CHMU

MSG - Meteosat druhé generace

Popis družice MSG a jejího přístrojového vybavení


kresba MSG-1
Družice MSG (EUMETSAT)


Zkrácený název družic Meteosat druhé generace - MSG je zkratkou z označení typu družice v angličtině: Meteosat Second Generation. Jak již název napovídá, jedná se o druhou generaci družic Meteosat, provozovaných evropskou organizací EUMETSAT. V praxi se setkáváme s dvojím označováním těchto družic: jednak pořadovým (výrobním) číslem uvedeným za zkratkou MSG, tedy např. MSG 1, jednak pořadovým označováním ve spojení s názvem Meteosat, např. Meteosat 8. MSG 1 a Meteosat 8 je tedy jedna a ta samá družice. Druhý způsob označení se používá po plném zprovoznění družice.

Meteosaty druhé generace jsou celkem čtyři (MSG 1 až MSG 4), resp. Meteosat 8 až 11. První z družic Meteosat třetí generace (MTG, Meteosat Third generation), MTG-I1 by dle současných plánů měl startovat v říjnu 2021. Přibližně rok by pak mělo probíhat důkladné testování družice, teprve poté se data z této zcela nové družice dostanou ke koncovým uživatelům.

Družice MSG vycházejí ze stejného konceptu jako Meteosaty první generace. Charakteristickou pro obě generace těchto družic je jejich stabilizace na oběžné dráze pomocí rotace. Oba typy družic rotují rychlostí 100 obrátek za minutu, rotace družic je rovněž využita i pro mechanizmus snímkování (v případě MSG přístrojem SEVIRI). Pro úplnost dodejme, že například družice na polární dráze NOAA a Metop jsou stabilizovány a orientovány v prostoru pomocí gyroskopů (systém čtyř setrvačníků), gyroskopicky budou stabilizovány i družice MTG. Oba způsoby stabilizace družice mají své výhody a slabiny, zásadní výhodou stabilizace pomocí gyroskopů je možnost umístění většího množství přístrojů na družici.

Družice MSG jsou družicemi geostacionárními. To znamená, že výška jejich dráhy je zvolena tak, aby oběžná doba družice kolem Země byla stejná jako doba rotace Země. Pokud je navíc dráha družice přesně kruhová a roviny oběžné dráhy družice a zemského rovníku splývají, pak družice zdánlivě "visí" nad jedním pevným místem na Zemi na rovníku - odtud název této kategorie družic, geostacionární. Výška této dráhy je přibližně 35 790 km, poloměr této dráhy je 42 168 km. Jako charakteristika těchto družic se pak udává zeměpisná délka, na níž je družice "zavěšena".

Vzhledem k nerovnoměrnostem rozložení zemské hmoty a tlaku slunečního větru dochází k postupnému narušování této dráhy, družice se z ní začíná postupně vychylovat a v důsledku toho začne ve vesmíru opisovat "osmičku" kolem své střední polohy. Běžný uživatel však tyto chyby polohy nepozná, data jsou před distribucí koncovým uživatelům korigována tak, aby se tyto pohyby neprojevily. Přesto lze občas pozorovat jakési "stěhování" skutečných obrysů kontinentů vůči mapě, což je důsledkem drobných chyb při primárním zpracování dat v Darmstadtu před jejich distribucí uživatelům.

Pro udržování přesné polohy družice je nutné provádět pravidelné korekce její dráhy, což postupně spotřebovává palivo, které si družice "veze s sebou" na oběžnou dráhu. Právě zásoby paliva pro korekce a případné větší změny dráhy jsou limitem životnosti družice. Před úplným dočerpáním paliva jsou současné geostacionární družice odsunuty na vyšší dráhu (o cca 100 až 200 km), aby nepřekážely operativním družicím. Na druhou stranu tak ale vzniká velké "vesmírné smetiště", které přenecháváme budoucím generacím.

Model umístění družic Meteosat (ale i dalších) kolem Země si lze prohlédnout např. prostřednictvím aplikace Stuff in Space.

Vlastní družice má tvar válce o průměru 3,7 m a výšce 3,8 m (údaje pro MSG 2), váha družice při uvedení na oběžnou dráhu činí přibližně 2035 kg. Z této váhy připadá značná část na pohonné hmoty - téměř 970 kg: 365 kg paliva (mono-methyl hydrazin) a 603 kg okysličovadla (oxid dusíku). Hlavní meteorologický přístroj družice, radiometr SEVIRI, váží 260 kg. Plášť hlavního válce družice je pokrytý osmi slunečními panely s celkovým výkonem 600 W. Horní část družice je tvořena především anténami pro komunikaci s řídícím centrem a pro přenos dat. Předpokládaná životnost družice je 7 let.

Přístrojové vybavení družic MSG


  • Spinning Enhanced Visible and Infrared Imager (SEVIRI)
    - hlavní meteorologický přístroj družice, který pořizuje snímky Země ve 12 různých spektrálních kanálech
     
  • Mission Communication Payload (MCP)
    - telemetrická, komunikační a řídící část družice
     
  • Geostationary Earth Radiation Budget (GERB)
    - přístroj určený pro měření celkového záření na horní hranici atmosféry (údaje důležité především pro monitorování klimatu a klimatických změn)
     
  • Search and Rescue transponder (S&R)
    - systém pro sběr a předávání nouzových signálů v dosahu družice (Evropa, Afrika, Atlantik, část Indického oceánu a Jižní Ameriky)
     

Všechny družice MSG byly vyneseny na oběžnou dráhu pomocí raket Ariane-5, startujících ze základny Kourou ve Francouzské Guyaně.