Ο νέος γεωστατικός δορυφόρος MTG-S1 (Meteosat Third Generation – Sounder 1)  της Ευρώπης έρχεται να απαντήσει στις ανάγκες της κοινότητας αριθμητικής πρόγνωσης καιρού. Τα δεδομένα και δευτερογενή προϊόντα του θα υποστηρίξουν τα αριθμητικά μοντέλα πρόγνωσης παρέχοντας έγκαιρη ανίχνευση περιοχών με υψηλή πιθανότατα αστάθειας και ακριβέστερες προειδοποιήσεις σχετικά με τη θέση και την ένταση των καταιγίδων. Ο MTG-S1 αναμένεται να εκτοξευθεί εντός του καλοκαιριού του 2025. Μπορείτε να δείτε τις σημαντικές ημερομηνίες της ζωής του δορυφόρου εδώ.

Οι πληροφορίες που θα παρέχει ο MTG-S1  θα προέρχονται από όργανα που χρησιμοποιούν (Α) το υπέρυθρο και (Β) το ηλιακό (εγγύς υπέρυθρο + ορατό + υπεριώδες) φάσμα. Οι παρατηρήσεις στο υπέρυθρο φάσμα θα πραγματοποιούνται από το όργανο Infrared Sounder (IRS) ενώ αυτές στο ηλιακό από το όργανο Ultraviolet, Visible and Near-Infrared Sounder (UVN) της αποστολής Copernicus Sentinel-4 των δορυφόρων MTG. Παρακάτω συνοψίζονται κάποια από τα κυριότερα χαρακτηριστικά των πληροφοριών και δυνατοτήτων στα 2 φάσματα.

Α. Υπέρυθρο φάσμα

• Ανά 30 λεπτά μετρήσεις πάνω από την Ευρώπη, οι οποίες θα καλύψουν τα μεγάλα χωρικά και χρονικά κενά των ραδιοβολίσεων που συνήθως πραγματοποιούνται ανά 12 ώρες.
• Δυνατότητα χρονικής και χωρικής «συμπλήρωση» των παρατηρήσεων υγρασίας και θερμοκρασίας που λαμβάνονται από τους δορυφόρους πολικής τροχιάς.
• Καλύτερη απεικόνιση του υδρολογικού κύκλου των σχετικών μοντέλων μέσω παροχής πληροφοριών σχετικά με τη δομή της υγρασίας στην τροπόσφαιρα.
• Παροχή πληροφοριών σχετικά με την υγρασία, τη θερμοκρασία και τον άνεμο στον τετραδιάστατο χωροχρόνο («4D κύβος καιρού») οι οποίες θα υποστηρίξουν εφαρμογές βραχυπρόθεσμης πρόγνωσης (nowcasting) ανιχνεύοντας πρόδρομες συνθήκες και έναρξη αστάθειας, με τελικό αποτέλεσμα τη βελτίωση των προειδοποιήσεων σχετικά με την θέση και την ένταση των καταιγίδων.
• Εξαγωγή πληροφοριών σχετικά με τις ατμοσφαιρικές κινήσεις στα διάφορα ύψη που θα ωφελήσουν την πρόγνωση στις τροπικές περιοχές.
• Εκτιμήσεις των ημερήσιων διακυμάνσεων αερίων όπως το όζον και το μονοξείδιο του άνθρακα που θα βοηθήσουν στην πρόγνωση της ατμοσφαιρικής ρύπανσης και στην παρακολούθηση δευτερευόντων ατμοσφαιρικών συστατικών.
• Βελτίωση της πρόγνωσης ηφαιστειακής τέφρας μέσω πληροφοριών σχετικά με τη σύνθεση και την πυκνότητα των νεφών τέφρας.
• Δυνητικά σημαντικός αντίκτυπος στην αριθμητική πρόβλεψη καιρού μέσω ταχέως επαναλαμβανόμενων καταγραφών του κατακόρυφου προφίλ της ατμόσφαιρας.

Β. Ηλιακό φάσμα

• Ενίσχυση των δυνατοτήτων παρακολούθησης της ποιότητας του αέρα πάνω από την Ευρώπη.
• Εκτιμήσεις της ημερήσιας μεταβολής αερίων όπως το όζον, το διοξείδιο του αζώτου, το διοξείδιο του θείου, η φορμαλδεΰδη και τα αερολύματα.

