ESA – 20. díl – Formule 1 na oběžné dráze

GOCE

Ačkoli se valná většina hmoty zemské atmosféry nachází pouhých několik kilometrů nad povrchem naší planety, její nejřidší vrstvy sahají stovky kilometrů vysoko. Stopy plynného obalu Země dokonce dokážeme detekovat i několik tisíc kilometrů nad povrchem. Tento fakt přímo ovlivňuje použitelnost satelitů na nízkých oběžných drahách. Mnohé družice se totiž potřebují dostat co nejblíže k zemskému povrchu kvůli maximalizaci rozlišovacích schopností palubních přístrojů. Na druhou stranu by ale měly zůstat raději co nejvýš, aby je ojedinělé částice atmosféry nebrzdily a nesnižovaly tak jejich rychlost a tím pádem i oběžnou dráhu. Mezi těmi nejníže pohybujícími se oběžnicemi Země zaujímá speciální místo jeden rekordman. Družice, která vypadá zcela jinak než všechny ostatní. Družice, jejíž design využíval některé prvky letadel. Družice, která se pohybovala na samotné hranici zániku – evropský průzkumník zemského gravitačního pole GOCE.

Gravitace je síla, která ovlivňuje naprosto vše, co celý den děláme, aniž bychom si to uvědomovali. Je s našimi životy provázaná tak úzce, že si lidé její přítomnost stovky a tisíce let ani neuvědomovali. Prvním člověkem, který pochopil její existenci a vědecky ji popsal, byl na přelomu 17. a 18. století Sir Isaac Newton. Pro dnešní praktickou aplikaci však Newtonův zákon všeobecné gravitace nestačí. Země totiž není hmotným bodem a zemské gravitační pole vykazuje značné nepravidelnosti. Ty jsou způsobeny množstvím různých faktorů. Vlivem rotace planety a vznikající odstředivé síly je například vzdálenost od povrchu planety k jejímu středu na pólech menší než u rovníku, protože je Země zploštělá. Dále není povrch planety všude stejný. Máme zde rozlehlá a vysoká pohoří stejně jako nekonečné rovinné nížiny. V oceánech se navíc pohybují enormní masy vody, které neustále mění výšku hladiny a rozložení napříč planetou. Dále má na tvar zeměkoule značný vliv náš Měsíc, který díky své přitažlivost způsobuje vyboulení nejen hladiny světových moří a oceánů, ale také zemské kůry, a to vždy na obou stranách planety na spojnici Země-Měsíc. Lokální gravitační pole může změnit dokonce i taková zdánlivá maličkost jako je stavba vysokého domu. V neposlední řadě je samozřejmě významným faktorem nehomogenní rozložení hmoty Země.

Vše výše uvedené způsobuje nerovnoměrné rozložení gravitačního pole, které ovlivňuje mnoho oblastí lidské činnosti. Tou, která nás na našem webu zajímá nejvíce, je pochopitelně ovlivňování satelitů na oběžných drahách. Znalost přesného gravitačního pole nám však také pomůže lépe porozumět vnitřní stavbě planety a především nám poskytne kvalitní základ pro klimatologii a oceánologii nebo studium pohybu ledovců.

Mapování globálního gravitačního pole však nebylo možné až do nástupu kosmického věku. Sputnik tedy odstartoval novou éru vědeckého bádání a nám se otevřely zcela nové možnosti. Jednou z nejvyšších vědeckých priorit bylo mapování globálního gravitačního pole. První etapa této činnosti trvala přibližně 40 let a už tehdy hrála Evropa, coby rodící se kosmická velmoc, klíčovou roli na poli tohoto bádání. Výzkum probíhal kombinací geodetických satelitů pracujících na bázi Dopplerova jevu, optického či laserového měření a pozemních měření.

