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Meteorologen werden dank eines neuen Wettersatelliten bald in der Lage sein, die Blitzaktivität auf der Erde in Echtzeit zu kartieren und von der Sonne ausgelöste Sonnenstürme genauer zu überwachen.
Gemeinsam starteten die NASA und die National Oceanic and Atmospheric Administration am Dienstag GOES-U, die Geostationary Operational Environmental Satellite U-Mission.
Der Wettersatellit startete um 17:26 Uhr ET an Bord einer SpaceX Falcon Heavy-Rakete vom Kennedy Space Center in Florida. Der Start wurde live auf der NASA-Website übertragen. Die Wetterbedingungen in Florida waren zu 60 % günstig für einen Start zu Beginn des Startfensters.
GOES-U ist der vierte und letzte Satellit der R-Serie einsatzfähiger geostationärer Umweltsatelliten, „das ausgefeilteste Wetterbeobachtungs- und Umweltüberwachungssystem in der westlichen Hemisphäre“, so die NOAA.
„Die GOES-R-Satellitenserie hat für uns eine Wende gebracht“, sagte Ken Graham, Direktor des Nationalen Wetterdienstes der NOAA, am Montag auf einer Pressekonferenz. „Seit der Einführung der Serie im Jahr 2016 hat die neueste Generation von GOES neue und verbesserte Prognose- und Warndienste ermöglicht, die dazu beitragen, Leben zu retten und Vermögenswerte zu schützen. »
Sobald GOES-U eine geostationäre Umlaufbahn oder kreisförmige Umlaufbahn über dem Erdäquator erreicht, wird der Satellit in GOES-19 oder GOES East umbenannt. Der Satellit wird GOES-16 ersetzen, den älteren GOES East-Satelliten, der 2016 gestartet wurde, und wird im Tandem mit GOES-18, auch bekannt als GOES West, betrieben. In der Zwischenzeit wird der Satellit GOES-16 im Wesentlichen als Backup für das System im Orbit dienen, falls einer der Satelliten ausfällt.
Zusammen werden die Satelliten GOES-18 und GOES-19 Atmosphären-, Sonnen-, Klima- und Ozeandaten sammeln und mehr als die Hälfte der Welt abdecken, von der Westküste Afrikas bis nach Neuseeland.
Was GOES-U von anderen Satelliten unterscheidet, ist, dass es über eine neue Fähigkeit zur Überwachung des Weltraumwetters verfügt.
Überwachung der Sonnenaktivität
Wenn sich die Sonne ihrem Sonnenmaximum nähert – dem Höhepunkt ihres 11-Jahres-Zyklus, der dieses Jahr erwartet wird – wird sie aktiver. Forscher beobachteten immer intensivere Sonneneruptionen und koronale Massenauswürfe, die von der Sonnenoberfläche ausgingen.
Koronale Massenauswürfe sind große Wolken ionisierter Gase, sogenannte Plasma- und Magnetfelder, die von der äußeren Atmosphäre der Sonne ausgehen.
Wenn diese Explosionen auf die Erde gerichtet sind, können sie geomagnetische Stürme oder größere Störungen im Erdmagnetfeld verursachen. Bei solchen Ereignissen besteht immer das Risiko, dass die Kommunikation, das Stromnetz, die Navigation sowie der Funk- und Satellitenbetrieb beeinträchtigt werden.
Der heftigste Sonnensturm, der die Erde seit 20 Jahren traf, ereignete sich am 10. Mai, aber glücklicherweise ließ er Polarlichter nur in Staaten entstehen, in denen die Aurora Borealis nie zu sehen ist.
Erhöhte Sonnenaktivität führt zu Polarlichtern, die um die Pole der Erde tanzen und als Nordlichter oder Aurora Borealis und Aurora Australis oder Aurora Australis bekannt sind. Wenn energiereiche Teilchen aus koronalen Massenauswürfen das Erdmagnetfeld erreichen, interagieren sie mit Gasen in der Atmosphäre und erzeugen so verschiedenfarbige Lichter am Himmel.
GOES-U verfügt über mehrere Instrumente, die die Erkennung von Weltraumwettergefahren verbessern werden, darunter den Compact Coronagraph-1, der Sonneneruptionen und koronale Massenauswürfe erkennen und die Größe, Geschwindigkeit, Dichte und Richtung dieser Sonnenstürme charakterisieren kann.
Der Koronograph werde kontinuierliche Beobachtungen der Sonnenkorona oder der warmen äußeren Schicht der Sonnenatmosphäre ermöglichen, wo Weltraumwetterereignisse ihren Ursprung haben, sagte Elsayed Talaat, Direktor des Office of Space Weather Observations der NOAA.
