Для «исследователя гравитационного поля и установившихся океанических течений» — научно исследовательского спутника ESA «GOCE» нынешняя неделя может стать последней. Несмотря на то, что дни пребывания космического аппарата на околоземной орбите сочтены, захватывающий этап анализа данных полёта только начинается.
Оборудованный электростатическим гравитационным градиометром, предназначенным для изучения гравитационного поля Земли и её геоида, «GOCE» на протяжении более 4 лет находился на орбите, которая намного ниже орбит других научно-исследовательских спутников. Всё это время спутник чрезвычайно точно фиксировал изменения в гравитации Земли.
Результат – самая точная модель «геоида» среди когда-либо созданных, которая используется для понимания циркуляции океанических вод, уровня моря и динамики льдов.
Для получения самых точных данных относительно изменений гравитации, стрелообразный спутник был разработан для проведения исследований на чрезвычайно низкой орбите – всего 255 км выше поверхности Земли, что на 500 км ниже нежели большинство спутников мониторинга Земли.
В прошлом году ввиду низкого потребления топлива и относительно слабой солнечной активности, орбита «GOCE» была понижена на 20 км, что позволило повысить его чувствительность к гравитации Земли. Поскольку ионный двигатель реагирует даже на малейшие изменения сопротивления воздуха, учёные использовали его и измерения акселерометров для создания новой базы данных о плотности и скорости ветра в верхних слоях атмосферы.
Как объясняет Eelco Doornbos из Delft University of Technology, точные акселерометры, которые являются частью гравитационного градиометра, могут использоваться для идентификации аэродинамических сил, воздействующих на спутник.
Эти силы обусловлены «отрекошечиванием» молекул и атомов верхнего слоя атмосферы от поверхности спутника. Благодаря анализу данных аэродинамического сопротивления, учёным удалось получить ценную информацию о плотности верхних слоёв атмосферы и скорости ветра.
По словам Doornbos, поведение верхних слоёв атмосферы кардинально отличается от того, к чему мы привыкли на земле. Обычно изменения в плотности верхних слоёв атмосферы зависит от солнечной активности, то есть от фазы его 11-летнего цикла. С 2009 года, когда спутник был запущен, солнечная активность постепенно увеличивалась к своему максимуму, при том, что орбита «GOCE» сохраняла стабильную высоту и ориентацию относительно Солнца.
Doornbos отмечает, что ввиду этих условий, спутник представил уникальную возможность изучить зависимость между солнечной активностью, плотностью и скоростью ветра в верхних слоях атмосферы.
Измерение «GOCE» плотности атмосферы и скорости ветра
В течении первого года после запуска Солнце было необычно спокойно и колебания солнечной активности были весьма незначительными. Наблюдая за плотностью и ветром в этот период, профессор Jeffrey Forbes из University of Colorado пытался понять природу процессов взаимодействия между верхними и нижними слоями атмосферы.
По данным ESA, спутник «GOCE» сойдёт с орбиты Земли уже в будущую пятницу — 26 октября.
