Terra (uydu)

Terra, ya da resmi adıyla EOS AM-1, NASA’nın Dünya Gözlem Sistemi'nin (Earth Observing System - EOS) ilk uydusudur. 18 Aralık 1999'da Vandenberg Hava Kuvvetleri Üssü’nden bir Atlas IIAS roketiyle fırlatılmıştır. Başlangıçta altı yıllık bir görev süresi planlanmış olsa da, Terra bu sürenin çok ötesine geçerek 2020'li yıllara kadar kesintisiz Dünya gözlemi yapmayı sürdürmektedir.

Yaklaşık 705 km yükseklikte, Güneş'e eşzamanlı kutupsal bir yörüngede dönen Terra, her yerden her geçişinde yaklaşık sabit bir yerel saate (sabah 10:30 civarı) denk gelir. Bu düzenli zamanlama, uzun vadeli değişimlerin karşılaştırmalı olarak izlenebilmesini sağlar.

Terra, beş gelişmiş gözlem cihazıyla donatılmıştır: ASTER, CERES, MISR, MODIS ve MOPITT. Bu cihazlar Dünya'nın atmosferi, karasal yüzeyleri, okyanusları, kar ve buz örtüleri ile enerji dengesini eşzamanlı olarak gözlemleyerek; iklim değişikliği izleme, doğal afetlerin (örneğin orman yangınları, volkanik patlamalar) haritalanması, atmosferik kirleticilerin takibi ve iklim modellemeleri gibi çok çeşitli alanlarda veri sağlar.

NASA'nın EOS programındaki ilk uydu olan Terra, Aqua ve Aura uydularıyla birlikte kapsamlı bir iklim kayıt arşivi oluşturur. Görevde Japonya ve Kanada ile uluslararası işbirliği yapılmıştır. 2020'den bu yana yörüngesinde hafif bir sapma olsa da, görev ekibi bu değişimin veri kalitesine etkisini başarıyla azaltmıştır.

 Görev 
Terra, dünyanın nasıl değiştiğini ve bu değişimin canlı yaşam üzerindeki etkisinin neler olduğu gibi soruları cevaplamak amacıyla 1999'da NASA tarafından Dünya Gözlemleme Sistemi kapsamında uzaya fırlatıldı.

Uydu, Dünya'nın atmosferini, okyanuslarını, karalarını, kar ve buzlarını ve enerji dengesini gözlemleyen beş alet taşır. Bu gözlemler bir araya geldiğinde, Dünya sisteminin nasıl çalıştığı ve nasıl değiştiği konusunda içgörü sağlar. Terra gözlemleri, insanlığın gezegen üzerindeki etkisini ortaya çıkarır ve yangın ve volkanlar gibi doğal afetler hakkında veriler sağlar.

Terra, Amerika Birleşik Devletleri, Japonya ve Kanada'dan gelen araçları taşıyan uluslararası bir görevdir.

 Donanım 
orta|küçükresim|577x577pik|Terra yapay uydusunun sahip olduğu beş enstürmandan çekilmiş referans fotoğraflarının illüstrasyonu
Terra, hepsi aynı anda çalışabilen ve yeryüzü hakkında çeşitli bilgiler toplayan beş farklı alet ile donatılmıştır:

 ASTER 
Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (Türkçe: Gelişmiş Uzay Tabanlı Termal Emisyon ve Yansıma Radyometresi)

ASTER, NASA, Japonya Ekonomi, Ticaret ve Sanayi Bakanlığı (METI) ve Japonya Uzay Sistemleri (J-spacesystems) arasında yapılan bir işbirliği projesidir. ASTER verileri, kara yüzey sıcaklığı, yansıma ve yükseklikle ilgili ayrıntılı haritalar oluşturmak için kullanılır. Terra dahil olmak üzere EOS uydularının koordineli sistemi, NASA'nın Bilim Misyonu Direktörlüğü ve Yer Bilimleri Bölümü'nün önemli bir bileşenidir.

Cihazı, eski Landsat Tematik Haritalayıcı ve Japonya'nın JERS-1 OPS tarayıcısı ile karşılaştırıldığında, uzaktan algılama görüntüleme yeteneklerinde yeni nesil bir adımdır. ASTER, görünür ışık dalga boylarından termal kızılötesi dalga boylarına kadar 14 bantta yüksek uzamsal çözünürlüklü veriler yakalar ve dijital yükseklik modeli oluşturmak için stereo görüntüleme yeteneği sağlar. Terra'nın “yakınlaştırma lensi” olarak ASTER verileri, diğer Terra ve uzayda bulunan cihazlar tarafından doğrulama ve kalibrasyon için kullanılır.

