TEMA BROJA

Dr Vladica Božić

Meteorologija / Primena veštačkih satelita

Prognoziranje iz orbite

Lansiranjem prvog veštačkog satelita “sputnjik 1” u Zemljinu orbitu, 4. oktobra 1957. godine, počela je nova epoha u istraživanjima Zemlje. Veštački sateliti su omogućili sistematsko praćenje, snimanje i analizu praćenje procesa i pojava na Zemlji u vremenu i prostoru, u različite svrhe. Među njima su se vrlo brzo pojavili meteorološki sateliti, vrsta satelita opremljenih uređajima za praćenje stanja atmosfere i trenutnih vremenskih prilika na Zemlji radi prognoze vremena, а snimljeni podaci se kasnije mogu koristiti i za potrebe klimatologije. Pored vizuelnog praćenja kretanje oblačnosti (oblačnog pokrivača) ili magle u atmosferi i praćenja kretanja vetrova i okeanskih struja, meteorološki sateliti mere temperaturu gornje strane oblaka i Zemljine površine i sadržaja vodene pare u gornjem sloju atmosfere, kao i energetske tokove (protona i elektrona emitovanih sa Sunca - Sunčev vetar) i zračenja koje emituje, apsorbuje ili reflektuje Zemlja i njena atmosfera.

Kao i svi drugi veštački sateliti, metereološki sateliti imaju nosač-korpus na koji su montirani: prostorna (žiroskopski ili troosno) stabilisana platforma sa mernim instrumentima, komunikacioni uređaji za prijem, obradu i slanje podataka, i napajanje (akumulatori i solarni paneli). Pored toga, postoji i sistem za orijentaciju koji dobija podatke o položaju satelita uz pomoć senzora ili žiroskopa. Za održavanje željenog stabilnog položaja ili za promene položaja, tj. orbite, sateliti su opremljeni malim raketnim motorima-potisnicima. Vek aktivnog rada satelita najčešće je određen količinom raketnog goriva u potisnicima.
Od mernih instrumenata, ovi sateliti su opremljeni kamerama koje snimaju oblačni pokrivač u vidljivom spektru u kratkim vremenskim razmacima, skenirajućim radiometrima za snimanje u infracrvenom spektralnom području - sa kojima je moguće merenje elektromagnetne energije u različitim frekventnim područjima i određivanje vertikalnog temperaturnog profila (sondiranje) atmosfere - instrumentima za posmatranje protoka elementarnih čestica u okolini satelita i Synthetic aperture radarima-SAR (radari sa sintetičkim otvorom blende) kojima se meri visina talasa i visina nivoa mora. Zahvaljujući ovim uređajima, iz satelita se mogu posmatrati prostorne, vremenske i ugaone promene snage elektromagnetnog zračenja Zemlje, reflektovanih ili emitovanih u atmosferu u različitim delovima spektra, i druge meteorološke pojave kojе utiču na stanje Zemljine atmosfere.

Podela satelita

U zavisnosti od putanje u odnosu na Zemlju, postoje dva osnovna tipa meteoroloških satelita: geostacionarni - koji lebde nad istim mestom na ekvatoru, i polarno orbitalni - koji se nalaze u polarnoj orbiti i pokrivaju celu Zemlju asinhrono.
Orbita geostacionarnih satelita se nalaze u ekvatorijalnoj ravni, na visini od približno 35.800 km iznad ekvatora, i njihova ugaona brzina i smer kretanja su jednaki rotaciji Zemlje. Satelit se nalazi iznad iste tačke na njenoj površini, što omogućava kontinualno praćenje stanja atmosfere i Zemljine površine okrenute prema njemu. Radi održavanja stabilnosti, ovi sateliti su cilindričnog oblika i rotiraju oko ose koja je paralelna osi rotacije Zemlje brzinom od oko 100 obrtaja u minuti. Opremljeni sa senzorima zračenja koji pokrivaju određene spektralne opsege solarnog (kratkotalasnog) i infracrvenog (zemaljskog) spektra.
Osim za istraživanja atmosfere i Zemlje u okviru svetskog Programa za globalno istraživanje atmosfere (GARP) pod pokroviteljstvom Ujedinjenih nacija, geostacionarni meteorološki sateliti služe i kao repetitori i releji za prikupljanje podataka sa automatskih meteoroloških stanica na tlu i morskim bovama, meteorološkim brodovima, avionima i slobodno lebdećim balonima. Danas je oko 18 ovih satelita postavljeno u ekvatorijalnoj ravni iznad Zemlje, na određenom razmaku  da bi se omogućilo istovremeno pokrivanje procesa u celoj atmosferi. Oni šalju slike koje su postale sastavni deo svakodnevne analize i vremenske prognoze pa, uz praćenje vremenskih promena, omogućavaju i otkrivanje područja nastajanja opasnih tropskih ciklona, uragana i tajfuna.

