home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Space & Astronomy / Space and Astronomy (October 1993).iso / mac / TEXT / FACTS / TOPEX.FS < prev    next >
Text File  |  1993-06-29  |  10KB  |  224 lines
  1. FACT SHEET:             TOPEX/POSEIDON                   
  2.  
  3.  
  4.  
  5.  
  6.      NASA's Jet Propulsion Laboratory and the Centre National
  7. d'Etudes Spatiales (CNES), the French space agency, are turning
  8. their scientific sights on Earth with a joint satellite mission
  9. designed to map the circulation of the world's oceans.
  10.  
  11.      The Ocean Topography Experiment, or Topex, has been combined
  12. with France's Poseidon mission.  Together, the Topex/Poseidon
  13. satellite is the most sophisticated attempt yet to measure and
  14. map sea level from space.
  15.  
  16.      Topex/Poseidon was launched on Aug. 10, 1992 by an Ariane
  17. 42P booster rocket from the Arianespace Guiana Space Center in
  18. Kourou, French Guiana.
  19.  
  20.      Designed for a three- to five-year mission, Topex/Poseidon's
  21. primary science goal is to improve our understanding of how the
  22. oceans circulate.  Such information will allow oceanographers to
  23. study the way the oceans transport heat and nutrients and how the
  24. oceans interact with weather patterns.  Such studies will
  25. increase our understanding of the ocean's role in global change.
  26.  
  27.        In the past, oceanographers have studied the sea from
  28. ships.  This provided only a snapshot of the oceans' character
  29. because the ships took spotty measurements from fixed locations.  
  30. Topex/Poseidon will provide a long-term, coherent, panoramic
  31. picture of the oceans.  Such global information offers potential
  32. societal benefits such as improved long-range weather
  33. forecasting.
  34.  
  35.      Topex/Poseidon will also aid in efforts to predict phenomena
  36. such as El Nino, an unusual water warming that occurs in the
  37. eastern Pacific and has been associated with global weather
  38. changes that have caused billions of dollars in damage worldwide.
  39.  
  40.      Scientists have analyzed a prominent Kelvin wave which has
  41. appeared in Topex/Poseidon altimetry data.  A Kelvin wave is a
  42. pool of warm water that moves along the equator in the Pacific
  43. and can contribute to El Nino conditions in the eastern
  44. equitorial Pacific.
  45.  
  46.      Scientists at the Naval Research Laboratory at the Stennis
  47. Space Center in Mississippi report that their analysis of
  48. Topex/Poseidon data, as well as measurements taken by tide gauges
  49. and buoys, confirms that the Kelvin wave pulse which they
  50. predicted in February 1993 arrived at the South American Coast as
  51. they anticipated.
  52.  
  53.  
  54. MISSION OVERVIEW
  55.  
  56.      The main instrument on the Topex/Poseidon satellite is a
  57. radar altimeter.   This device is similar to ones that were flown
  58. on NASA's GEOS 3 satellite in 1975, on Seasat in 1978 and on the
  59. U.S. Navy's Geosat in 1985.
  60.  
  61.      As Topex/Poseidon orbits the Earth, the altimeter bounces
  62. radar signals off the ocean's surface.  The device records the
  63. time it takes the signal to return to the satellite and that
  64. gives it a precise measurement of the distance between
  65. Topex/Poseidon and the sea surface.
  66.  
  67.      This data will be combined with measurements from other
  68. instruments that pinpoint the satellite's exact location in
  69. space.  Scientists will then be able to produce a detailed map of
  70. ocean topography, or sea level relative to the Earth's center.  
  71.      Sea level is directly related to ocean currents, eddies and
  72. other features of the ocean surface.  When they examine the
  73. influence of the Earth's gravity field on sea level, researchers
  74. will also be able to study major features on the ocean floor. 
  75. Information contained in the radar return signals can also be
  76. used to calculate wave height and wind speed, two elements that
  77. are important for monitoring the global sea state.
  78.  
  79.      Planning by NASA and CNES calls for the United States to
  80. provide the satellite, altimeter, a microwave radiometer, an
  81. experimental satellite tracking receiver and various spacecraft
  82. subsystems.  The French will supply the launch vehicle and two
  83. other instruments -- a solid-state altimeter and a Doppler
  84. tracking receiver. 
  85.  
  86.      In 1987, an international team of 38 principal investigators
  87. was selected to participate in the Topex/Poseidon mission through
  88. a joint U.S.-French announcement of opportunity.  These
  89. scientists have been working closely with the project to refine
  90. the mission design and scientific plans.  After launch they will
  91. conduct a wide range of oceanographic and geophysical studies to
  92. accomplish the mission science goals.
  93.  
  94.      Topex/Poseidon will complement other important oceanographic
  95. experiments planned for the 1990s:
  96.  
  97.        -- The European Remote Sensing Satellite (ERS-1), launched
  98. by the European Space Agency, carries an altimeter and a
  99. scatterometer in addition to other instruments.  The altimeter,
  100. when used in conjunction with Topex/Poseidon data, will increase
  101. the sampling and coverage area.  The scatterometer's measurements
  102. of global wind speed and direction, together with the altimetric
  103. sea-level measurements, will help scientists study how winds
  104. produce ocean currents and waves.
  105.  
  106.        -- The NASA Scatterometer (NSCAT) is a JPL-managed
  107. instrument scheduled for launch aboard the Japanese Advanced
  108. Earth Observing Satellite (ADEOS) in February 1995.   NSCAT will
  109. make frequent measurements of wind speeds and direction over the
  110. global ocean.
  111.  