S novými technologiemi přišly v 90. letech nápady, jak dosažená měření zpřesnit o několik řádů a vědci začali pracovat na návrzích nový družic. Německý CHAMP vypuštěný v roce 2000 využíval velice přesného přijímače GPS, který udával polohu přístroje vůči pozemním sledovacím stanicím. Akcelerometr se pak staral o měření negravitačních vlivů, jako je odpor atmosféry či nerovnoměrný ohřev slunečním zářením. Americké satelitní duo GRACE, jež odstartovalo v roce 2002, pracuje na podobném principu, avšak navíc využívá přesná měření vzájemné polohy dvou satelitů, čímž získaná data ještě více zpřesňuje. Evropská kosmická agentura ale mezitím chystala družici mnohem ambicióznější a přesnější.

Kontrola solárních panelů GOCE během závěrečné fáze testování v holandském ESTECu.

Kontrola solárních panelů GOCE během závěrečné fáze testování v holandském ESTECu.
Zdroj: http://www.esa.int/

V roce 1996 byly vybrány čtyři projekty pro následnou studii, ze které pak v roce 1999 jako vítěz vzešla družice GOCE (Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Mission). Ta se stala první misí programu Living Planet, který se zaměřuje na studium naší domovské planety. Jako primární kontraktor pro stavbu družice byla v lednu 2001 vybrána italská firma Thales Alenia Space (tehdy Alenia Spazio), která získala zakázku na 149 milionů eur. Dále se na stavbě podílela německá firma EADS Astrium a francouzská firma ONERA. V prosinci 2003 byl vybrán také dopravce, který vyšle GOCE na oběžnou dráhu. Byla jím německo-ruská firma Eurocot využívající upravené třístupňové mezikontinentální vojenské rakety SS-19 pojmenované Rokot. Náklady na konstrukci a vypuštění na oběžnou dráhu se nakonec vyšplhaly na 289 milionů eur.

K tomu, aby mohla družice získat co nejpřesnější měření, musela obíhat Zemi tak nízko, jak jen to bylo možné. Ve výškách pod 300 kilometrů jsou však oběžné dráhy velice nestabilní kvůli větší hustotě atmosférických částic a životnost satelitu na takovéto oběžné dráze se počítá na dny, maximálně týdny. Tento fakt konstruktéři vzali v potaz a navrhli GOCE tak, aby mohla stabilně obíhat na velice nízké orbitě. Konstrukce satelitu je tedy bez přehánění něčím zcela unikátním. Družice má protáhlý šípovitý tvar pro minimalizaci čelní plochy, a dokonce i svislé aerodynamické plochy, což je prvek používaný u strojů pohybujících se v atmosféře a u vesmírného stroje je to skutečná rarita. GOCE si tak i v nebezpečném prostoru vyšší termosféry dokáže udržet stabilitu. Avšak sebevětší stabilita by jí neuchránila před postupným brzděním, a proto byla družice vybavena iontovým motorem pro kompenzaci brzdných sil vyvolaných nárazy do částic atmosféry a tlakem slunečního záření. Volba tohoto typu pohonu byla ideální zejména ze dvou důvodů: 1) Pro účel sondy GOCE je malý nepřetržitý tah iontového motoru zcela vyhovující a v kombinaci s vysokým specifickým impulsem dokáže zajistit kompenzaci negravitačních sil po velice dlouho dobu. 2) Na rozdíl od chemických motorů nedochází u těch iontových k vibracím, které by nepříznivě ovlivňovaly vysoce citlivá měření.

Pohled na dva iontové motory GOCE před připojením k hornímu stupni Briz-KM.

Pohled na dva iontové motory GOCE před připojením k hornímu stupni Briz-KM.
Zdroj: http://www.esa.int/

U tak unikátní a pokročilé mise, jako je GOCE, bylo potřeba, aby soustava senzorů se satelitem vytvořili jedno kompaktní měřící zařízení. Satelit samotný totiž dokáže fungovat také jako detektor. Hlavními instrumenty na palubě pak byl historicky první vesmírný gradiometr pro měření prostorové změny gravitačního pole, vysoce citlivý GPS přijímač a laserový odražeč pro měření přesných parametrů oběžné dráhy pomocí pozemních laserů. Aby gradiometr mohl pracovat správně, musí se satelit nacházet ve stavu maximálně se blížícím stavu beztíže. Pokročilý systém kompenzace odporu atmosférických částic a slunečního záření je tedy klíčovým faktorem pro úspěšná měření. K tomuto účelu GOCE používal dva iontové motory (jeden jako záloha) s měnitelným tahem 1 – 20 milinewtonů, které automaticky reagovaly na aktuální negravitační vlivy.