Meteorološki sateliti sa polarnom orbitom (putanjom) nalaze se najčešče na visini 600-1000 km od površine Zemlje, sa orbitom čija je ravan pod nekim uglom prema ekvatoru (inklinacija), što omogućava bliži nadzor Zemlje i njene atmosfere. Njihov obilazak oko Zemlje koji traje obično 90-100 minuta što im omogućava da ponovo posećuju određeno mesto na Zemlji svakog dana i u isto vreme, a pokrivaju i polarna područja koja nisu odgovarajuće pokrivena geostacionarnim satelitima. Sa ovim satelitima se dobijaju ne samo slike veće oštrine već i podaci o vertikalnom profilu temperature i vlage u atmosferi, kretanju oblaka... što je posebno značajno za otkrivanje stanja i promena u onim delovima Zemlje (okeani, nenastanjena pustinjska i polarna područja) gde nema redovnih merenja atmosfere pri tlu i na visinama. Ima ih oko 17 operativnih, kojima upravljaju SAD, Evropa, Kina i Ruska Federacija.

Sateliti sa polarnom orbitom

Početna odluka o izradi meteoroloških satelita bila je više vojna nego civilna, i u SAD i u SSSR-u. Ratno vazduhoplovstvo je, od početka pedesetih godina prošlog veka, razmatralo razvoj meteoroloških satelita koji bi im omogućili lakše dobijanje podataka o vremenu iza neprijateljskih linija - radi preciznog strateškog bombardovanja i kako bi osigurali da foto-izviđački sistemi ne fotografišu ciljeve prekrivene oblakom.
U SAD je, 17. februara 1959, lansiran prvi satelit koji je merio metereološke podatke. To je bio “vangard 2” koji je imao elipsastu polarnu orbitu sa perigejem (tačkom na putanji najbližoj Zemlji) od 559 km i apogejem (tačkom na putanji najudaljenijom Zemlji) od 3320 km, sa inklinacijom 32,88° i vremenom obilaska 125,8 minuta. Satelit je bio opremljen sa dve fotoćelije kojima je pratio raspodelu oblačnog pokrivača oko Zemlje u toku dnevnog dela njegove orbite. Međutim zbog toga što su baterije za napajanje, a time i misija trajali samo 19 dana, prvim pravim meteorološki satelitom smatra se “TIROS-1” (Television and Infra-Red Opservation Satellite - Televizijski infracrveni posmatrački satelit) lansiran takođe iz SAD, 1. aprila 1960. Ovaj satelit prečnika 1,07 m, dužine 0,48 m i mase 122 kg kretao se po kružnoj polarnoj putanji, na visini od 700 km sa inklinacijom od 48°, a vreme obilaska je bilo 99 min. Imao je dve TV kamere za snimanje u vidljivom delu spektra, sa kojima je snimao položaj oblaka i snimke slao u realnom vremenu na Zemlju. Sa ovim satelitom je počelo stalno praćenje pojava i procesa u atmosferi iz svemira, koji su dobijani mnogo jasnije i preciznije u odnosu na dosadašnje načine. “TIROS 1” je bio prethodnik serije od 9 satelita lansiranih do 1965, koji su, pored kamera, imali i senzore za infracrveno zračenje.