Die Fähigkeiten des Instruments werden es dem Space Weather Prediction Center der NOAA ermöglichen, ein bis vier Tage im Voraus Warnungen und Beobachtungen herauszugeben und „ein neues Kapitel in der Weltraumwetterbeobachtung zu markieren“, sagte Talaat.
Der Compact Coronagraph-1 sei der weltweit erste betriebsbereite Satellitenkoronograph zur besseren Überwachung der Sonne, sagte Steve Volz, stellvertretender Administrator des Satelliten- und Informationsdienstes der NOAA.
„Dieses neue Instrument wird unseren Prognostikern im Space Weather Prediction Center in 30 Minuten Bilder der Sonnenkorona liefern, verglichen mit etwa acht Stunden zuvor“, sagte Graham. „Geomagnetische Stürme können unsere Infrastruktur hier auf der Erde beeinträchtigen, indem sie unser Stromnetz, unsere Kommunikation, unsere Navigationssysteme sowie unsere Luft- und Raumfahrtanlagen gefährden. Durch eine bessere und schnellere Beobachtung können wir unsere Infrastrukturanbieter besser auf potenzielle Gefahren aufmerksam machen, damit sie Maßnahmen ergreifen können.
Blitzeinschläge in Echtzeit
Von seiner Umlaufbahn aus wird GOES-U Wetter-, Klima- und Umweltrisiken in Nord-, Mittel- und Südamerika, der Karibik und dem Atlantischen Ozean bis zur Westküste Afrikas überwachen.
Von seinem einzigartigen Standpunkt aus wird GOES-U in der Lage sein, tropische Stürme zu erkennen, Warnungen an Prognostiker zu senden, wenn sich im Atlantischen Ozean Stürme bilden, und eine Verfolgung und Überwachung nahezu in Echtzeit zu ermöglichen.
Der Satellit verfügt über eine Reihe wissenschaftlicher Instrumente, darunter Bildgebungs- und Kartierungstechnologie, die es ihm ermöglichen, wertvolle Hurrikandaten zu erfassen, darunter Windgeschwindigkeiten in der Luft, spezifische Merkmale am Auge des Hurrikans und Blitzaktivität, die allesamt zum besseren Verständnis der Meteorologen beitragen können mögliche Risiken.
GOES-U wird den ersten pilotierten, betriebsbereiten Blitzkartographen in die geostationäre Umlaufbahn befördern. Wenn sich Stürme entwickeln, kommt es tendenziell zu Blitzaktivitätsspitzen. Das Verständnis, wie sich Stürme entwickeln und verstärken, kann Meteorologen dabei helfen, besser vorherzusagen, ob Stürme Sturzfluten, Hagel, schädliche Winde oder Tornados verursachen können.
Der Lightning Mapper wird 500 Mal pro Sekunde Fotos von der Erde aufnehmen, um Blitze wie nie zuvor zu verfolgen, sagte Sullivan.
Die Hauptkamera von GOES-U kann alle 30 Sekunden heranzoomen, um gefährliche Wetter- und Umweltbedingungen zu verfolgen, eine Fähigkeit, die bessere Warnsysteme ermöglicht, sagte Pam Sullivan, GOES-R-Programmmanagerin für NOAA.
Prognostiker können GOES-U-Instrumente auch verwenden, um Waldbrandrisiken zu identifizieren, einschließlich Hotspots, Intensität, Rauchentwicklung und Auswirkungen auf die Luftqualität, und sogar Daten, die Tracker dabei unterstützen können, die Brandbewegung vorherzusagen. Der Satellit kann mit seinem Lightning Mapper auch ermitteln, welche Blitzeinschläge am wahrscheinlichsten Waldbrände auslösen.
Zu den weiteren Umweltgefahren, die GOES-U verfolgen kann, gehören die Echtzeitbildgebung von Nebel und niedrigen Wolken, die sich auf Flug- und Seereisen auswirken können, sowie die Erkennung von Vulkanausbrüchen und von Vulkanen ausgestoßener Asche und Schwefeldioxid. GOES-U wird auch in der Lage sein, atmosphärische Flussereignisse oder große Teile der Erdatmosphäre zu überwachen, die Feuchtigkeit vom Äquator zu den Polen transportieren, was Überschwemmungen und Schlammlawinen verursachen kann.
Neben der Frühwarnung vor der Entstehung von Hurrikanen kann GOES-U auch Klimadaten aus den Ozeanen der Erde sammeln, etwa Anzeichen von Hitzewellen im Meer und Meeresoberflächentemperaturen, die Auswirkungen auf die Nahrungskette der Meere haben und zu Massenbleichen von Korallen führen können.
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