ASTER çalışır durumda olsa da üzerindeki Short Wave Infrared (SWIR) "Kısa Kızılötesi Dalga" modülünden gelen veriler mevcut değildir.

 CERES 
Clouds and the Earth's Radiant Energy System (Türkçe: Bulutlar ve Dünya'nın Radyant Enerji Sistemi)küçükresim|300x300pik|Terra yapay uydusunun ana ölçüm cihazlarıTerra uydusunda, Dünya'nın toplam radyasyon dengesini ölçen ve bilim insanlarının yüzeyden atmosferin üst katmanlarına kadar radyasyon akışında bulutların rolünü değerlendirmelerine olanak tanıyan bulut özellikleri tahminleri sağlayan iki adet özdeş CERES cihazı bulunmaktadır. Bir CERES cihazı çapraz izleme modunda, diğeri ise çift eksenli izleme modunda çalışır. Çapraz izleme modu, esasen Dünya Radyasyon Bütçesi Deneyi (ERBE) ve Tropikal Yağış Ölçüm Görevi (TRMM) ölçümlerini sürdürürken, çift eksenli izleme modu, Dünya'nın radyasyon dengesini hesaplamak için kullanılan açısal modellerin doğruluğunu artıran yeni açısal akı bilgileri sağlar.

Bu iki CERES sensörü ayrıca Terra'nın kardeş gemisi olan Aqua uydusunda da kullanılmaktadır.

 MISR 
Multi-angle Imaging SpectroRadiometer (Türkçe: Çok Açılı Görüntüleme Spektroradiyometresi)

Çoğu uydu aleti sadece aşağıya veya gezegenin kenarına doğru bakar. Dünya'nın iklimini tam olarak anlamak ve nasıl değiştiğini belirlemek için, doğal koşullar altında farklı yönlere saçılan güneş ışığının miktarını bilmemiz gerekir. MISR, bu ihtiyacı karşılamak için tasarlanmış yeni bir alet türüdür — Dünya'yı dokuz farklı açıya yöneltilmiş kameralarla görüntüler. Bir kamera nadire doğru bakar, diğerleri ise Dünya yüzeyinde 26,1°, 45,6°, 60,0° ve 70,5°'lik ileri ve geri görüş açıları sağlar. Cihaz üstten uçarken, Dünya yüzeyinin her bölgesi dört dalga boyunda (mavi, yeşil, kırmızı ve yakın kızılötesi) dokuz kameranın tümü tarafından sırayla görüntülenir.

MISR verileri, güneş ışığının Dünya ortamındaki akıbetini daha iyi anlamamızı sağlamanın yanı sıra, farklı bulut türlerini, aerosol parçacıklarını ve yüzeyleri ayırt edebilir. MISR, özellikle aşağıdaki alanlarda aylık, mevsimsel ve uzun vadeli eğilimleri izleyecektir:

 Doğal kaynaklar ve insan faaliyetleri tarafından oluşturulanlar da dahil olmak üzere atmosferik aerosol parçacıklarının miktarı ve türü.
 bulutların miktarı, türleri ve yükseklikleri.
 bitki örtüsü yapısı dahil olmak üzere arazi yüzeyinin kaplamasının dağılımı.

 MODIS 
Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (Türkçe: Orta Çözünürlüklü Görüntüleme Spektroradiyometresi)
orta|küçükresim|700x700pik|MOIDS (Terra uydusunun enstrümanı) tarafından çekilen fotoğraflar
2.330 km genişliğindeki geniş görüş alanıyla MODIS, 36 ayrı spektral bantta dünyamızın her noktasını 1-2 günde bir görür. Sonuç olarak, MODIS diğer Terra sensörlerinden daha geniş bir yelpazede dünyanın hayati belirtilerini izler. Örneğin, sensör neredeyse her gün gezegenin yüzeyinin bulutlarla kaplı olan yüzdesini ölçer. Bu geniş uzamsal kapsama alanı, MODIS'in MISR ve CERES ile birlikte bilim insanlarının bulutların ve aerosollerin Dünya'nın enerji dengesi üzerindeki etkisini belirlemelerine yardımcı olmasını sağlar.