Odpor atmosféry a tlak slunečního záření ale nejsou jedinými negravitačními vlivy narušujícími stav beztíže družice. Další negativní vlivy může způsobovat i satelit sám a konstruktéři museli počítat i s takovými faktory jako jsou vibrace a mikro-pohyby způsobené pohyblivými součástkami, náhlým uvolněním napětí způsobeným rozdílnou teplotní roztažností materiálů, induktivními elektromagnetickými silami, prouděním a pohybem kapalin a plynů, atd. Kromě klasických strukturálních, vibračních, izolačních a elektronických testů tak bylo nutné velice důkladně hledat všechny potenciální zdroje nežádoucích zvuků. Můžeme tak říci, že GOCE je bezkonkurenčně nejtišší družicí vyrobenou Evropskou kosmickou agenturou.

Srdce celého satelitu - první vesmírný gradiometr.

Srdce celého satelitu – první vesmírný gradiometr.
Zdroj: http://www.esa.int/

Gradiometr, který byl hlavním palubním přístrojem, je zařízení měřící rozdíly ve zrychlení ve všech třech osách mezi dvěma oddělenými masami materiálu uvnitř satelitu. Rozdíly pak reflektují rozdílnou přitažlivou sílu zemské masy. Negravitační síly působící na satelit, jako je odpor atmosféry nebo tlak slunečního záření, pak podobným způsobem ovlivňuje tři palubní akcelerometry. Tato zrychlení jsou pak od celkových výsledků odečtena stejně jako negativní vlivy rotace satelitu s tím, jak obíhá kolem Země a stále přitom udržuje stejnou orientaci vůči povrchu pod sebou. Gradiometrická měření byla dále doplňována lokací globálního navigačního systému GPS. Touto technikou byly detekovány efekty gravitačního pole na oběžnou dráhu. V neposlední řadě pak bylo k ověřování oběžné dráhy stanovené pomocí GPS využíváno nezávislého laserového zaměřování GOCE s centimetrovou přesností.

 

Páteř satelitu tvořila osmiúhelníková platforma z uhlíkových kompozitů o délce lehce přes pět metrů a průměru 90 cm, která byla rozdělena na sedm platforem, z čehož dvě zabíral gradiometr umístěný uprostřed v těžišti satelitu. Dva pevné solární panely formující šípovitá křídla měly rozpětí 2,2 m. Ty byly doplněny dalšími články přímo na těle družice a lithium-iontovým akumulátorem o kapacitě 78 Ah. Kvůli konfiguraci satelitu a zvolené oběžné dráze byly solární panely vystaveny extrémním výkyvům teplot. Pro jejich konstrukci tak byly zvoleny materiály schopné odolávat teplotám od -170 do +160°C. Celá elektrická soustava pak na konci plánované životnosti GOCE poskytovala 1,3 kW elektrické energie, přičemž vyžadováno bylo 0,95 kW. Jak už bylo řečeno, o pohon se starala dvojice iontových motorů Kaufmanova typu usazených v podélné ose družice, jejichž tah byl regulovatelný od 1 do 20 mN. Ty měly k dispozici 40 kg xenonu. K udržování orientace v prostoru sloužil tzv. magnetorquer, resp. soustava několika těchto zařízení. Jedná se o systém využívající elektromagnetické cívky vytvářející magnetické pole, které díky reakci se zemským magnetickým polem vytváří požadovaný točivý moment. Na rozdíl od hojně využívaných gyroskopů nevytváří magnetorquer pro GOCE tak nepříjemné vibrace díky absenci pohyblivých částí. Zcela unikátním doplňkovým prvkem pro udržování aerodynamické stability pak byly vodorovné stabilizátory v zadní části družice. Pro získávání údajů o poloze satelitu v prostoru bylo kromě využívání zmíněného systému GPS a laserového zaměřování využíváno také klasických hvězdných senzorů. V neposlední řadě pak satelit disponoval tryskami na zchlazený dusík s měnitelným tahem v rozmezí 0-1 mN. Ty se však nepoužívaly pro manévry ale pro kalibraci gradiometru. Na každém křídle se nacházela jedna komunikační anténa v pásmu S. Jedna tedy směřovala k Zemi a druhá od Země. Dohromady tak zajišťovaly sférické pokrytí. Dvě antény GPS přijímače (schopné pracovat i se systémem Glonass) pak byly umístěny na křídle směřujícím od Země. Celý satelit a zejména jeho přední část byl navíc opatřen speciální vrstvou chránící před silným prouděním atomárního kyslíku, který by jinak způsoboval rychlou erozi materiálů.