Posle ove, u periodu 1964-1978. lansirana je serija od sedam tro-osno stabilisanih satelita “nimbus” koji su bili veći i komplikovaniji od satelita TIROS. Prvi satelit iz te serije “nimbus 1”, mase 374 kg, imao je prečnik oko 1,5 m pri bazi, i dužinu 3,7 m. Lansiran je u avgustu 1964. Leteo je kvazipolarnom elipsastom putanjom (429 x 937 km) sa inklinacijom od 98,6° i za 98 minuta je obilazio Zemlju. Satelit je imao poboljšanu vidikon-kameru, uređaj za automatski prenos slike i infracrveni radiometer visoke rezolucije koji je noću merio temperature zračenja gornje strane oblaka i Zemljine površine, a istu opremu je imao i drugi satelit iz te serije. Treći satelit je za napajanje uređaja imao nuklearni izvor energije SNAP-19B2. “Nimbus 6” je sakupljao podatke pomoću 9 instrumenata koji su omogućavali izradu numeričkog modela atmosfere, a poslednji iz serije je sakupljao globalne podatke o zagađenju atmosfere.
Treća serija meteoroloških satelita ESSA (Environmental Survey Satellite) su lanisirani pod nadzorom Environmental Science Services Administration -Uprave za nauku o životnoj sredini. Ukupno je lansirano devet satelita u periodu 1966-1969, da bi zamenili satelite TIROS kojima je istekao radni vek a bili su im slični.

Čekajući energetske čestice Sunca

Sateliti ITOS (Improved TIROS Operational System - Poboljšani operativni sistem TIROS) ili TIROS-M su poboljšana serija metereoloških satelita serije TIROS. Od 1970. do sredine 1976. lansirano je 9 takvih satelita, koji su imali cilindrično telo prečnika 2 m, dužine 4 m i mase 1712 kg. Sateliti iz ove i kasnijih serija nose brojeve NOAA (eng. National Oceanic and Atmosphere Administration - Nacionalna uprava za okeane i atmosferu, SAD) jer su lanisirani pod njenim nadzorom. Putanja satelita je relativno kružna (1.432x1.472 km), gotovo polarna sa inklinacijom od 105° i sinhrona prema Suncu. Sateliti su bili opremljeni sa dve kamere za automatsko slanje snimaka čitave površine Zemlje koje su, pri prelazu iz dana u noć, prelazile sa snimanja u vidljivom delu na snimanje u infracrvenom delu spektra. Ovim satelitima za snimanje svetske mape oblaka trebalo je samo 12 sati, a mogli su emitovati podatke u realnom vremenu bilo gde se nalazili na različitim frekvencijama ili memorisati i naknadno emitovati. Te snimke na površini Zemlje direktno je primalo više od 800 relativno jednostavnih APT stanica, raspoređenih u sedamdesetak država. Od ostalih uređaja, imali su radiometar za merenje toplotnog zračenja Zemlje i instrumente za merenje Sunčevog fluksa zračenja.
Sledeći serija satelita TIROS-N/NOAA (TIROS Next generation - sledeća generacija TIROS) bila je pravouglog oblika, širine 1,88 m i dužine 3,7 m, mase 829 kg. Uspešno je lansirano 11 satelita u periodu 1978-2002. Uspešno su obilazili Zemlju skoro kružnom (829-845 km) polarnom orbitom sa inklinacijom 98,7°. Tehnološka poboljšanja integrisana u satelitski sistem obezbedila su slike veće rezolucije i više dnevnih i noćnih kvantitativnih podataka o životnoj sredini na lokalnom i globalnom nivou nego što je to viđeno kod dve ranije generacije TIROS-a. Kao i raniji TIROS sistemi, NASA je preuzimala odgovornost za satelit samo dok se ne pokaže da funkcioniše; a kada je satelit postao operativan, ime je menjano u NOAA. Sateliti serije TIROS-N/NOAA nosili su napredni radiometar vrlo visoke rezolucije (AVHRR) koji je merio dnevne i noćne temperature oblaka i površine mora, leda i snega. Satelit je nosio i sistem za sondiranja atmosfere (TOVS) koji je određivao vertikalne profile temperature i vodene pare od Zemljine površine do vrha atmosfere, i monitor za otkrivanje dolaska energetskih čestica koji je korišćen za predviđanja solarne oluje. Po prvi put je ovaj satelit nosio i uređaj za prikupljanje, obradu i čuvanje podataka sa balona i slobodno plutajućih morskih bova širom sveta i njihov prenos u postrojenje za obradu. Satelitske serije TIROS-N/NOAA i danas vrše svakodnevna posmatranja.

