Geostationary Operational Environmental Satellite-R Series (GOES-16 / -17 / -18 / -19)

Bezeichnung für die neueste Generation geostationärer Wettersatelliten von NOAA und NASA. Das Vier-Satelliten-Programm der GOES-R-Serie besteht aus GOES-16 (vorm. GOES-R), GOES-17 (vorm. GOES-S), GOES-18 (vorm. GOES-T) und dem künftigen GOES-19 (aka GOES-U). Dies verlängert die Verfügbarkeit des operationellen GOES-Satellitensystems bis 2036.

GOES-Satelliten werden vor dem Start mit einem Buchstaben bezeichnet. Sobald ein GOES-Satellit die geostationäre Umlaufbahn erfolgreich erreicht hat, wird er mit einer Nummer umbenannt.

Die GOES-R-Serie (Geostationary Operational Environmental Satellite) ist die modernste Flotte geostationärer Wettersatelliten des Landes. Die GOES-R-Serie verbessert die Erkennung und Beobachtung von Umweltphänomenen, die sich direkt auf die öffentliche Sicherheit, den Schutz von Eigentum und die wirtschaftliche Gesundheit und den Wohlstand unseres Landes auswirken, erheblich. Die Satelliten bieten fortschrittliche Bildgebung mit höherer räumlicher Auflösung und schnellerer Abdeckung für genauere Vorhersagen, Echtzeit-Kartierung von Blitzaktivitäten und verbesserte Überwachung von Sonnenaktivität und Weltraumwetter.

Charakteristik von GOES

GOES-Satelliten befinden sich in einer geosynchronen Umlaufbahn, die sie über einem bestimmten Ort auf der Erde hält. Durch die Beibehaltung einer Position über einem festen Punkt auf der Erdoberfläche können GOES die atmosphärischen Bedingungen in einem bestimmten Teil der Erdatmosphäre ständig überwachen. Beachten Sie, dass sich nicht geosynchrone Umlaufbahnen (z. B. polare Umlaufbahnen) über einer sich ständig drehenden Erde bewegen und daher eine sich ständig ändernde Sicht bieten, was für andere Arten von Missionen von Vorteil ist.

Organisation

Die NOAA beaufsichtigt das Programm der GOES-R-Serie über ein integriertes NOAA-NASA-Büro, das das Bodensystem verwaltet, die Satelliten betreibt und ihre Daten an Nutzer in aller Welt verteilt. Das Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland, verwaltet die Beschaffung der Satelliten und Instrumente und hat das Magnetometerinstrument für GOES-T und GOES-U gebaut. Das Launch Services Program der NASA mit Sitz im Kennedy Space Center verwaltet die Startdienste für die GOES-Missionen. Lockheed Martin entwickelt, baut und testet die Satelliten der GOES-R-Serie. L3Harris Technologies liefert das Hauptinstrument, den Advanced Baseline Imager, sowie das Bodensystem, das auch das Antennensystem für den Datenempfang umfasst.

GOES-U ist der letzte Satellit der GOES-R-Serie, die bis in die 2030er Jahre in Betrieb sein soll. Für die Zukunft arbeitet die NOAA gemeinsam mit der NASA an der Entwicklung der nächsten Generation von operationellen Satelliten im geostationären Orbit, die als Geostationary Extended Observations (GeoXO) bezeichnet werden. GeoXO wird neue und verbesserte Beobachtungen der Atmosphäre, des Wetters und der Ozeane liefern, um neue Umweltprobleme anzugehen, auf die Auswirkungen des sich verändernden Klimas zu reagieren und die Vorhersage und Warnung vor Unwettern und Gefahren zu verbessern. Die NASA wird die Entwicklung der GeoXO-Satelliten leiten und sie für die NOAA starten.

Bildbeispiel: Hurrikan Maria über Puerto Rico (20.9.2017 GOES-16)

GOES-16 nahm die folgenden kolorierten Infrarotbilder des Hurrikans Maria über Puerto Rico am 20. September 2017 auf. Diese Bildschleife wurde mit Band 13 erstellt, einem der neuen Spektralbänder, die von ABI angeboten werden. Band 13 wird in erster Linie zur Überwachung von Wolken und Sturmintensität verwendet.