Από τα παραπάνω γίνεται εμφανής η συνέργεια μεταξύ των αποστολών MTG-S και Copernicus Sentinel. Ο κύριος στόχος της αποστολής Copernicus Sentinel-4 είναι η υποστήριξη της παρακολούθησης και της πρόβλεψης της ποιότητας του αέρα πάνω από την Ευρώπη με ρυθμό ανανέωσης περίπου μίας ώρας. Η αποστολή Sentinel-4 είναι ένα μέρος της σύμπραξης των αποστολών Copernicus Sentinel-4 και Sentinel-5 που εστιάζουν στην παρακολούθηση της ποιότητας αέρα και του κλίματος. Η αποστολή Copernicus Sentinel-5 βασίζεται στο όργανο UV-VIS-NIR-SWIR (UVNS) που θα περιλαμβάνεται στα όργανα των δορυφόρων Metop δεύτερης γενιάς Α (Metop-SGA). Η αποστολή Sentinel-4 θα παρακολουθεί το όζον, το διοξείδιο του αζώτου, το διοξείδιο του θείου, τη φορμαλδεΰδη και το οπτικό πάχος των αερολυμάτων.

Πηγή πληροφοριών και εικόνας: EUMETSAT – Meteosat Third Generation sounding services

Ο Metop-SGA1, ο πρώτος δορυφόρος σε πολική τροχιά του προγράμματος EUMETSAT Polar System – Second Generation (EPS-SG) θα μεταφέρει και την αποστολή Copernicus Sentinel-5 της Ευρωπαϊκής Ένωσης και πρόκειται να εκτοξευθεί με τον πύραυλο Ariane 6 από το Κουρού στη Γαλλική Γουιάνα.

Επιπλέον, ο δορυφόρος Meteosat Third Generation – Imager 2 (MTG-I2), ο τρίτος γεωστατικός δορυφόρος στο πρόγραμμα MTG και ο δορυφόρος Metop-SGB1 έχουν προγραμματιστεί να εκτοξευθούν με πύραυλο Ariane 6 εντός του 2026, βάσει υφιστάμενων συμβάσεων με την Arianespace.

Μιλώντας από το Ευρωπαϊκό Συνέδριο για το Διάστημα του 2025 στις Βρυξέλλες, ο Phil Evans, Γενικός Διευθυντής EUMETSAT, δήλωσε: «Αυτή η συμφωνία βασίζεται στη μακροχρόνια συνεργασία μας με την Arianespace και υπογραμμίζει τον ζωτικό ρόλο της ευρωπαϊκής διαστημικής βιομηχανίας στην επιτυχή υλοποίηση των προγραμμάτων μας.

Οι Metop-SGA1, Metop-SGB1 και MTG-I2, που αναπτύχθηκαν σε συνεργασία με τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Διαστήματος και τη βιομηχανία, θα παρέχουν ποιοτικά καιρικά και περιβαλλοντικά δεδομένα για την προστασία της ζωής και τη βελτίωση των μέσων διαβίωσης. Με την τεχνογνωσία και τις εξαιρετικές εγκαταστάσεις της Arianespace, ανυπομονούμε να τεθούν σε λειτουργία αυτοί οι δορυφόροι και να παρέχουν σύντομα αυτά τα κρίσιμα δεδομένα για τα κράτη μέλη της EUMETSAT και όχι μόνο».

Ο Metop-SGA1 θα είναι ο πρώτος δορυφόρος που εκτοξεύεται στο πλαίσιο του προγράμματος EPS-SG, ενός από τα πιο προηγμένα μετεωρολογικά συστήματα σε χαμηλή τροχιά που αναπτύχθηκε ποτέ. Το EPS-SG αποτελείται από τρία ζεύγη δορυφόρων Metop-SG – ο Metop-SGA1 και ο Metop-SGB1 είναι το πρώτο ζευγάρι, με τον κάθε ένα να φιλοξενεί μια σουίτα συμπληρωματικών οργάνων. Ο Metop-SGA1 μεταφέρει επίσης τα όργανα της αποστολής Copernicus Sentinel-5/Ultraviolet, Visible, Near-Infrared και Short Wave Infrared Sounder της Ευρωπαϊκής Ένωσης, παρέχοντας κρίσιμα δεδομένα για την παρακολούθηση των συγκεντρώσεων αερίων και της ποιότητας του αέρα.