Prvo u vojne svrhe a potom...

Svemirski program SSSR-a na početku nije bio fokusiran na praktičnu primenu satelita već uglavnom na prestižne naučne projekte kojima su realizovani letovi čoveka u svemir ili ispitivane okolne planete. Jedan od razloga bilo je to što je, u prvim godinama ispitivanja svemira, Sovjetski Savez imao samo raketu nosač R-7, koja je projektovana za lansiranje teških nuklearnih bojevih glava na interkontinentalnim rastojanjima. Ona je bila jača od bilo koje američke rakete u to vreme, ali je bila pogodna za lansiranje samo relativno velikih satelita. Sa druge strane je, iako slabiji, raketni arsenal američkih oružanih snaga bio mnogo raznovrsniji i bolje prilagođen za lansiranje širokog spektra satelita različitih namena. Dodatno, pored svemirskog centra (kosmodroma) u Kejp Kanaveralu, na Floridi, od početka 1959. pušten je u rad i kosmodrom Vandenberg, u Kaliforniji, što je omogućilo povećanje inklinacije orbite satelita koje su se mogle postići - dok je Sovjetski Savez u dužem periodu jedino mesto za lansiranje satelita imao u Bajkonuru. To je omogućavalo samo uzan raspon azimuta lansiranja, pa se nisu mogle postizati orbite sa velikom inklinacijom koje su najpogodnije za metereološke satelite. Zbog toga je razvoj svemirskih sistema za posmatranje, komunikaciju i meteorologiju u Sovjetskom Savezu išao mnogo sporijim tempom nego u SAD-u.
To se promenilo kada se pojačao pritisak vojske da se proširi obim sovjetskih kosmičkih aktivnosti, što je u oktobru 1961. dovelo do odluke o razvoju meteoroloških satelita i za civilne i za vojne svrhe. Niz međunarodnih sporazuma o razmeni podataka sa metereoloških satelita, potpisanih početkom 1960-ih godina (program World Weather Watch-WWW iz 1963.) dao je dodatan podstrek razvoju metereoloških satelita u Sovjetskom Savezu. Već 1962. i 1963. godine Sovjetski Savez je lansirao 4 satelita serije “Kosmos” (“kosmos-4”, 7, 9, 15) opremljenih kamerama za snimanje i uređajima za prenos video-signala na Zemlju; snimci su se mogli korisiti i u metereološke svrhe. Nešto kasnije su ,na nekoliko izviđačkih satelita serije “Zenit” (“kosmos-45”, 65 i 92, lansirani septembra 1964, aprila i oktobra 1965) pored standarnih izviđačkih kamera bili instalirani i eksperimentalni metereološki uređaji za proučavanje donjih slojeva atmosfere sa primenom u meteorologiji. Potom su kao tehnološki demonstratori za metereološke satellite napravljena dva satelita serije “Omega” koji su lansirani sa kosmodroma “Kapustin Jar”. Sateliti su imali oblik cilindra sa dva poluloptasta kraja, prečnika 1,2 m, dugački oko 1,8 m i teški oko 300 kg. Lansirani su u orbite sa inklinacijom od 49°. Zbog relativno niske eliptične orbite (252 km x 499 km, odnosno 240 km x 613 km), orbitalni životni vek im je bio 4,5 meseca, odnosno 3,5 meseca.

