TOPEX/Poseidon

TOPEX/Poseidon（英語：），全称地貌实验/海洋动力学综合监视与研究观测项目，亦称托佩克斯/海神卫星[2]、托佩克斯/波塞冬卫星[3]或T/P卫星等，是由美国宇航局和法国空间局联合研制、发射和运营的地球观测与测高卫星。其首要的任务目标是对全球海平面高度进行精密的测量，并对海洋环流及其与大气的相互作用进行研究。[4][5]TOPEX/Poseidon于1992年8月10日从法属圭亚那的圭亚那太空中心发射升空，星上载有两台雷达测高仪、一台微波辐射计，以及由GPS和DORIS组成的轨道确定系统。[6]TOPEX/Poseidon在轨道上正常运作了13年，总共绕地近62000圈，后于2005年因动量轮出现故障、失去机动能力而停止提供科学数据，最终在2006年1月18日终止任务。[7]

TOPEX/Poseidon
艺术家描绘的TOPEX/Poseidon想象图
任务类型地球观测
运营方美国宇航局
法国空间局
国际卫星标识符1992-052A
衛星目錄序號22076
网站TOPEX
TOPEX/Poseidon
任務時長13 年
航天器属性
發射質量2402 kg
功率2100 W
任務開始
發射日期1992-08-10 23:08 UTC
載具阿里亚娜 42P
發射場法属圭亚那
任務終止
停用日期2006-01-18
軌道參數
参考系地球
軌域LEO
離心率0.00000
近地點1322.00 km
遠地點1341.00 km
傾角66.500°
週期112.00 分
曆元1992-08-10[1]
TOPEX/Poseidon
 
TOPEX/Poseidon及其后续的Jason系列任务

TOPEX/Poseidon是迄今定轨精度和测高精度最高的卫星任务之一，亦是首个成功实现动态GPS连续跟踪的测高卫星。[8]:198该卫星以每10天一次的周期提供覆盖了95%的无冰海洋表面的海面高度、风速与海浪高度信息，这些信息被用于气象预报、海洋与气候研究、海上的工业与渔业等人类活动的管理、建立全球性的潮汐模型等，尤其是对海洋学的研究贡献巨大。[7][9]TOPEX/Poseidon及其后续任务表明，全球海平面在1993年至2017年间上升了7厘米。[10]

背景

卫星测高技术最早在1969年的固体地球和海洋物理大会上被提出，该技术的目的在于通过搭载在卫星上的雷达测高仪获取海面地形，从而研究影响海面地形的海洋物理机制。[11]美国航空航天局（NASA）在1970年代间进行了两项卫星测高技术的试验任务，包括GEOS-3和Seasat，这些任务证明出了卫星测高的可行性，并开始提供实用的测高数据集。到1980年代，法国空间局（CNES）开始设计搭载在SPOT卫星上的Poseidon测高仪，而NASA也计划在Seasat任务后进一步执行地貌实验任务（英語：，缩写：TOPEX）。1983年，NASA和CNES开始探讨将两项任务合并执行的可能性。两个机构后于1987年决定成立这一合作关系，并将其命名为TOPEX/Poseidon。这项合作任务将同时搭载NASA与CNES双方的仪器，并在圭亞那太空中心由阿里亚娜运载火箭发射升空。[12]

设备

TOPEX/Poseidon主要携带有如下设备：[4][13][14]

  • 双频DORIS系统接收机（缩写：DORIS）
  • GPS实验接收机（英語：，缩写：GPSDR）
  • 跟踪与数据中继卫星发射器（英語：）
  • 激光后反射镜阵列（英語：，缩写：LRA）
  • 单频固态高度计（英語：，缩写：SSALT），亦称单频波塞冬高度计（英語：）
  • TOPEX微波辐射计（英語：，缩写：TMR）
  • NASA雷达高度计（英語：，缩写：NRA）