Ο MTG-I2 θα ολοκληρώσει τον γεωστατικό δορυφορικό σχηματισμό τρίτης γενιάς Meteosat, που περιλαμβάνει τρεις δορυφόρους με προηγμένες δυνατότητες παρακολούθησης ακραίων καιρικών συνθηκών. Το πρόγραμμα MTG περιλαμβάνει μεταξύ άλλων,  δύο όργανα απεικόνισης (Imagers) και ένα όργανο καταγραφής κατακόρυφων προφίλ (Sounder), παρέχοντας δεδομένα για την Ευρώπη με συχνότητα έως 2,5 λεπτά της ώρας.

Τα δύο προγράμματα (MTG και Metop-SG) θα παρέχουν κρίσιμα δεδομένα ανεκτίμητης αξίας για την αριθμητική πρόγνωση του καιρού, την βραχυπρόθεσμη πρόγνωση, την παρακολούθηση του κλίματος και την ατμοσφαιρική ρύπανση.

Η Arianespace είναι αναπόσπαστο κομμάτι της επιτυχίας των αποστολών Meteosat και Metop της EUMETSAT, μέσω μιας συνεργασίας που ξεκίνησε με την εκτόξευση του δορυφόρου Meteosat-2 με πύραυλο Ariane 1 το 1984. Ο David Cavaillolès, Διευθύνων Σύμβουλος της Arianespace, δήλωσε: «Είναι τιμή να εκτοξεύουμε αυτούς τους τρεις πρωτοποριακούς μετεωρολογικούς δορυφόρους επόμενης γενιάς EUMETSAT και να υποστηρίζουμε την συλλογή κρίσιμων καιρικών και κλιματικών δεδομένων. Ο Ariane 6 είναι ένα από τα πιο προηγμένα συστήματα εκτόξευσης που έχουν αναπτυχθεί ποτέ και αποτελεί ακρογωνιαίο λίθο των διαστημικών φιλοδοξιών της Ευρώπης, διασφαλίζοντας την αυτόνομη πρόσβασή της Ευρώπης  στο διάστημα τα επόμενα χρόνια και προάγοντας την ηγετική της θέση στη διαστημική τεχνολογία».

ΠΗΓΗ ΑΡΘΡΟΥ: Eumetsat – Preparing for liftoff

Ο καιρός – και ιδιαίτερα τα ακραία καιρικά φαινόμενα – επηρεάζει τις περισσότερες ανθρώπινες δραστηριότητες. Η δυνατότητα παρακολούθησης ολόκληρης της Γης επιτρέπει στους μετεωρολόγους να παρακολουθούν αδιάλειπτα την εξέλιξη των καιρικών συστημάτων. Οι τυφώνες του Ατλαντικού εμφανίζονται στις εικόνες των δορυφόρων Meteosat πολύ πριν αλληλεπιδράσουν με τη ξηρά ενώ τα δορυφορικά δεδομένα βοηθούν στην πρόβλεψη των τροχιών τους.

Πριν από τους μετεωρολογικούς δορυφόρους, οι μετεωρολόγοι βασίζονταν σε παρατηρήσεις από μετεωρολογικούς σταθμούς εδάφους αλλά και πλωτούς, σε παρατηρήσεις  πλοίων καθώς και σε πληροφορίες σχετικά με την ατμόσφαιρα που παρείχαν οι ραδιοβολίσεις και τα αεροσκάφη. Οι δορυφόροι παρείχαν μια τεράστια νέα σειρά πληροφοριών που, σε συνδυασμό με νέα μοντέλα υπολογιστών, βοήθησαν να γίνουν οι προβλέψεις πιο αξιόπιστες για μεγαλύτερες περιόδους.

