Ogromny sukces naukowców z Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu. Mogą dokonać niemożliwego

Współautorami koncepcję misji GENESIS są trzy osoby z Polski – profesor Krzysztof Sośnica, dr inż. Radosław Zajdel oraz dr inż. Grzegorz Bury, natomiast w skład zespołu doradczego misji wszedł również dr inż. Dariusz Strugarek. Wszyscy z Instytutu Geodezji i Geoinformatyki Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu.

 Misja GENESIS ma za zadanie dokonanie czegoś, co wcześniej nigdy nie udało się w badaniach satelitarnych i kosmicznych

– podkreśla prof. Krzysztof Sośnica.

Będzie to pierwsza misja wykorzystująca nie tylko klasyczne metody śledzenia satelitów na podstawie między innymi nawigacyjnych sygnałów GPS i Galileo. Ale po raz pierwszy satelita będzie nadawał sygnały na częstotliwościach odbieranych przez radioteleskopy

 – dodaje

06.05.2016 Wrocław N/z Krzysztof Sośnica z Wydziału Inżynierii Kształtowania Środowiska i Geodezji Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu. Fot. Miłosz Poloch

Obecnie radioteleskopy wykorzystywane są do obserwacji pozagalaktycznych źródeł kwazarów lub też otoczenia czarnych dziur z wykorzystaniem interferometrii wielkobazowej. Nie śledzą natomiast ziemskich satelitów, gdyż częstotliwości te nie były pod nie dostosowane. Satelity też poruszały się zbyt szybko względem stacji na orbitach niskich, a duże anteny radioteleskopów nie były w stanie w stanie śledzić tak szybko poruszających się obiektów.

Cztery sposoby śledzenia satelitów

Misja GENESIS będzie znajdowała się na orbicie średniej na wysokości około 6000 km nad Ziemią. Dzięki temu będzie śledzona jednocześnie przez kilka radioteleskopów z powierzchni Ziemi, a także znajdzie się poniżej pułapu satelitów nawigacyjnych GPS i Galileo.

Ponadto satelita GENESIS będzie śledzony przez naziemne stacje laserowe wykonujące pomiary odległości do satelitów, które wymagają znacznie wyższej dokładności. Dzięki temu wykorzystane zostaną nie tylko obserwacje mikrofalowe, ale również laserowe.

Czwartą techniką, która zostanie wykorzystana na pokładzie, będzie śledzenie częstotliwości sygnałów mikrofalowych przez misję GENESIS, ale nie z „góry” jak w przypadku GPS i Galileo, ale z „dołu” od tak zwanych stacji DORIS – znajdujących się na powierzchni Ziemi.

DORIS umożliwia pozycjonowanie satelitów na podstawie efektu Dopplera, czy przesunięcia częstotliwości sygnału odbieranego i nadawanego za sprawą względnej prędkości pomiędzy nadajnikiem i odbiornikiem.

GENESIS będzie zatem pierwszą misją satelitarną, która będzie śledzona przez 4 różne systemy obserwacyjne:

• Radioteleskopy
• DORIS
• GPS
• Galileo

Dotychczasowe połączenie technik opierało się wyłącznie o pomiary naziemne pomiędzy np. radioteleskopami a naziemnymi odbiornikami GPS. Jednak takie pomiary były bardzo często niedokładne.

/informacja prasowa

Jaki jest jej cel?

Celem misji jest osiągnięcie dokładności realizacji ziemskich układów odniesienia na poziomie 1 mm oraz jego zmian w czasie na poziomie nie gorszym niż 0.1 mm rocznie. Tak wysoka dokładność jest podyktowana koniecznością monitorowania zmian klimatycznych w systemie ziemskim między innymi dokładnością obserwacji zmian wysokości poziomu wód w morzach i oceanach, aby przeciwdziałać negatywnym skutkom zmian środowiska na społeczeństwo.

Do czego się przyczyni?

Obecnie niespójności pomiędzy technikami satelitarnymi znacząco przekraczają poziom 1 mm, w tym niespójności pomiędzy systemami nawigacyjnymi, laserowymi pomiarami do satelitów, czy też interferometrią wielkobazową. Przyczyną niespójności jest między innymi brak dedykowanej misji satelitarnej integrującej na pokładzie jednego satelity wszystkie cztery główne techniki obserwacyjne – mikrofalowe i laserowe.

/informacja prasowa

Integracja przeprowadzona na pokładzie satelity GENESIS znacząco poprawi dokładność realizacji geodezyjnych układów odniesienia, pozwoli na lepsze poznanie procesów geodynamicznych, przyczyni się do zwiększenia dokładności pozycjonowania satelitarnego i nawigacji, umożliwi satelitarną synchronizację czasu pozbawioną błędów instrumentalnych, a także umożliwi badania naukowe testujące efekty relatywistyczne oraz nad lepszym poznaniem procesów zachodzących w górnych warstwach atmosfery, a przede wszystkim w jonosferze ziemskiej i w zakresie pogody kosmicznej.

Nowa misja ESA będzie sukcesem światowej geodezji

Doświadczenie polskiego zespołu w zakresie łączenia technik GNSS i laserowych na pokładzie różnych misji satelitarnych stanowiło nieodzowny element, który przyczynił się do doskonałości w zakresie przygotowania merytorycznego misji. Spośród wielu misji rozważanych przez Europejską Agencję Kosmiczną, tylko kilka procent z koncepcji przechodzi do fazy finansowania i realizacji. Koncepcja misji GENESIS przygotowana między innymi przez polski zespół jest zatem niepodważalnym sukcesem, gdyż przekonała kraje członkowskie ESA do inwestycji finansowej w realizację misji, jako tej, która przyczyni się znacząco do poprawy jakości ziemskich pomiarów satelitarnych.

Jaki jest jej budżet?

Zakłada się, że misja zostanie wyniesiona na orbitę okołoziemską w 2026 roku, a koszty realizacji w latach 2023-2026, wyniosą około 80 milionów Euro. Cały budżet przeznaczany na nawigację w ESA został zwiększony z poziomu 73 do 351 milionów Euro w stosunku do roku 2019.

06.05.2016 Wrocław N/z Krzysztof Sośnica z Wydziału Inżynierii Kształtowania Środowiska i Geodezji Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu. Fot. Miłosz Poloch