任务

TOPEX/Poseidon的主要任务内容包括：[15]

成果

利用TOPEX/Poseidon提供的数据发表的研究成果至2006年任务结束时就已达2100多项，这类研究的科学应用与成就主要包括：[7]

  • 提供了首个描述洋流的季节变化与年变化的数据集
  • 使科学家对海平面上升状态的估计得到了更好的结果
  • 为潮汐在深层海水混合过程中所起的作用提供了新的认识
  • 为当时最准确的全球海洋潮汐模型提供了数据基础
  • 提供了首个能对海洋环流模型进行检验的全球数据集
  • 证明了GPS能以空前的精度确定航天器的位置，从而实现数据的快速传递


TOPEX/Poseidon在1997年探测到由厄尔尼诺现象引起的海面高度变化

TOPEX/Poseidon及其后续任务Jason-1对海平面上升的监测结果

根据TOPEX/Poseidon建立的潮汐模型分析出的M2半日潮分量

根据TOPEX/Poseidon的测高数据绘制的海洋动力地形图

后续任务

Jason-1是TOPEX/Poseidon的后续任务，其在2001年发射升空，并接续TOPEX/Poseidon的海面地形测量工作。[16]TOPEX/Poseidon与Jason-1共同执行了三年的串联飞行任务，对全球海平面进行了完全覆盖的两次测量，这使科学家得以对难以被单颗卫星发现的精细海面结构进行研究。在Jason-1之后，OSTM/Jason-2与Jason-3分别在2008年6月与2016年1月发射升空，后两者同时也是海面地形任务（英語：，缩写：OSTM）的一部分。[17][18]

相关条目

参考文献
  1. . nssdc.gsfc.nasa.gov. [2020-04-22]. （原始内容存档于2020-05-03）.
  2. 张文静. . 中国科学院. 2018-09-14 [2020-04-21]. （原始内容存档于2020-05-03）.
  3. 龚燃. . 国际太空. 2016, 0 (3): 33–38 [2020-04-22]. （原始内容存档于2020-05-03）.
  4. . ILRS. [2020-04-22]. （原始内容存档于2020-05-03） （英语）.
  5. . earth.esa.int. [2020-04-22]. （原始内容存档于2020-05-03） （英语）.
  6. . nssdc.gsfc.nasa.gov. [2020-04-22]. （原始内容存档于2020-05-03） （英语）.
  7. yvette. . www.nasa.gov. [2020-04-22]. （原始内容存档于2020-05-03） （英语）.
  8. 李征航; 魏二虎; 王正涛; 彭碧波. . 武汉大学出版社. ISBN 978-7-30-707574-0.
  9. Munk.W.: Testimony Before the U.S. Commission on Ocean Policy, April 2002, http://govinfo.library.unt.edu/oceancommission/meetings/apr18_19_02/munk_statement.pdf 页面存档备份，存于
  10. Greicius, Tony. . NASA. 2017-08-09 [2020-04-22] （英语）.
  11. (PDF). WASHINGTON, D.C.: NATIONAL AERONAUTICS AND SPACE ADMINISTRATION. 1970-04 [2020-04-30]. （原始内容 (PDF)存档于2020-05-03）.
  12. . www.aviso.altimetry.fr. [2020-04-30]. （原始内容存档于2020-05-03）.
  13. . nssdc.gsfc.nasa.gov. [2020-04-22]. （原始内容存档于2020-05-03） （英语）.
  14. . WMO OSCAR. [2020-04-22] （英语）.
  15. . sealevel.jpl.nasa.gov. [2020-04-24]. （原始内容存档于2020-04-28） （英语）.
  16. . NASA/JPL. （原始内容存档于2001-10-11） （英语）.
  17. . Eumetsat. （原始内容存档于2008-11-14） （英语）.
  18. . NASA JPL. （原始内容存档于2015-08-24） （英语）.

拓展阅读

外部链接
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