerimiz yer alıyor. Bu veriler iklim raporlarını ve politika yapıcıları bilgilendirmek açısından kritik önem taşıyor.
CryoSat’ın verileri aynı zamanda yeni buz izleme uydularının tasarımını da şekillendiriyor. Kopernik Kutup Buzu ve Kar Topografyası Altimetre (CRISTAL) görevi.
ESA’nın CryoSat buz haritalama uydusunun, uydunun kontrol odasındaki 1:30 ölçekli modeli. 21-22 Kasım tarihlerinde, bu fotoğraf çekilirken, ESA’nın görev kontrolündeki ekipler, birincil iticideki bir sızıntının görevi erken sona erdirme tehdidi oluşturması nedeniyle uyduya yedek itiş sistemine geçmesi talimatını verdik. Kredi bilgileri: ESA, CC BY-SA 3.0 IGO
CryoSat’taki Sorun Neydi?
Çoğu uydu, Dünya’nın veya evrenin son derece hassas ölçümlerini yapmak amacıyla, onları mükemmel yörüngede tutmak için düzenli manevralar yapar.
CryoSat uzayda manevra yapmak için sıkıştırılmış nitrojen kullanır. Gaz, bir yakıt tankında yüksek basınçta depolanır ve bir dizi boru ve valf aracılığıyla iticilere taşınır. İticiler gazı uzaya salarak uyduyu istenilen yöne doğru iter veya döndürür.
Yakıt tüketiminin CryoSat için sınırlayıcı bir faktör olması beklenmiyordu. Ancak 2016’da ESA’da CryoSat’ı uçuran operatörler Avrupa Uzay Operasyonları Merkezi Almanya’nın Darmstadt kentindeki (ESOC) uzay aracının 37 kilogramlık sıkıştırılmış nitrojeni beklenenden çok daha hızlı tükettiğini fark etti.
Kasım 2023 itibarıyla CryoSat’ın 13 kg yakıtı kalmıştır; iticilerin yörünge bakım manevraları ve durum kontrolü için kullanımına bağlı olarak olması gerekenden 13 kg daha az yakıt kalmıştır.
Yakıt deposu 5 kg’ın altına düştüğünde uydu artık işaret ettiği yönü güvenilir bir şekilde kontrol edemeyecek veya yörüngesini koruyamayacak.
Sızıntıya Ne Sebep Oldu?
CryoSat’ın nitrojen itici gazı, yüksek basınçta bir yakıt tankında depolanır. Bir basınç regülatörü, yüksek basınçlı havayı iticilerin kullanması için çok daha düşük basınca dönüştürür.
Uydu üreticisindeki uzmanlarla birlikte, AirbusESA ekibi, CryoSat’ın daha küçük itici iticilerinden birinin sızıntısının yerini belirledi.
İlk başta sızıntı oranı küçüktü ancak ilk birkaç yılda arttı ve CryoSat görevini 2025’te sona erdirecek sabit bir orana ulaştı.
Bunun bir açıklaması, bir yerde küçük bir çatlağın ortaya çıkması ve durmadan önce belli bir boyuta ulaşması olabilir. Ancak bu tür bir sorunu temelden teşhis etmek zordur ve kesin olarak bilmek de imkansızdır.
ESA’nın Kiruna istasyonu İsveç’in kuzeyinde, Kiruna’nın 38 km doğusunda Salmijärvi’de bulunmaktadır. CryoSat-2, Integral, Swarm trio ve Sentinel-1A dahil olmak üzere Dünya yörüngesindeki uydularla iletişim kurmak için 15 m ve 13 m çapında antenlere sahip iki gelişmiş terminale sahiptir. Kredi bilgileri: ESA
Uyduyu Nasıl Kaydettiniz?
CryoSat’ın yakıt deposuna bağlı ikincil bir yedek tahrik sistemi vardır.
21 Kasım 10:45 CET’te, CryoSat’ın devredilmesi üzerine ESOC operatörleri bu yedekleme sistemine geçiş işlemini başlattı Spitzbergen Adası’ndaki Svalbard istasyonu Ve ESA’nın İsveç’teki Kiruna istasyonu.
İlk olarak, ana iticileri bağlı bırakarak, CryoSat’ın uzaydaki 13 yıllık ömründe ilk kez, yedek itiş sisteminin ana valfini açtılar.
Almanya’daki ESOC’ta, CryoSat’ın uzay aracı operasyon mühendisleri ve Airbus ekibi, hem CryoSat’taki yedek tahrik sisteminde hem de Dünya’daki kontrol odasında basınç arttıkça ekranları izledi.
Yedekleme sistemindeki basınç istikrara kavuştu – bu da sistemin kendi başına önemli bir sorun yaşamadığını gösteriyordu – ve uydunun yerleşik bilgisayarına, fırlatmadan bu yana kullandığı ana iticiler yerine yedek iticileri kullanması talimatı verildi.
Ve sonra… sessizlik.
21-22 Kasım 2023’te, ESA’nın Darmstadt Almanya’daki ESOC görev kontrol merkezindeki ekipler, ESA’nın CryoSat buz haritalama görevine 5 ila 10 yıl kadar ekstra süre ekledi. Bu fotoğrafta, ESA ve CryoSat’ın üreticisi Airbus’un uzmanları, ana ve yedek tahrik sistemleri içindeki basıncı izlemek için bir ekranın etrafında toplanıyor. Kredi bilgileri: ESA, CC BY-SA 3.0 IGO
CryoSat, Afrika üzerinden güneye doğru uçarken, ilk kez yedek iticilere bağlanıp onları kullanırken yalnız kaldı.