Sve zamašnija usavršavanja

Prvi sovjetski samo meteorološki satelit bio je “meteor 1”, lansiran pod oznakom “Kosmos-44” tek u avgustu 1964. godine, više od četiri godine posle američkog. Satelit je lansiran sa kosmodroma Bajkonur u kvazipolarnu elipsastu orbitu 615x857 km, sa inklinacijom od 65°. Bio je težak oko 1.280 kg i sastojao se od gornjeg cilindra, koji je sadržavao prateće sisteme, i nešto tanjeg donjeg cilindra koji je nosio instrumente koji su napajani iz 2 solarna panela. Od instrumenata je nosio TV kameru za snimanje na dnevnom svetlu, skenirajući infracrveni radiometar za snimanje oblaka na noćnoj strani Zemlje (sa kojim je bilo moguće određivanje temperature vrhova oblaka i proučavanje pojava poput ciklona, tajfuna i atmosferskih frontova) i skup instrumenata koji se sastojao od dva uskougaona za merenje fluksa sunčevog zračenja u tri spektralna opsega i dva širokougaona detektora zračenja koji su proučavali čitav Zemljin disk (oko 1 milion km²). Od 1964. do 1968. godine ukupno je lansirano 10 satelita ovog tipa pod oznakom “kosmos”, a potom je od 1969. do 1978. lansirano još 25 satelita ovog tipa pod oznakom “meteor 1” (prva generacija). Kod kasnijih satelita iz ove serije, srednja visina leta povećana je sa 650 km na 850 km, a inklinacija promenjena na 81,2°. Prosečan životni vek je bio ograničen na 6-8 meseci jer su za održavanje položaja imala samo potisnike sa hladnim gasom.

Ovi sateliti su, sredinom 70-ih godina, zamenjeni drugom generacijom meteoroloških satelita “meteor 2”. Iako na prvi pogled slični svom prethodniku, to je bila potpuna nova unapređena serija satelita mase oko 1.300 kg, čiji je prosečan životni vek povećan na 1 godinu. Ovi sateliti leteli su na nesinhronim polarnim orbitama između 850 i 950 km, sa inklinacijom od 81-82º. Od instrumenata su imali: tri video i infracrvena skenera televizijskog tipa, petokanalni radiometar za skeniranje i radiometar (RMK-2) za merenje gustine fluksa zračenja u prostoru u blizini Zemlje. Iz ove serije ukupno je lansiran 21 satelit u periodu 1975-1993. U početku su sateliti lansirani raketama “vostok 2M”, da bi od početka 1982. godine lansiranja vršena raketama “ciklon-3”. Poslednji satelit iz ove serije “meteor 2 21” je, pored redovnog korisnog tereta, nosio i niz Fizoovih retroreflektora radi preciznog merenja položaja (i orbite) satelita pomoću lasera.