Start rakety Rokot z kosmodromu Plesetsk.

Start rakety Rokot z kosmodromu Plesetsk.
Zdroj: http://www.russianspaceweb.com/

Start GOCE byl původně plánován na 15. května 2008. Vlivem několika odkladů se na svou sebevražednou oběžnou dráhu družice vydala až 17. března 2009 z kosmodromu Plesetsk na vrcholku ruské rakety Rokot. Den předtím byl přitom start zrušen pouhých 7 sekund před plánovaným zážehem z důvodu závady na rampě.  Startovní hmotnost satelitu byla 1050 kg a plánovaná životnost činila 20 měsíců. Počáteční oběžná dráha byla heliosynchronní téměř kruhová dráha se sklonem 96,7° a výškou 255 km. To je přibližně o 500 km níže, než je běžné pro satelity snímkující Zemi! Nicméně nízká solární aktivita a dostatečné zásoby paliva umožnily GOCE svou již tak nízkou oběžnou dráhu v roce 2012 snížit ještě více. Družice tak několik měsíců kroužila kolem Země ve výšce pouhých 235 km, což umožnilo ještě více zpřesnit naměřená data.

Hlavní úkoly mise se dají shrnout do třech bodů. 1) Zmapování geoidu s přesností 1-2 cm. 2) Zpřesnění gravitačních anomálií s přesností 1mGal (1 mGal = 10-5ms-2). 3) Dosažení prvních dvou bodů s prostorovým rozlišením lepším než 100 km.

Barvy na obrázku reprezentují odchylky ve výšce (-100 až +100 m) od ideálního geoidu. Modrá představuje nízké hodnoty, červená/žlutá pak vysoké.

Barvy na obrázku reprezentují odchylky ve výšce (-100 až +100 m) od ideálního geoidu. Modrá představuje nízké hodnoty, červená/žlutá pak vysoké.
Zdroj: http://www.esa.int/

Výsledky získané družicí GOCE mají pozitivní vliv na široké spektrum oblastí. Jmenujme například geodezii, která se zabývá mapováním zemského povrchu ve prospěch nespočtu dalších aplikací. Zatímco měření zemského povrchu může být prováděno čistě geometricky, jelikož se jedná o pouhé dva rozměry, přesné určení výšky už vyžaduje znalost gravitačního pole. Geodetická měření vykazují na malých vzdálenostech milimetrovou přesnost, v kontinentálním měřítku už se však jedná o významné odchylky. To například limituje porovnávání a sjednocování výškových údajů sousedících zemí nebo měřidel síly přílivu a odlivu na vzdálených pobřežích. Rozdělení pevnin oceány pak nevyhnutelně vede k velkým rozdílům mezi jednotlivými systémy. Data z družice GOCE umožní řídit nebo dokonce nahradit tradiční metody měření výšky a to ve výsledku povede ke globální unifikaci výškových referenčních systémů.