  112.      Oceanographers from around the world will also conduct
  113. studies using Topex/Poseidon data as part of the World Ocean
  114. Circulation Experiment (WOCE) and the Tropical Oceans Global
  115. Atmospheres Experiment (TOGA).  These decade-long programs are
  116. sponsored by the World Climate Research Program.
  117.  
  118.  
  119. SATELLITE DESIGN
  120.  
  121.      Fairchild Space of Germantown, Maryland, is providing the
  122. spacecraft which is based on NASA's Multi-Mission Spacecraft
  123. (MMS) design.
  124.  
  125.      Topex/Poseidon will orbit the Earth at a relatively high
  126. altitude of 830 miles (about 1,340 kilometers).  This will
  127. minimize atmospheric drag on the spacecraft, reduce the influence
  128. of errors in measuring Earth's gravity field, and simplify
  129. maneuvers needed to maintain the orbit position.  The satellite
  130. orbit will be inclined 66 degrees from Earth's equator. 
  131.  
  132.      The satellite's position in space must be known as precisely
  133. as possible in order to produce extremely accurate maps of sea
  134. level.  Special laser and radio tracking on the ground will
  135. pinpoint Topex/Poseidon's position to within five inches (13
  136. centimeters).  By comparison, the orbit of Seasat was known to an
  137. accuracy of 20 to 40 inches (50 to 100 centimeters).
  138.  
  139.      The NASA radar altimeter will operate at two frequencies,
  140. 13.6 and 5.3 gigahertz.  Measurements of the same ocean area
  141. taken at both frequencies will help correct for path-delay errors
  142. caused by electrons in the ionosphere.  It is provided by Johns
  143. Hopkins University's Applied Physics Laboratory.
  144.  
  145.      A microwave radiometer, built by JPL, will measure radiation
  146. emitted from water vapor between the satellite and the ocean. 
  147. This will be used to correct for path-delay errors caused by
  148. atmospheric water vapor.
  149.  
  150.      The French space agency will provide an experimental solid-
  151. state altimeter on board the satellite.  This altimeter operates
  152. at the single frequency of 13.65 gigahertz.  It is provided under
  153. contract to CNES Toulouse Space Center by Alcatel Espace Systems. 
  154. The two altimeters will share the same antenna with the NASA
  155. altimeter being turned off a small part of the time so the French
  156. instrument can operate without interference.
  157.  
  158.      The French will also provide a new radio-tracking system
  159. that will measure the position and velocity of the spacecraft. 
  160. It is called Doppler Orbitography and Radiopositioning Integrated
  161. by Satellite (DORIS) and is a dual Doppler receiver which
  162. operates with a network of 50 uplink ground stations.  DORIS is
  163. provided under contract to CNES by Electronique Serge Dassault
  164. and will be used with the laser tracking system.
  165.  
  166.      The United States is conducting a Global Positioning System
  167. precision orbit determination experiment along with this mission
  168. to test a new high-precision tracking system.  A GPS
  169. demonstration receiver is being built by Motorola Inc. of
  170. Chandler, Arizona, under contract to NASA/JPL.  It receives
  171. tracking signals from the constellation of Navstar satellites
  172. established under the GPS program.  Tracking information is sent
  173. to the ground for processing in the test ground operations
  174. system. 
  175.  
  176.  
  177. MISSION BENEFITS
  178.  
  179.      The results of the scientific studies using data from
  180. Topex/Poseidon will increase our understanding of the ocean's
  181. role in global change and are expected to provide information
  182. about specific environmental problems.
  183.  
  184.        -- Carbon Dioxide.  The burning of fossil fuels, combined
  185. with deforestation, is causing a significant increase of carbon
  186. dioxide in the atmosphere.  This could ultimately produce
  187. catastrophic warming of the Earth.  The impact appears to be
  188. critically dependent upon how fast carbon dioxide is absorbed by
  189. the ocean and how efficient the ocean interacts with the
  190. atmosphere to slow down the potential global warming.  Both
  191. factors rely, in part, on ocean currents.   Detailed knowledge of
  192. ocean circulation could help scientists determine what threat
  193. increased carbon dioxide in the atmosphere may pose for the
  194. Earth's future.
  195.  
  196.        -- Weather Forecasting.  Weather patterns in North America
  197. are heavily influenced by events over the ocean -- in this case,
  198. the Pacific.  Analysis of Topex/Poseidon data will eventually
  199. help forecasters predict general weather trends a season ahead,
  200. enabling the agriculture industry to adjust crop selection.  Such
  201. predictions would also benefit energy planning in the Northeast
  202. United States by forecasting unusually cold or warm winters.
  203.  
  204.        -- Offshore oil, mining, and coastal power plants.  Such
  205. facilities must be designed to withstand severe wave and storm
  206. surges, such as those caused by hurricanes along the United
  207. States' Gulf Coast.  Observations from Topex/Poseidon will
  208. provide information for better planning in the location and
  209. construction of oil rigs, drill ships, mining operations and
  210. coastal nuclear power plants.
  211.  
  212.        -- Seabed disposal of dangerous wastes.  The safety of
  213. such disposal depends partly on the rate at which currents may
  214. carry potentially hazardous leakage from disposal sites toward
  215. fishing grounds and coastal areas.
  216.  
  217.      Topex/Poseidon is managed by JPL for NASA's Office of
  218. Mission to Planet Earth.  Charles Yamarone of JPL is the project
  219. manager and Dr. Lee-Lueng Fu of JPL is project scientist.
  220.  
  221.                               #####
  222.  
  223. 6-93 MAH
  224.