Joint Polar Satellite System (JPSS)

Im Aufbau befindliches, polarumlaufendes Umwelt- bzw. Wettersatellitensystem der USA, das von der NASA entwickelt und von der NOAA betrieben wird. JPSS wird die Datenkontinuität zu dem Wettersatelliten Suomi NPP gewährleisten.

Die Satelliten der JPSS-Konstellation sammeln globale Messungen der Bedingungen in der Atmosphäre, in den Ozeanen und auf dem Land - einschließlich Temperatur, Feuchtigkeit, Wolken, Niederschlag, dichtem Nebel, Vulkanasche, Brandherden, Rauchfahnen, Vegetation, Schnee- und Eisbedeckung und Ozonkonzentration.

JPSS umfasst fünf polarumlaufende Satelliten mit vier oder mehr Instrumenten und ein vielseitiges Bodensystem. Bei den Satelliten handelt es sich um die Suomi National Polar-orbiting Partnership (Suomi NPP), NOAA-20 (früher JPSS-1 genannt), NOAA-21 (früher JPSS-2 genannt) und die in Kürze startenden JPSS-3 und JPSS-4. Das Bodensystem, über das die Satelliten ihre Daten zur Erde übermitteln können, unterstützt auch Satellitenmissionen von Partnerorganisationen wie dem Verteidigungsministerium, der Europäischen Organisation für die Nutzung meteorologischer Satelliten und der Japan Aerospace Exploration Agency.

Die JPSS-Satelliten tragen einen Instrumentensatz, der die o. g. Beobachtungsaufgaben durchführt:

• Visible Infrared Imaging Radiometer Suite (VIIRS)
  Das Radiometer führt globale Beobachtungen im sichtbaren und infraroten Bereich von Land-, Ozean- und Atmosphärenparametern mit hoher temporaler Auflösung durch.
• Cross-track Infrared Sounder (CrIS)
  Der Sounder erstellt hoch aufgelöste, dreidimensionale Profile von Temperatur, Druck und Feuchte. Diese Profile werden zur Verbesserung von Wetter- und Klimamodellen beitragen, und sie werden kurz- und langfristige Wettervorhersagen unterstützen. Auf lange Sicht werden auch zum besseren Verständnis von Klimaphänomen wie El Niño and La Niña beitragen.
• Advanced Technology Microwave Sounder (ATMS)
  ATMS ist ein quer zur Flugrichtung aufzeichnender Sounder mit 22 Kanälen, der sondierende Beobachtungen liefert, welche nötig sind zur Erstellung von Atmosphärenprofilen zu Temperatur und Feuchte, sowohl für die operationelle Wettervorhersage, als auch für das kontinuierliche Klimamonitoring.
  
• Ozone Mapper Profiler Suite (OMPS)
  OMPS ist ein hochentwickelter Satz von drei hyperspektralen Instrumenten erweitert die über 25 Jahre zusammengetragenen Aufzeichnungen des Gesamtozon und von Ozonprofilen. Diese Aufzeichnungen sind wichtig für Forscher und Politiker, um den Zustand der Ozonschicht beurteilen zu können. In der Kombination mit Wolkenvorhersagen helfen OMPS-Produkte bessere Vorhersagen zum UV-Index zu erstellen.
  
• Clouds and the Earth's Radiant Energy System (CERES)
  CERES registriert sowohl die reflektierte Sonnenstrahlung und die von der Erde emittierte Thermalstrahlung im Bereich von der Obergrenze der Atmosphäre bis zur Erdoberfläche. Wolkeneigenschaften werden bestimmt unter gleichzeitiger Verwendung anderer JPSS-Instrumente wie z.B. VIIRS, was zu einem besseren Verständnis der Rolle führt, die Wolken innerhalb des Energiezyklus und beim Klimawandel spielen.
• Radiation Budget Instrument
  Dieses Instrument misst reflektiertes Sonnenlicht und thermale Ausstrahlung der Erde. Es wird auf den Missionen JPSS-2, JPSS-3 und JPSS-4 zum Einsatz kommen.

JPSS wird auch in Kontakt stehen mit Notrufsendern, um im Rahmen des internationalen SARSAT-Programms zur Rettung von Menschenleben beizutragen. Der Start des ersten JPSS-Satelliten (JPSS-1 aka NOAA-20) erfolgte am 18. November 2017, der von JPSS-2 (aka NOAA 21) am 10.11.2022. Deutlich später folgen die Starts von JPSS-3 (2028) und von JPSS-4 (2032). Nachdem JPSS-1 nach verschiedenen Tests seinen endgültigen Orbit erreicht hatte, erhielt er die Bezeichnung NOAA-20. Fünftes Mitglied der Flotte ist der bereits fliegende NOAA/NASA-Satellit Suomi NPP. Er gilt als Brücke zwischen der alten polaren Satellitenflotte der NOAA, den Erdbeobachtungsmissionen der NASA und der JPSS-Konstellation.

Jeder Satellit ist mit mindestens vier hochmodernen Instrumenten ausgestattet, darunter der Advanced Technology Microwave Sounder (ATMS), der Cross-Track Infrared Sounder (CrIS), die Visible Infrared Imaging Radiometer Suite (VIIRS) und die Ozone Mapping and Profiler Suite (OMPS). Einige der Satelliten, wie NOAA-20 und JPSS-3, tragen ein Instrument zur Messung des Energiehaushalts der Erde.

Die Instrumente, die derzeit (2023) an Bord von NOAA-21, NOAA-20 und Suomi NPP fliegen, sind der Advanced Technology Microwave Sounder (ATMS), der Cross-track Infrared Sounder (CrIS), die Visible Infrared Imaging Radiometer Suite (VIIRS) und die Ozone Mapping and Profiler Suite (OMPS). NOAA-21 (früher JPSS-2 genannt) wurde am 10. November 2022 gestartet. JPSS-3 und -4 haben voraussichtliche Starttermine in den Jahren 2028 bzw. 2032.

Die JPSS-Satelliten umkreisen die Erde von Pol zu Pol und überqueren den Äquator etwa 14 Mal täglich in der Nachmittagsumlaufbahn, um zweimal täglich eine vollständige globale Abdeckung zu gewährleisten. Auf diese Weise liefern sie den Großteil der Daten, die für die numerische Wettervorhersage in den USA benötigt werden, und liefern wichtige Beobachtungen bei Unwetterereignissen wie Wirbelstürmen und Schneestürmen.

Weitere Informationen:

• JPSS Webseite (NOAA / NESDIS)
• SatFC-J: Orbits and Data Availability (COMET MetEd)
• JPSS-1-Profil (CEOS EO Handbook)
• JPSS (eoPortal Directory)
• New Eyes in the Sky (NASA Earth Observatory)
• JPSS-1 Has a New Name: NOAA-20 (NOAA)