Iako se ideja o razvoju treće generacije sovjetskih hidrometeoroloških satelita pojavila početkom 70-ih godina, pravi razvoj serije satelita treće generacije započeo je početkom 1980-ih godina i bio zasnovan na seriji “Meteor 2”. Satelit je u osnovi bio cilindar prečnika 1,1 m i dužine 4,2 m, sa masom 2.150-2.250 kg, od čega su instumenati imali 500-700 kg, dok je životni vek bio 2 godine. Sateliti iz ove serije leteli su u nesinhronim polarnim orbitama 1.180x1.250 km sa inklinacijom od oko 82,5º, pa su imali i veću pokrivenost površine Zemlje od prethodnih. Od redovnih instrumenata imali su: dve TV kamere, dva napredna infracrvena radiometra za skeniranje, višekanalni spektrometar za određivanje ukupnog sadržaja ozona i instrument za merenje zračenja. Meteorološki podaci prenosili su se na četiri primarne lokacije u Sovjetskom Savezu, zajedno sa oko 80 drugih manjih lokacija. Posle lansiranja hibridnog satelita “meteor 2/3” novembra 1984, od oktobra 1985. do 1994. godine lansirano je još šest satelita iz serije “meteor 3” pomoću raketa nosača “ciklon 3” sa kosmodroma Pleseck. Pored standardnih instrumenata, šesti satelit iz serije je nosio i spektrometar za ozon (TOMS) koji je obezbedila NASA, sedmi francuski radiometar za skeniranje (SCARAB), nemački navigacioni sistem za mikrotalasno praćenje (PRARE) i niz retroreflektora.
Seriju “Meteor 3” trebalo je da zameni poboljšana serija satelita “Meteor 3M” ukupne mase 2.500 kg, sa heliosinhronom skoro kružnom polarnom orbitom na visini od 1.012 km, inklinicijom od 99,6º i vremenom obilaska 105,33 minuta. Satelit je bio opremljen sa tri seta instrumenata namenjenih za: metereologiju (MR-700M), naučna merenja (BKNA) i prirodne resurse (BIK-M1). Set za metereologiju se sastojao od optičkog telefotometra za dnevna osmatranja, infracrvenog radiometra za dnevna i noćna meteorološka osmatranja i dva ultraljubičasta spektrometra za proučavanje vertikalne raspodele ozona na nadmorskim visinama od 35 do 75 km.
Zbog finansijske krize u Rusiji i tehničkih problema sa američkim instrumentom SAGE-III koje je bilo predviđeno da nosi, lansiranje prvog satelita “meteor 3M” je, umesto 1998, realizovano decembra 2001, sa Bajkonura. Satelit je uspešno funkcionisao u svemiru do 6. marta 2006. godine kada je zbog kvara sistema napajanja prestala komunikacija. Posle toga je Rusija jedno vreme morala da kupuje podatke o vremenu od drugih agencija u svrhu prognoze vremena jer je cela serija od 4 satelita otkazana zbog nove generacije meteoroloških satelita koja je razvijana kao “Meteor M”.

Prvi satelit iz ove serije “meteor M 1” bio je cilindričnog oblika, prečnika 2,5 m i dužine 5 m, ukupne težine 2.700 kg, od čega je 1.200 kg bila masa instrumenata. Leteo je u heliosinhronoj orbiti 816x 821 km, sa inklinacijom od 98.8° i vremenom obilaska 101 minuta i bio je stabilizovan u tri ose. Od instrumenata imao je digitalnu TV kameru, multispektralni skener za globalno i regionalno mapiranje oblačnog pokrivača, višekanalnu skenirajuću jedinicu za nadgledanje površine Zemlje, snimač/sonda za određivanje profila atmosferske temperature i vlažnosti, i vetra na površini mora, SAR u X-opsegu za nadgledanje leda i heliogeofizički paket instrumenata.
Satelit je posle odlaganja od dve godine lansiran 17. septembra 2009, sa Bajkonura, raketom “sojuz-2-1b/fregat”. Njegova misija se završila 2014.
Drugi satelit, “meteor M 2” lansiran jula 2014. sa Bajkonura, i dalje šalje snimke iako je predviđeni životni vek 5 godina. Sledeći satelit “meteor M 2-1” lansiran sa kosmodroma Vostočni u novembru 2017. godine izgubljen je zbog greške u programiranju putanje, pri čemu je u isto vreme izgubljeno 18 manjih satelita iz drugih država. Jula 2019. godine sa istog kosmodroma lansiran je kao njegova zamena satelit “meteor M 2-2” ali je od decembra 2019. prestao da emituje signale, verovatno usled sudara sa nekim mikro-meteorom. Budućnost njegove misije ostaje neizvesna. Lansiranje sledećeg satelita iz ove serije “meteor M 3” je otkazano u maju 2019. godine zbog nedostatka sredstava i ne zna se kada će se realizovati.
Evropska svemirska agencija (ESA) je prvi polarno-orbitalni satelit serije “METOP”, namenjen numeričkom predviđanju vremena, lansirala u oktobru 2006. da bi, u septembru 2012. i novembru 2018. lansirala još dva. Sateliti dimenzija 6,2x3,4x3,4 m imali su masu 4.093 kg, od čega su instrumenti težili 812 kg; bili su lansirani u heliosinhronu kružnu orbitu na visini od 817 km, sa inklinacijom od 98,7°.