 

Meteorologické družice měřící aktuální výšku oceánů, které mají k dispozici znalosti geoidu z GOCE, budou moci přesně určit amplitudu a lokaci mořských proudů od těch největších na světě, jako je např. Golfský proud nebo Antarktický cirkumpolární proud, až po slabé hluboko-oceánské proudy. Jasnými benefity jsou v tomto případě zpřesněné předpovědi počasí.

Detailní 3D mapování rozdílů hustoty litosféry a svrchního pláště umožní přesné modelování sedimentárních pánví, trhlin, tektonických pohybů a vertikálních změn mořské hladiny i pevniny. To vše výrazným způsobem pomůže porozumět zemětřesením pod zemskou kůrou, což je dlouhodobým vědeckým cílem.

Jako poslední příklad přínosů mise GOCE uveďme zlepšení znalostí pevného podloží pod ledovci v Grónsku a na Antarktidě. Přesný geoid je hlavním benefitem pro geodetické průzkumy ledových mas, zatímco vylepšené gravitační mapy polárních regionů pomůžou budoucím satelitům měřit parametry svých oběžných drah pomocí výškoměrů.

Známá hodnota tíhového zrychlení 9,8 ms-2, kterou jsme se všichni učili ve škole, není konstantní pro celou planetu a pro dnešní moderní aplikace je tato zjednodušená hodnota značně nevhodná. Ve skutečnosti se totiž pohybuje od 9,78 na rovníku po 9,83 na pólech. Díky GOCE dnes známe hodnoty tíhového zrychlení pro celou Zemi s přesností na 8 desetinných míst!

Družice GOCE sbírala data celé 4 roky a 8 měsíců než 11. listopadu 2013 zanikla v atmosféře, které tak dlouho odolávala. Za celou dobu vytvořila čtyři modely zemského geoidu, každý přesnější než ten předchozí. Získaná data budou ještě mnoho následujících let nalézat uplatnění v oborech jako je oceánografie, geologie, geodézie, meteorologie či glaciologie. Ať už budou data z GOCE využita přímo, či jako jeden ze vstupů pro jiný výzkum, jisté je, že Evropská kosmická agentura touto misí značně přispěla k našemu poznání.

Zdroje informací:
Wilson, Andrew. ESA Achievements (3rd edition). Noordwijk: ESA Publications Division, 2005.
Drinkwater, M.R. GOCE: ESA’s first Earth Explorer Core mission. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers, 2003.
Bezděk A. a kol., Gravity field models from kinematic orbits of CHAMP, GRACE and GOCE satellites, Advances in Space Research 53 (2014) 412-429, 2014.
http://www.esa.int/
http://www.asu.cas.cz/
http://www.russianspaceweb.com/

Zdroje obrázků:
http://www.esa.int/
http://www.esa.int/
http://www.esa.int/
http://www.esa.int/
http://www.russianspaceweb.com/
http://www.esa.int/

ESA - 20. díl - Formule 1 na oběžné dráze, 2.6 out of 5 based on 55 ratings
Pin It
(Visited 2 895 times, 1 visits today)
Kontaktujte autora článku - hlášení chyb a nepřesností, rady, či připomínky

Hlášení chyb a nepřesnostíClose

VN:F [1.9.22_1171]
Rating: 2.6/5 (55 votes cast)
(Visited 2 895 times, 1 visits today)
Níže můžete zanechat svůj komentář.

Více se o tomto tématu dočtete zde »
(odkaz vede na příslušné vlákno diskuzního fóra www.kosmonautix.cz)


34 komentářů ke článku “ESA – 20. díl – Formule 1 na oběžné dráze”

  1. vh napsal:

    Výborný článek – nějak mě GOCE (když bylo aktuální) minulo.
    Díky za něj!

    • Michael Voplatka napsal:

      Rádo se stalo. Jsem rád, že jsem mohl GOCE připomenout a rozšířit Vaše obzory.

