自2017年底进入地球静止轨道以来,飓风迈克尔、多里安、伊恩、妮可和伊达利亚均受到了美国国家海洋和大气管理局最强大卫星之一的密切监视。它的替代者正准备于本月晚些时候搭载SpaceX猎鹰重型火箭发射。

NOAA的飓风追踪GOES-U卫星即将由SpaceXFalconHeavy发射

GOES-U卫星是NOAA和NASA合作发射的第19颗地球静止环境作业卫星,自1975年发射第一颗卫星以来。它是最新版本的第四颗也是最后一颗卫星。前三颗卫星已经停在22,000多英里的高空,并已设置了宽视野站点,用于跟踪地球上的热带天气、火灾、闪电和其他危险天气。

最后一颗卫星被安置在AstrotechSpaceOperations有效载荷处理设施的一间简陋的白色洁净室中,该设施位于肯尼迪航天中心对面的河边。它已经加满燃料,等待装入SpaceX整流罩中,然后前往肯尼迪航天中心发射。发射时间定于6月25日下午5:16,发射窗口为两小时,这将是今年首次猎鹰重型火箭发射。

这四颗卫星都是NOAA所称的GOES-R系列的一部分,该系列是用于天气预报的最强大的卫星。

GOES-R于2016年发射,一年后就位,负责监测大西洋盆地。其姊妹卫星GOES-S于2018年发射,GOES-T于2022年发射,GOES-U将于今年发射。

美国国家海洋和大气管理局卫星项目主管帕姆·沙利文表示:“GOES-R系列卫星传输的数据比上一代多了60倍左右”,并大力推崇其主要工具——高级基线成像仪,“该成像仪每30秒就能拍摄一次现象照片”。

她说,它带来了实时预报,“并将其交到当地预报员手中,让他们准确地告诉您当时您所在社区发生的情况。”

其中包括首次在地球静止轨道上安装可操作的闪电测绘仪,每秒拍摄500张照片。

“这就是你在观察闪电时必须采取的速度,”她说。“这些数据正在传达给人们。它可以告诉他们雷暴何时加剧。它可以告诉他们飓风的增强情况,它还可以帮助追踪闪电引发野火的时间。”

GOES-R项目首席科学家丹·林赛(DanLindsey)表示,美国国家气象局和国家飓风中心依靠天气模型作为主要预报工具,而卫星正是为此而生。它们为“各地当前正在发生的事情”提供了最佳数据。

“它们会告诉你云在哪里,告诉你大气中的温度和水蒸气分布情况。然后它们会告诉你风在做什么,急流中的风有多强,诸如此类的事情,”他说。“了解现在的情况对于预测明天的情况至关重要。”

美国国家海洋和大气管理局估计,建造、发射和维护这一系列四颗卫星的总成本在70亿至80亿美元之间,预计使用寿命为10至20年。

沙利文说:“它们的寿命将很长,并且将真正帮助人们直到2030年代末。”

一旦进入太空,每颗卫星都会以数字的形式更名。GOES-R变成了GOES-16。NOAA已赋予它监视东半球(包括大西洋和加勒比海)的任务,该任务于2017年底在2018年大西洋飓风季节到来之前开始。因此它也被称为GOES-East。

另外还有一颗GOES-West卫星停在太空中观察太平洋,并有一颗备用GOES卫星,以防其中一颗出现故障。

随着GOES-U的发射,它将成为GOES-19,并于2025年4月接管GOES-East的职责。

总体而言,这四家公司提供的仪器都是一样的。卫星平台由洛克希德·马丁公司制造,而主要工具是先进基线成像仪,由位于墨尔本的L3HarrisTechnologies公司制造。

“你可以把它想象成一台相机,它能用16种不同的光谱带或颜色拍摄照片,包括可见光(眼睛能看到的)和红外线,”L3Harris的有效载荷架构师DanielGall说。“我们用它来拍摄云层和恶劣天气,追踪飓风、追踪强风暴。所以基本上,只要你在手机上打开应用程序,你就会看到图像,这些图像都来自我们的高级基线成像仪。”

不过,GOES-U卫星上的一个新设备是一台名为“紧凑型日冕仪”的仪器,用于观察太阳。它附在太阳能电池阵列上,将视线从地球移开,拍摄太阳大气层的外层,专门针对日冕物质抛射,例如5月份用地磁风暴轰击地球并让北极光更远的日冕物质抛射。

美国国家海洋和大气管理局空间天气观测办公室空间天气高级科学家吉姆·斯潘(JimSpann)表示,这将是第一个追踪这一现象的操作工具,目前这一现象主要由已有近30年历史的太阳和日光层观测站(SOHO)观测到。

“它已经过了它的寿命,”他说,同时还指出SOHO有长达八小时的间歇期无法观测太阳。“我们可以全天候观测太阳外层日冕。”

通过了解严重的地磁风暴何时来临,美国国家海洋和大气管理局可以向每个人发出警报,以便管理风暴造成的破坏。

“如果受到这些影响,我们的日子就会真的不好过,”他说。“这不仅会影响通讯,还会在电线上产生电流,如果真的发生严重的事故,整个东北地区的大部分地区都会被毁。”

NOAA希望这些卫星能够一直使用到新系列的地球静止轨道扩展观测卫星(GeoXO)建成。这些卫星的合同正在签订中,但至少要到2032年才会发射。不过,它们的使用寿命将延长到2050年代。

林赛说:“这将使我们度过许多人的退休年龄,进入未来,进入我们孩子的一代。”