Geostacionarni sateliti

Planiranje geostacionarnih meteoroloških satelita začelo se u SAD-u, Evropi i Japanu početkom 1970-ih, da bi u septembru 1972. njihovi predstavnici i posmatrači Svetske meteorološke organizacije osnovali Odbor za koordinaciju geostacionarnih meteoroloških satelita (CGMS) koji je trebalo da uskladi njihov rad. SAD su lansirale prvi geostacionarni meteorološki satelit serije “SMS-1” (Synchronous Meteorological Satellite) u maju 1974. da bi u februaru 1975. lansirale i drugi “SMS-2”. Već u oktobru 1975. lansiran je prvi satelit serije “GOES” (Geostationary Operational Environmental Satellite) i postavljen na 49° W-zapadne dužine, koji je bio namenjen sakupljanju meteoroloških podataka za prognozu vremena, praćenje jakih oluja i meteorološka istraživanja. U junu 1977. lansiran je drugi (na 75° W), a juna 1978. godine i treći (na 15° W) satelit serije “GOES”.
Sateliti “SMS” su imali radiometar sa teleskopom za infracrvenu i vidljivu fotografiju visoke rezolucije i komunikacioni sistem za sakupljanje i slanje podataka. Sateliti “GOES” su im bili slični, ali su imali poboljšane komunikacione uređaje. Geostacionarni sateliti ove serije omogućuju kontinuirano posmatranje oblačnog pokrivača Zemlje na velikom prostranstvu danju i noći, merenje visine i debljine oblaka, određivanje brzine vetra na osnovi brzine kretanja oblaka, određivanje temperature Zemljine površine i od tla reflektovane energije, kao i dobijanja podataka o ravnoteži zračenja sistema Zemlja-atmosfera.

U julu 1977. lansiran je prvi japanski geostacionarni meteorološki satelit “himavari-1” (oznacen i kao “GMS”) na 140° E-istočne dužine, a u novembru 1977. godine i prvi evropski “meteosat” na 0°. Posle su lansirana još tri satelita “GOES”, dva “GMS” i jedan “meteosat”. Ovi sateliti, zajedno s planiranim satelitima Sovjetskog Saveza, postali su deo pomenutog programa WWW, kojem su pripadali i već lansirani američki i sovjetski polarni sateliti.
U Sovjetskom Savezu je, decembra 1972, doneta odluka o razvoju hidrometeorološkog sistema treće generacije, koji se sastojao od satelita serije “meteor 3” i geostacionarnih satelita pod nazivom “elektro”. Kada je u januaru 1973. godine postao i član “CGMS2-a, Sovjetski Savez je objavio da “do kraja 1978. planira da lansira sopstveni geostacionarni meteorološki satelit i postavi ga iznad Indijskog okeana, na 76° E. Programi “Elektro” i “Meteor-3” objedinjeni su kao program “Planeta” 1981, što je podrazumevalo da će oba koristiti istu zemaljsku infrastrukturu i tehnike obrade podataka, a planirani geostacionarni satelit je postao poznat i kao “planeta-S” ili “GOMS”. Međutim, prvi satelit “elektro 1” mase 2.580 kg i dimenzija 6,35x2,10x4,10 m lansiran je tek u oktobru 1994. Nikad nije bio popuno operativan a korišćen je do avgusta 1998.
Iako je sledeći satelit iz ove serije, “elektro 2” bio u poodmakloj fazi konstrukcije, program je obustavljen u korist nove serije satelita “elektro-L”. Prvi satelit nove generacije “elektro-L 1”, mase oko 1620 kg, lansiran je januara 2011. Sledeći satelit “elektro-L 2” je lansiran u decembru 2015. (dve godine kasnije nego što je prvobitno planirano), a treći satelit “elektro-L 3” lansiran je u decembru 2019 - svi sa kosmodroma Bajkonur. Zahvaljujući opremi, ovi sateliti su u stanju da obezbeđuju podatke koji se, osim prognoze vremena, koriste i za praćenje klimatskih promene i stanja okeana.