      • ventYl napsal:

        Ja budem rad za dalsie clanky o podobnych druziciach, ktore nerobia popularnu vedu, takze sa o nich v mediach nehovori.

        • Michael Voplatka napsal:

          Pokud máte zájem o podobné články, doporučím Vám seriál ESA, jehož je tento článek součástí. Najdete zde jak známé tak méně známe projekty.

  2. Ondřej Šamárek napsal:

    Paráda, skvělý článek o výjimečné družici!

  3. Štěpán napsal:

    ESA ke prostě odbornice na gravitaci. GEOS, LISA Phasfinger, eLISA, … 😀

  4. Kamil napsal:

    Říkám si, jestli by šlo podobnou družicí objevit Theu, planetu velikosti Marsu, co kdysi narazila do Země. Co když jsou v zemském plášti či jádře pořád její zbytky?

    • Michael Voplatka napsal:

      Zajímavá myšlenka. Nejsem geolog, takže můj názor je zcela laický, ale domnívám se, že pokud do Země nějaká Theia narazila, její materiál už se asi za ty miliardy let s tím zemským dobře promísil.

  5. Dušan Král napsal:

    Díky za další skvělý článek o ESA. Jen malé upřesnění, odstředivá síla je špatně užívaný pojem ve skutečnosti jde o setrvačnou sílu nebo když už tak setrvačnou odstředivou sílu, ale to je jen detail… 🙂

    • Michael Voplatka napsal:

      Jsem rád, že se Vám článek líbil. Děkuji za upřesnění pojmů, ale titul z fyziky nemám a domnívám se, že odstředivá síla je pojem, jehož princip je všem dobře znám. Jedná se o popularizační článek pro širokou veřejnost, nejen tu vzdělanou, a proto není klíčové dbát na precizní použití fyzikálních termínů. Důležitější je, aby článku lidé rozuměli. Nejedná-li se o chybu samozřejmě. Což by snad u rotace planety chyba být neměla. Ale jak říkám, nejsem odborník. Hlavně na tyhlety cizí termity já nejsem žádný experiment 😉

      • Jiný Honza napsal:

        S odstředivou silou si nedělejte starosti, z pohledu pozorovatele na Zemi to odstředivá síla je, ať si pan Král z nějaké inerciální vztažné soustavy tvrdí co chce 🙂

        Já bych měl spíš výhrady k té nedostatečnosti „Newtona“. To vypadá jako kdyby v tomto případě bylo třeba použít rovnice dle pana Einsteina.
        Ale i to je vlastně nepodstatné, chápu, jak jste to myslel.

        A článek je to moc pěkný, díky.

        • Michael Voplatka napsal:

          Děkuji za pozitivní komentář. Psát o takovýchto tématech pro naše čtenáře, mezi kterými jsou lidé fyzikou téměř nepolíbení i skuteční odborníci, je pohyb na tenkém ledě. Popularizační tvorba musí hledat správnou rovnováhu mezi odbornou správností a úplností na straně jedné a dostatečnou jednoduchostí a atraktivitou na straně druhé. Toho jsou schopni jen opravdoví mistři popularizátoři a znalci svých oborů, mezi které se já rozhodně neřadím.

  6. Pospíšil napsal:

    Opravdu pěkný článek. Díky za něj.
    Jen bych měl dvě drobné poznámky k použitému názvosloví.
    1) „aerodynamické křídlovky“ spíš evokují žesťový hudební nástroj než svislé aerodynamické plochy, kterými pevné panely FV baterií jsou
    2) Dva malé vodorovné stabilizátory na zádi družice nelze nazvat „křidélka“, protože by musely být pohyblivé, což tyto pevné plošky nejsou.

  7. SUVTV napsal:

    V článku postrádám vysvětlení, co má společného družice s formulí 1.

    • Spytihněv napsal:

      Hádám, že to bude narážka na oběžnou rychlost. Čím nižší perigeum, tím rychleji se sonda pohybuje. A tady je to perigeum rekordně nízké.