Die dunkelrote Farbe, wie die in der Nähe der Augenwand des Sturms, entspricht Bereichen mit hoher Intensität. Der Hurrikan Maria legte das Radar auf der Insel lahm. Da diese wichtige Technologie deaktiviert war und sich ein großer Hurrikan näherte, nutzten die Meteorologen die Daten von GOES-16, um den Sturm in Echtzeit zu verfolgen.

Leistungsfähigkeit

Der Imager der GOES-R-Serie scannt die Erde fünfmal schneller, mit viermal höherer Auflösung und dreimal mehr Kanälen als frühere GOES-Satelliten und ermöglicht so genauere und zuverlässigere Vorhersagen und Unwetterwarnungen. Der Imager liefert Bilder von Wettermustern, Hurrikanen und schweren Stürmen in Abständen von bis zu 30 Sekunden.

GOES-R Series Das Raumfahrzeug und seine Instrumente: Advanced Baseline Imager (ABI) Extreme Ultraviolet and X-ray Irradiance Sensors (EXIS) Geostationary Lightning Mapper (GLM) Magnetometer (MAG) Space Environment In-Situ Suite (SEISS) Solar Ultraviolet Imager (SUVI) Quelle: NOAA / NASA

Die Satelliten der GOES-R-Serie sind mit dem ersten operationellen Blitzmessgerät ausgestattet, das in einer geostationären Umlaufbahn geflogen wird und sowohl Blitze in der Wolke als auch Blitze zwischen Wolke und Boden misst. Sich entwickelnde schwere Stürme weisen oft eine erhebliche Zunahme der gesamten Blitzaktivität auf, und die Daten des GOES-R Series Lightning Mappers haben ein großes Potenzial, die Vorwarnzeit für schwere Gewitter und Tornados zu verlängern.

Die GOES-R-Serie umfasst auch eine Reihe von Instrumenten, mit denen sich herannahende Gefahren des Weltraumwetters besser erkennen lassen, z. B. Störungen der Energieversorgung, der Kommunikations- und Navigationssysteme sowie Strahlungsschäden an Satelliten in der Umlaufbahn. Die Instrumente ermöglichen eine fortschrittliche Bildbeobachtung der Sonne und die Erkennung von Sonneneruptionen sowie eine genauere Überwachung von energetischen Teilchen und Magnetfeldschwankungen im Zusammenhang mit dem Weltraumwetter.

Der Advanced Baseline Imager (ABI) auf GOES-16, GOES-17, GOES-18 und später GOES-19 misst reflektierte und emittierte Bilder, um Informationen über das Land, die Atmosphäre und den Ozean der Erde zu erhalten. Die sichtbaren Kanäle von ABI erfassen das von der Erde reflektierte Sonnenlicht und sind nur tagsüber sichtbar. Die Infrarotkanäle von ABI erfassen Energie, die für das menschliche Auge nicht sichtbar ist. Sie erfassen die Energie, die von Objekten wie der Erdoberfläche und Wolken abgestrahlt wird. ABI kann Infrarotbilder bei Tag und Nacht erfassen.

Aufgaben und Nutzen

GOES-R hilft den Meteorologen bei der Beobachtung und Vorhersage von lokalen Wetterereignissen, einschließlich Gewittern, Tornados, Nebel, Sturzfluten und anderem Unwetter. Zusätzlich eignet sich der Satellit zum Monitoring von Gefahren durch Aerosole, Staubstürme, Vulkanausbrüche und Waldbrände. Er wird auch eingesetzt in den Bereichen Weltraumwetter, Ozeanographie, Klimamonitoring, in situ-Datenerhebung und für Search-and Rescue-Aufgaben. Die Serie ist ferner hilfreich bei der Verkehrssicherheit und der Flugroutenplanung, sowie bei einer verbesserten Warnung vor Kommunikations- und Navigationsstörungen sowie Stromausfällen.

Die Erkennung und Beobachtung von Umweltphänomenen wirken sich direkt auf die öffentliche Sicherheit, den Schutz von Eigentum und die wirtschaftliche Gesundheit und den Wohlstand des beoachteten Gebietes aus.