CryoSat Uzay Aracı Operasyon Müdürü Jens Lerch, “CryoSat’ın yedekleme sistemi sağlam ve muhtemelen amaçlandığı gibi çalışacak” diyor. “Ve eğer geçiş sırasında ya da gelecekte herhangi bir noktada bir sorun yaşanırsa, uydu kendi başına birincil sistemine geri dönebilecek.”
“Fakat bundan emin olamadık. CryoSat’ın uzayda bulunduğu 13 yıl boyunca yedeklemeye ihtiyaç duyulmadı. Bu süre zarfında benzer bir sızıntıya maruz kalmış olabilir veya mikrometeoroid gibi bir şey tarafından hasar görmüş olabilir ve bizi bugün karşılaştığımız risklerin aynısına maruz bırakmadan daha önce test etmemizin bir yolu yoktu.”
Neyse ki 25 dakika sonra CryoSat ufkun üzerine çıktı. Antarktika’daki Troll yer istasyonu tamamen işlevsel.
Yedek konum kontrol iticilerinin düzgün çalıştığı doğrulandıktan sonra, sızıntıdan gaz akışını durdurmak için birincil iticilere giden ana valf kapatıldı.
Ertesi gün, yani 22 Kasım’da ESA’daki uçuş kontrol ekibi, yedek sistemdeki iki büyük iticiyi test etmek için bir ‘yörünge kontrol manevrası’ gerçekleştirdi.
Manevra sırasında veya sonrasında herhangi bir sorun bulunmadığından, CryoSat’ın yedek iticileri artık resmi olarak devreye alındı ve uydu, bilimsel faaliyetlerini on yılın sonuna kadar ve muhtemelen sonrasında da sürdürebilecek kapasiteye sahip.
Durun, sızıntı 2016’da tespit edildi. Bir şeyler yapmak için neden şimdiye kadar bekleyesiniz ki?
Lansmanından bu yana herhangi bir zamanda CryoSat, yerleşik bilgisayarının birincil sistemde ani bir büyük sorun tespit etmesi durumunda yedek tahrik sistemine geçme olanağına sahip oldu.
Ancak yavaş bir sızıntıya tepki vermek, uydu tarafından derhal ve hatta otonom olarak ele alınması gereken hızlı bir sızıntıya tepki vermekten daha zor bir kararı temsil ediyor.
CryoSat, 2016 ile 2023 yılları arasında yedi yıllık paha biçilmez buz haritalama verilerini topladı. Operatörler derhal yedek iticilere geçmiş olsaydı ve yeniden yapılandırma sırasında bir dizi pek olası olmayan sorun meydana gelmiş olsaydı, bu veriler hiçbir zaman var olmayacaktı.
Ancak ne kadar uzun süre beklerlerse, uzaya o kadar fazla yakıt sızıyor ve takas yaparak daha az yıl kazanabiliyorlardı.
21 Kasım 2023 bu iki unsuru dengeleyen gün olarak seçildi.
2027’de fırlatılması planlanan Copernicus Kutupsal Buz ve Kar Topografyası Altimetresi (CRISTAL), ilk kez, deniz buzu kalınlığını ve üzerindeki karı ölçecek ve izleyecek çift frekanslı bir radar altimetresi ve mikrodalga radyometresini taşıyacak. derinlik ve buz tabakası yükseklikleri.
Sırada ne var?
CryoSat’ın yedek iticilerine geçiş başarılı oldu. Ancak bunun görevi ne kadar uzatabileceğini henüz tam olarak bilmiyoruz.
CryoSat ekibi yalnızca önümüzdeki birkaç gün ve hafta boyunca yakıt rezervlerini izleyerek yedek sistemde daha küçük bir sızıntı veya sorun olup olmadığını bilecek.
En iyi durumda, bu operasyon insanlığın kutup buz kayıtları açısından çok değerli olabilir.
CryoSat, bazılarının “uydu altimetresinin altın çağı” olarak adlandırdığı dönemin önemli bir parçası olmuştur. Etkileyici bir filo arasında yer alan radar altimetresi, dünyanın her yerindeki buz ve su seviyelerini izleyebilmesi açısından benzersizdir.
CryoSat’ın doğal halefi CRISTAL’in birkaç yıl daha lansmanı planlanmıyor. CryoSat’ın gözlemlerinin genişletilmesi aradaki boşluğu dolduracak ve değişen küresel buzla ilgili şimdiye kadar sahip olduğumuz en uzun kesintisiz rekoru koruyacaktır.
Bu arada, yeni bir işbirliği NASATahminlerimizde belirsizliğin önemli bir nedeni olan buz üzerindeki karı haritalamak için ICESat-2 ve CryoSat’ın yörüngelerini birleştiren buz izleme uydusu ICESat-2, buz izleme uydusunu iyileştirebilir. kesinlik buz hacminin uydu ölçümleri daha da ileri gidiyor.
Bulgular, CRISTAL dahil gelecekteki buz görevlerine de doğrudan uygulanabilecek.
CryoSat’ın yalnızca deniz buzunu ve kara buzunu değil aynı zamanda kutup okyanuslarını, kıyı okyanuslarını ve iç suları da kapsayan veri ürünlerindeki tutarlı iyileştirmeler sayesinde, ESA’nın buz misyonunun hâlâ sunabileceği çok şey var.