    • Michael Voplatka napsal:

      Já zase postrádám důvod v článku vysvětlovat zjevnou metaforu v názvu. Když se podívám na GOCE, vidím v jejím vzhledu, zejména tvaru a aerodynamických prvcích, formuli.

      • Jiný Honza napsal:

        No Vy máte fantazii 🙂
        Já tu tvarovou spojitost s F1 čekal, ale jen do okamžiku, než jsem GOCE viděl na obrázku.

        Na druhou stranu, tuhle sondu tvoří aerodynamika, „výkonný“ motor a tlumiče vibrací. A přiměřený tlak na poznání, ekologii a světový mír vůbec. Takže vlastně moderní F1. 🙂

  8. Michal Bursík napsal:

    Opravdu parádní článek.
    Ostatně prakticky všechny články zde jsou skvělé.
    Už jsem to psal několikrát, ale chvály není nikdy dost, takže znovu moc děkuji všem zdejším autorům za vaši činnost.
    🙂

    • Michael Voplatka napsal:

      Velice děkujeme za takovou chválu. Je radost psát, když vidíme, že je o naše články zájem a čtenáři je ocení.

  9. Vojta napsal:

    Trochu nerozumím nesouladu mezi tím, že tato družice létala 235 až 255 km nad povrchem a je to prezentováno jako něco výjimečného a posledním článkem o Saljutu, kde je orbita ve výšce 200 až 250 km popisována jako kompromis…

    • Michael Voplatka napsal:

      Saljut byl přibližně dvacetkrát těžší než GOCE, tudíž odporu atmosféry podléhal méně než lehoučká družice. Hlavně ale na oběžnou dráhu zamířil na krátkou chvíli, kdežto GOCE tam zůstala pár let. Takto nízká oběžná dráha opravdu není něčím standardním. I vojenské snímkovací družice, které nemají dlouhou životnost a potřebují být co nejníže kvůli rozlišení kamer, krouží výrazně výše než GOCE.

      • marian napsal:

        No niektoré vojenské družice využívajú, resp. využívaly naozaj nízke dráhy. Napr. staré americké KH-9 lietavali na kruhových dráhach vo výškach aj pod 200 km a súčasné KH-11 majú perigeum vo výškach okolo 250 km, zas ale na druhú stranu to kompenzujú vysokým apogeom (až 1000 km). No a ruské Kobalty ešte donedávna lietavali vo výškach 190 až 250 km.

  10. Jirka napsal:

    Co je ideální geoid? Myslíte referenční elipsoid… Geoid je gravitační ekvipotenciální plocha. Referenční elipsoid je elipsoid.

    • Michael Voplatka napsal:

      Nemyslím referenční elipsoid. Geoid je, jak píšete, ekvipotenciální plocha vůči gravitaci. Je to tedy model Země při střední hladině oceánů. Jenže co je střední hladina oceánů? Na vodní masu stejně jako na zbytek planety neustále působí síly, které znemožňují určit jednu jedinou správnou střední hladinu oceánů. A proto je těžké určit i „správný“ geoid. Díky rozdílům v gravitaci se může výška klidné mořské hladiny na různých místech lišit i 100 m. A právě ten správný geoid, resp. jeho vytvoření, měla GOCE za úkol.

      • Josef Sebera napsal:

        Jirka má pravdu. Na obrázku je geoid, který se definuje jako odchylka od referenčního elipsoidu. Popis obrázku č.6 je tedy nesprávně, má tam být „… od referenčního elipsoidu“.