GOES-R Series Die Hauptaufgaben der neuen Satellitenserie: Visible and Infrared Imagery Lightning Mapping Space Weather Monitoring Solar Imaging Quelle: NOAA / NASA

Missionsverlauf

• Der Start des ersten Exemplars (GOES-R) erfolgte am 19. November 2016 mit einer Atlas V 541 Trägerrakete von Cape Canaveral aus. Die moderne Technologie des Satelliten und seiner Instrumente führt zu rascheren und genaueren Vorhersagen und Unwetterwarnungen. Man erwartet eine verbesserte Erkennung und Beobachtung von Wetterphänomen, die sich direkt auf die öffentliche Sicherheit, den Schutz von Eigentum und letztlich den Wohlstand und die wirtschaftliche Entwicklung auswirken können.
  Nach dem Erreichen seiner endgültigen Umlaufbahn innerhalb von 2 Wochen nach seinem Start wurde GOES-R in GOES-16 umbenannt. Im Dezember 2017 nahm der Satellit seine operationelle Arbeit auf, zuvor wurden seine sechs neuen Instrumente überprüft und validiert. GOES-16 ist seinen operationellen Orbit auf 75,2 Grad West positioniert und erhielt seinen offiziellen Namen GOES-East. NOAAs GOES-13, der bislang die Bezeichnung GOES-East trug, wurde nach einer Überlappungszeit Anfang 2018 auf eine Parkposition manövriert.
• GOES-S startete im März 2018 (aka GOES-17). Der Instrumentensatz von GOES-17 ist identisch mit dem von GOES-16. Im Mai 2018 stellte die NOAA eine Fehlfunktion des Kühlsystems des Advanced Baseline Imagers (ABI) fest. Als Folge ist die Aufnahmezeit von Bildern im Infrarot und im nahen Infrarot auf 12 h pro Tag beschränkt.
• GOES-T (aka GOES-18) startete am 1. März 2022, GOES-U wird 2024 folgen. Nach dem Start wurde GOES-T in GOES-18 umbenannt, sobald er die geostationäre Umlaufbahn erreicht hatte. Nach einer erfolgreichen Überprüfung seiner Instrumente und Systeme in der Umlaufbahn nahm die NOAA GOES-T sofort in Betrieb. Nach dem Betriebsübergang wird GOES-18 auf die GOES-West-Position bei 137,2 W verschoben, während GOES-17 auf 105 W driftet und in der Umlaufbahn gelagert wird. Unter der Annahme einer normalen Funktion wird GOES-18 Anfang 2023 zum operationellen GOES-West-Satelliten.
• GOES-U, der vierte und letzte Satellit der Geostationary Operational Environmental Satellites (GOES) - R Series, dem fortschrittlichsten Wetterbeobachtungs- und Umweltüberwachungssystem der westlichen Hemisphäre, geht in die letzte Phase der Vorbereitungen vor dem Abheben. Die NASA und SpaceX planen den Start von GOES-U mit einer Falcon Heavy-Rakete frühestens am 30. April 2024.
• Nach dem Start werden die beiden seitlichen Booster der Falcon Heavy abgetrennt und zur Landung in den Landezonen 1 und 2 von Space X gebracht. SpaceX wird den mittleren Booster ausstoßen, und die Hälften der Nutzlastverkleidung kehren zur Erde zurück, wo die Crews sie nach der Landung im Ozean wieder in Empfang nehmen werden. SpaceX wird wahrscheinlich die seitlichen Booster und die Nutzlastverkleidung für zukünftige Missionen wiederverwenden.

Karte mit der geographischen Abdeckung der GOES-Satelliten East und West Quelle: NOAA

Weitere Informationen:

• GOES-R (NOAA / NASA)
• GOES-R Series Spacecraft and Instruments (NOAA / NESDIS)
• GOES-R Related Links (NASA)
• GOES-R (eoPortal Directory)
• GOES-R Satellites Orientation Course (MetEd)
• GOES-R has become GOES-16 (NOAA)
• NOAA satellites go HD with GOES (NOAA)
• National Environmental Satellite Data and Information (NOAA)
• GOES-T Mission Overview (NOAA)
• Geostationary Imagery Every 10 Minutes! (NASA WorldView)