MODIS, bulut örtüsünün sıklığını ve dağılımını kaydetmenin yanı sıra, sıvı su ve buz bulutlarındaki bulut damlacıklarının dağılımı ve boyutu gibi bulutların özelliklerini de ölçer. MODIS ayrıca atmosferdeki küçük sıvı veya katı parçacıklar olan aerosollerin özelliklerini de ölçer. Aerosoller, kirlilik ve biyokütle yakma gibi insan kaynaklı kaynaklardan ve toz fırtınaları, volkanik patlamalar ve orman yangınları gibi doğal kaynaklardan atmosfere girer. MODIS, bilim insanlarının atmosfer kolonundaki su buharı miktarını ve sıcaklık ve su buharının dikey dağılımını belirlemelerine yardımcı olur. Bu ölçümler, Dünya'nın iklim sistemini anlamak için önemlidir.

MODIS, küresel karbon döngüsünün işleyişine yeni bilgiler sağlayan biyosferdeki büyük ölçekli değişiklikleri izlemek için idealdir. MODIS, karasal ve deniz bitkilerinin (fitoplankton) fotosentetik aktivitesini ölçerek, bitki üretkenliğinde ne kadar sera gazının emildiğini ve kullanıldığını daha iyi tahmin eder. Sensörün yüzey sıcaklığı ölçümleriyle birleştirilen MODIS'in biyosfer ölçümleri, bilim insanlarının iklim değişikliklerine yanıt olarak karbondioksitin kaynaklarını ve emilim yerlerini izlemelerine yardımcı olmaktadır.

Sensör, neredeyse her gün tüm dünyada kara yüzeyindeki değişiklikleri izleyerek Landsat'ın başlattığı mirası geliştirip genişletmektedir. MODIS, kış fırtınaları ve soğuk hava koşullarının getirdiği kar ve buzun kapladığı alanı haritalandırır. Sensör, kışın yerini bahara bırakmasıyla kıtaları kaplayan ve bitki örtüsünün çiçek açmasına neden olan “yeşil dalga”yı gözlemler. Volkanik patlamalar, seller, şiddetli fırtınalar, kuraklıklar ve orman yangınları gibi afetlerin nerede ve ne zaman meydana geldiğini görür. MODIS'in bantları yangınlara karşı özellikle duyarlıdır; alevli yangınları ayırt edebilir ve yangınların atmosfere saldığı aerosol ve gaz miktarlarını daha iyi tahmin edebilir.

MODIS, Pasifik fitoplankton popülasyonlarındaki değişiklikleri görür ve bu değişiklikler, ünlü El Niño/La Niña iklim kardeşlerinin gelişinden çok önce onların başlangıcını işaret edebilir. Buna karşılık, deniz yüzeyi sıcaklığı ve okyanus rengi ölçümlerini birleştirerek, MODIS El Niño ve La Niña'nın mikroskobik deniz bitkileri üzerindeki etkilerini gözlemlemiştir. MODIS ayrıca klorofil floresanını ölçmek için benzersiz bir kanala sahiptir. Işığa maruz kalan tüm bitkiler parlamaya veya floresanlaşmaya başlar, ancak bu, gözümüzün göremeyeceği dalga boylarında gerçekleşir. Bitkiler ne kadar fazla floresanlaşırsa, fotosentez için o kadar az enerji kullanırlar. Böylece MODIS, fitoplanktonun dağılımını haritalamakla kalmaz, aynı zamanda sağlığını da ölçmemize yardımcı olur.

 MOPITT 
Measurement of Pollution in the Troposphere (Türkçe: Terra Troposfer Kirliliği Ölçüm Cihazı)

MOPITT, Kanada tarafından sağlanan bir araç olup uzayda en uzun süre devam eden hava kalitesi misyonu ve Kanada tarihindeki en uzun süreli uzay misyonu olmaya devam etmektedir. 2000 yılının Mart ayında faaliyete geçen MOPITT, yüksek kaliteli veriler topladı ve dünya çapında hava kalitesinin anlaşılmasına ve iklim araştırmalarının iyileştirilmesine katkıda bulundu. MOPITT, küresel ölçekte karbon monoksit (CO) ölçümlerini sürekli olarak hedefleyen ilk uzay tabanlı cihazdı.

1 Şubat 2025'te, Terra Troposfer Kirliliği Ölçüm Cihazı (MOPITT ) güvenli moda geçti. Güvenli moddayken, MOPITT bilimsel verisi toplanmayacak ve 31 Mart 2025 tarihinde hizmet dışı bırakılacak.