  11. dolph1888 napsal:

    Článku nemám co vytknout. Pár subjektivních postřehů (asi ne pro zasmání). Žijeme na planetě již dlouho, abychom mohli vědět, že zemětřesení se musíme přizpůsobit ne s ním bojovat*. Je hezké, že budeme lépe vědět, kde bude, lidí však přibývá a to je problém. Vysoká zalidněnost vždy povede k neřešitelným situacím (majetkové, lidské ztráty). Ohledně moře, o tom se také nakonec dozvíme téměř vše, já bych začal tím, jak je znečištěné, kolik toxického (a radioaktivního) odpadu do něj nejen chudší části světa nasypaly a ještě se chystají nasypat. Jednou bude moře jen páchnoucí mrtvá stoka.
    * Podobný případ jako boj s oteplováním, a blázněním kolem CO2, případně s množstvím ledu. Poslední nesmysl doby, zvyšovat zalednění pólu poléváním ledovce slanou vodou snad ani komentovat nebudu – zde se technické vzdělání lidí kolem „ekologie“ projeví naplno.
    https://www.novinky.cz/veda-skoly/429784-oteplovani-arktidu-znovu-zmrazime-planuji-vedci.html

  12. ptpc napsal:

    Vynikajúci článok!

    A ešte poznámka na okraj – cez tento článok som objavil na blogu seriál o ESE, ktorý som doteraz nepoznal. Takže mám opäť o zábavu „postarané“…

  13. Racek napsal:

    No, vzor článku, který pochopí i stařec jako já. Fascinující záležitost, tenhle projekt.

  14. Josef Sebera napsal:

    Moc pěkný článek, děkuji za něj! Mám jen malou drobnost k rychlé opravě a několik doplňujících poznámek ke zvážení:

    1. V následující větě (předposlední odstavec) prosím vyměňte číslovku 8 -> 5.
    „Díky GOCE dnes známe hodnoty tíhového zrychlení pro celou Zemi s přesností na 8 desetinných míst!“
    … S daty GOCE máme globální (statické) gravitační pole s přesností 1 mGal na cca 90-100 km. 1 mGal je ovšem páté desetinné místo vzhledem k 9.8xxxX (osmé desetinné místo se týká velice přesných pozemních gravimetrů).

    I) Názvosloví: možná by stálo za to vyměnit „gradiometr“ za „gradientometr“ apod. V Česku se totiž v případě GOCE v odborné literatuře lépe zabydlel termín gradientometrie/gradientometr (namísto zde použitého gradiometrie/gradiometr). Termíny jako „gradiometrie/gradiometrický/…“ vznikají až příliš doslovným překladem anglického „gradiometry“. Důvod je ten, že mise GOCE poskytla „gradienty“ gravitačního zrychlení (ostatně termín „gradientometrie“ lépe ladí s názvoslovím v případě dalšího zemského pole – magnetického, které se určuje metodami „magnetometrie“).

    II) Motivace v druhém odstavci pomocí „nedostatečnosti Newtona“ a hustotních nehomogenit v zemském tělese může působit tak trochu zavádějícím dojmem. Newton pracoval i s jinými tělesy než jen s hmotnými body (vztah dvou bodů je samozřejmě základem), např. sférickou „slupkou/skořápkou“ – byl si tedy patrně vědom, že gravitační účinek 3D tělesa je něco jako součet účinku všech bodů (a tedy i bodů o různé hustotě ~ nehomogenit). V případě GOCE se relativistické korekce (podobně jako u dalších družic) uvažovaly především pro určení dráhy (pozice a rychlosti) a času. Pro samotné určení geoidu z měření GOCE není relativita přímo zapotřebí (spíše je třeba pokročilá matematika, „pečlivá“ statistika a důmyslná/účinná algoritmizace).

    III) Do následující věty z článku doporučuji doplnit jedno slůvko: „… přesně určit amplitudu a lokaci SVRCHNÍCH mořských proudů…“ … slovo „svrchních“ je opravdu důležité, družicová data nelze použít k určení celkového proudění v oceánech, pouze k mapování toho povrchového. V případě GOCE jde o proudy o mocnosti [-1.5,+1.5] metru (porovnejte s hloubkou oceánů v km). Na určení proudění hlouběji pod hladinou se používají zejména oceánografické metody (bójky, driftery, …).

Zanechte komentář