NASA je, do marta 2018, lansirala ukupno 17 satelita serije “GOES”, od koji su poslednja četiri operativna, a 6 je još uvek u orbiti ali su ili neaktivni ili su prenamenjeni. Evropska ESA lansirala je ukupno sedam satelita “meteosat” u periodu od novembra 1977. do septembra 1997, koji pomoću pretražnih radiometara daju slike Zemlje u vidljivom i infracrvenom delu spektra. Sateliti su bili prečnika 2,1 m, dužine 3,2 m i početne mase u orbiti 282 kg.
Prvi satelit druge generacije “Meteosat” - “MSG1” lansiran u avgustu 2002. imao je poboljšan 12-to kanalni radiometar (SEVIRI) i instrument za tačno merenje ravnoteže zemaljskog zračenje (GERB), odnosno ukupnog sunčevog zračenja i reflektovanih solarnih i emitovanih toplotnih zračenja. On svakih 15 min kontinualno šalje stanicama na Zemlji preko 200 podataka o stanju atmosfere, što je znatno veći broj u odnosu na prethodnu seriju. MSG sateliti su prečnika 3,2 m, dužine 2,4 m, mase 2000 kg i do sada ih je lansirano ukupno 4, poslednji u julu 2015. godine.

Japan, Kina i Koreja

Japan je do marta 1995. lansirao 5 satelita is prve serije “GMS” (Geostationary Meteorological Satellites) cilindričnog oblika prečnika 2,15 m, dužine 3,45 m i mase oko 320 kg. Sateliti su bili opremljeni sa dva tipa radiometara koji su mogli da snimaju danju i noću radi prognoze vremena, praćenja tropskih ciklona i meteoroloških istraživanja. Posle su, do novembra 2016, lansirana još 3 satelita iz druge (“MTSAT”) i 2 satelita iz treće serije.
Kina je razvoj geostacinarnih satelita počela 80-ih godina, da bi prvi takav satelit serije “Feng-Yun FY-2 A”, kao eksperimentalni, lansirala u junu 1997. i postavila na 105º istočne dužine. To je bio cilindrični satelit, prečnika 2,1 m, dužine oko 1,6 m i mase 593 kg, na čijem telu su se nalazile solarne ćelije za napajanje instrumenta, među kojima se nalazio i petokanalni skenirajući radiometer. Iz te serije lansirano je još 6 satelita od juna 2000. do decembra 2014. da bi, u decembru 2016. bio lansiran i satelit druge generacije “feng-yun FY-4”. Iz te serije su lansirani i sateliti sa polarnom orbitom.

Indija je u aprilu 1982. lansirala prvi geostacionarni višenamenski satelit za komunikaciju i meteorologiju “insat-A1”, posle čega je iz te serije lansirano još 9 satelita, a 2003. samo metereološki satelit “metsat 1”.
Južna Koreja je u maju 2005. godine lansirala geostacionarni metereološki satelit “coms” na 120° E, da bi u decembru 2018. lansirala satelit “geo-kompsat 2A”, a u februaru 2020. i “geo-kompsat 2B”.

Dr Vladica Božić

Kompletni tekstove sa slikama i prilozima potražite u magazinu
"PLANETA" - štampano izdanje ili u ON LINE prodaji Elektronskog izdanja
"Novinarnica"