 Teknik özellikler ve inşa 
Terra, Pennsylvania eyaletinin Valley Forge şehrinde Lockheed Martin Missiles and Space (LMMS) tarafından üretilen bir uzay aracı otobüsünden oluşmaktadır. Uzay aracı, grafit-epoksi boru elemanlarından oluşan kafes benzeri bir ana yapı ile inşa edilmiştir. Bu hafif yapı, uzay aracının çeşitli görev aşamaları boyunca desteklenmesi için gereken mukavemet ve sertliği sağlamaktadır. Uzay aracının tepe yüzünde, çeşitli uzay aracı otobüsü bileşenlerini barındıran ekipman modülleri (EM'ler) bulunmaktadır. EM'ler, uzay aracının fırlatma öncesi entegrasyonunu ve testini kolaylaştırmak için boyutlandırılmış ve bölümlere ayrılmıştır:

 EPS 
Electrical Power Subsystem (Türkçe: Elektrik Güç Alt Sistemi)

Uzay aracının güneş ışığı alan tarafına yerleştirilen büyük tek kanatlı güneş paneli (9 m x 5 m = 45 m2 boyutunda), hem güç üretim kapasitesini hem de enstrüman ve ekipman modülü radyatörleri için kullanılabilir soğuk uzay görüş alanını (FOV) en üst düzeye çıkarır. Uydunun ortalama gücü, GaAs/Ge güneş paneli tarafından sağlanan 2,53 kW'tır (BOL'da maksimum 7,5 kW @ 120 V). Güneş paneli, TRW tarafından geliştirilen prototip hafif esnek battaniye güneş paneli teknolojisine dayanmaktadır (tek bağlantılı GaAs/Ge fotovoltaiklerin kullanımı). Güneş panellerinin açılması için sarılabilir bir direk kullanılmaktadır. Terra uzay aracı, NASA tarafından uygulanan 120 VDC yüksek voltajlı uzay aracı elektrik güç sisteminin ilk yörünge uygulamasıdır. Herhangi bir yük koşulunda 120 DC (±4%) sağlamak üzere bir PDU (Güç Dağıtım Ünitesi) tasarlanmıştır. Bu düzenlenmiş voltaj, sıralı şönt ünitesi (SSU) ve 2 BCDU aracılığıyla elde edilmektedir. Yörüngenin tutulma aşamalarında güç sağlamak için bir NiH2 (nikel hidrojen) pil (54 hücre seri bağlı) kullanılmaktadır.

 GN&C 
Guidance Navigation and Control Subsystem (Türkçe: Kılavuz Navigasyon ve Kontrol Alt Sistemi)

Terra, tek bir dönen güneş paneli ile üç eksenli stabilize bir tasarıma sahiptir. GN&C alt sistemi sensörler, aktüatörler, bir ACE (Yön Kontrol Elektroniği) ünitesi ve yazılımdan oluşur. Üç kanallı bir IRU (Atalet Referans Ünitesi) tüm kontrol modlarında gövde hızlarını belirler. Katı hal yıldız izleyiciler, hassas 3 eksenli atalet bilgisini korumak için Kalman filtresi tarafından işlenen hassas yön güncellemeleri sağlar. 3 eksenli bir manyetometre, öncelikle reaksiyon tekerleklerinin manyetik boşaltılması için, ancak aynı zamanda derin uzay kalibrasyon manevrası sırasında tutum arızasını belirlemek için bir sensör olarak da kullanılmak üzere Dünya'nın jeomanyetik alanını algılar.
küçükresim|Valley Forge'daki LMMS temiz odasında bulunan Terra uzay aracı
Yedek sensörler arasında yuvarlanma ve eğim algılama için bir ESA (Earth Sensor Assembly) ve güneş dizisine göre güneş hattının eğim ve sapma algılaması için kaba güneş sensörleri bulunur. Bir yıldız izleyici arızalandığında veya yedek yıldız algılama modunda hassas bir güneş sensörü kullanılır. Bu sensörlere ek olarak, yedek sapma konumunun belirlenmesi için jiroskopik pusula hesaplaması yapılır.

Reaksiyon tekerleği düzeneği birincil konum kontrolünü sağlar. Normal modda, tekerlek hızlarını sıfır rpm geçişlerini (durgunluk noktası) önleyecek bir aralıkta ayarlamak için bir tekerlek hız kontrolörü mevcuttur. Manyetik tork çubukları, tekerlek momentumunu dört tekerlek modunda < %25 kapasiteye ve üç tekerlek modunda (yedek mod) < %50 kapasiteye ayarlar. İtici motorlar, tüm hız değiştirme manevraları sırasında tutum kontrolü ve yedek tutum kontrolü ve tekerlek momentumunun boşaltılması için kullanılır.

GN&C, farklı operasyonel kontrol modlarının her birine özgü FDIR (Hata Algılama, İzolasyon ve Kurtarma) özelliğini içeren hataya dayanıklı bir sistemdir. Bir tutum hatası algılanırsa, FDIR tüm kontrol işlevlerini tüm yedekli donanımı kullanmak üzere yapılandırılmış ACE ünitesine aktarır. Güvenli moda geçildiğinde FDIR devre dışı bırakılır.

 RF communications 
Radio Frequency Communications Subsystem (Türkçe: Radyo Frekansı İletişim Alt Sistemi)

Terra telemetri verilerinin iletiminde öncelikle TDRS (Tracking & Data Relay Satellite) sistemi kullanılır. Yönlendirilebilir bir HGA (Yüksek Kazançlı Anten) ve ilgili elektronik aksam, uzay aracının tepe noktasından uzanan bir bom üzerine monte edilmiştir. Bu konum, uzay aracının diğer pedlerinin engellemesi olmadan bu anten aracılığıyla TDRS iletişimi için kullanılabilir süreyi en üst düzeye çıkarır. Acil durum iletişimi, nadir veya zenit omni anteni aracılığıyla yapılır. Komut ve mühendislik telemetri verileri S-bandında iletilir. Gemide kaydedilen bilimsel veriler, 150 Mbit/s hızında Ku-bandı aracılığıyla iletilir. Nominal çalışma modu, yörünge başına iki adet 12 dakikalık TDRSS bağlantısı elde etmektir. Her TDRSS bağlantısı sırasında, hem S-bandı hem de Ku-bandı iletimi kullanılır.

Yükün ortalama veri hızı 18,545 Mbit/s (109 Mbit/s tepe) olup, bir yörünge için veri toplama amacıyla araç üzerinde kayıt cihazları bulunmaktadır. Görev operasyonları GSFC'de gerçekleştirilmektedir.

 C&DH 
Command and Data Handling Subsystem (Türkçe: Komut ve Veri İşleme Alt Sistemi)

Ku-band ve S-band iletişiminin yanı sıra, Terra X-band üzerinden bilimsel verileri aşağı bağlantı yoluyla da iletebilir. X-band iletişimi üç farklı modda çalıştırılabilir: Doğrudan Yayın (DB), Doğrudan Aşağı Bağlantı (DDL) ve Doğrudan Oynatma (DP). DB ve DDL, sırasıyla MODIS ve ASTER bilimsel verilerini kullanıcılara doğrudan iletmek için kullanılır.

DAS (Doğrudan Erişim Sistemi), X bandında doğrudan iletim için bir yedekleme seçeneği sunar. DAS, dünya çapında nitelikli EOS kullanıcılarının yer istasyonlarına veri iletimini destekler. Bu kullanıcılar üç kategoriye ayrılır:

 EOS ekibi üyeleri ve disiplinlerarası bilim insanları
 Uluslararası meteoroloji ve çevre kurumları
 EOS cihazlarından veri talep eden uluslararası ortaklar

 Fırlatma 
küçükresim|Atlas IIAS fırlatılıyor|234x234pik
Uydu, Lockheed Martin tarafından geliştirilen Atlas Fırtlatma Araçları ailesinden Atlas IIAS roketi ile 18 Aralık 1999'da Vandenberg Hava Kuvvetleri Üssü'nden fırtlatılmıştır.

Mayıs 1988'de, ABD Hava Kuvvetleri, Atlas II aracını geliştirmek için General Dynamics'i (şimdiki Lockheed Martin) seçti. Bu araç, öncelikle Orta Fırlatma Aracı II (MLV-II) programı kapsamında Savunma Uydu İletişim Sistemi yüklerini fırlatmak için kullanıldı. Ek ticari ve ABD Hükümeti satışları, üretim artışlarına yol açarak 60'tan fazla aracın üretilip fırlatılmasına neden oldu. Orijinal Atlas II, Atlas I ve öncüllerine dayanıyordu. Atlas I'e göre uzatılmış yakıt tankları ve geliştirilmiş elektronik sistemleri sayesinde daha iyi performans sunuyordu.

 Galeri 

 Ayrıca bakınız 

 Aura (uydu)
 Aqua (uydu)
 Deepwater horizon petrol sızıntısı
 Dünya gözlemleme sistemi

 Kaynakça 

Kategori:Uydular
Kategori:NASA araçları
Kategori:Gözlem uyduları
Kategori:Yapay uydular
Kategori:1999'da fırlatılan uzay araçları