Ο πρώτος Meteosat αποτέλεσε ορόσημο στην ευρωπαϊκή συνεργασία στο διάστημα. Μεμονωμένες χώρες είχαν ανοίξει το δρόμο με την παρακολούθηση της ιονόσφαιρας από το διάστημα και τις Ευρωπαϊκές διαστημικές διασκέψεις της δεκαετίας του 1960. Σε αυτές συμφώνησαν ότι θα έπρεπε να υπάρχει ένας ευρωπαϊκός μετεωρολογικός δορυφόρος κάτι που τελικά υλοποιήθηκε με τον πρώτο Meteosat.

Η πρώτη εικόνα του Meteosat-1

Το πρόγραμμα Meteosat ξεκίνησε ως γαλλικό έργο, με τη συμμετοχή τόσο της CNES (Centre National d’Études Spatiales) όσο και της γαλλικής μετεωρολογικής υπηρεσίας (Météo France). Ταυτόχρονα, ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστημικής Έρευνας (ESRO, πρόδρομος του ESA) εξέταζε τις δυνατότητες εκτόξευσης και χρήσης δορυφόρων πολικής και γεωστατικής τροχιάς. Η ESRO αποφάσισε να προχωρήσει με ένα γεωστατικό δορυφόρο, ο οποίος θα ήταν προφανώς μια επανάληψη της Γαλλικής προσπάθειας.

Κατά τη διάρκεια μιας μακράς περιόδου μελέτης και διαπραγματεύσεων, τέθηκαν τα θεμέλια ώστε το πρόγραμμα των Meteosat να εξελιχθεί από γαλλικό σε ευρωπαϊκό. Αποφασίστηκε να ιδρυθεί ένα γραφείο της ESA στην Τουλούζη, από όπου θα μπορούσε να αναπτυχθεί και να καθοδηγηθεί το πρόγραμμα των Meteosat.

Ο Meteosat-1 εκτοξεύτηκε στις 13:35 GMT της 23^ης Νοεμβρίου 1977 από το Cape Canaveral στη Φλόριντα. Έφτασε σε επιχειρησιακή τροχιά στις 7 Δεκεμβρίου 1977 και η πρώτη του εικόνα στάλθηκε στη Γη στις 9 Δεκεμβρίου. Ήταν ο πρώτος δορυφόρος σε γεωστατική τροχιά που διέθετε κανάλι υδρατμών για να παρακολουθεί την κίνηση της υγρασίας στον αέρα.

Ο νέος δορυφόρος απαιτούσε μεγάλες βελτιώσεις στην υπολογιστική ισχύ της ESA – τόσο σε ότι αφορούσε την τηλεμετρία όσο και στην επεξεργασία των δεδομένων των εικόνων. Από τη θέση του πάνω από τον μεσημβρινό του Γκρίνουιτς, ο Meteosat-1 μπορούσε να καταγράφει το οπτικό του πεδίο κάθε 30 λεπτά, με τα δεδομένα να παρέχονται σε σχεδόν πραγματικό χρόνο στους χρήστες.

Από την πρώτη εικόνα του πρώτου Meteosat-1 έχουν περάσει 40 χρόνια. Οι εικόνες και τα δεδομένα που προέρχονται από αυτόν και τους διαδόχους του έχουν συμβάλει σημαντικά στη βελτίωση της πρόγνωσης του καιρού αλλά και γενικότερα στη μετεωρολογία και κλιματολογία.

Ο δορυφόρος Meteosat

Αν και η παρακολούθηση της κλιματικής αλλαγής δεν περιλαμβάνονταν στους στόχους των πρώτων μετεωρολογικών δορυφόρων, οι εικόνες των αλλαγών στην κάλυψη της γης ή στον πολικό πάγο και τα δεδομένα για τη θερμοκρασία της επιφάνειας της θάλασσας θεωρούνται σημαντικά εργαλεία στην κλιματική έρευνα και μοντελοποίηση.

Μεταξύ της εκτόξευσης του Meteosat-1 και της επίσημης ίδρυσης της EUMETSAT (European Organisation for the Exploitation of Meteorological Satellites), μεσολάβησε περίπου μία δεκαετία.  Σήμερα, με σαφείς επιχειρησιακές ευθύνες και χρηματοδότηση, η EUMETSAT έχει γίνει παγκόσμιος παίκτης στη δορυφορική μετεωρολογία. Με 30 κράτη μέλη, η EUMETSAT συνεχίζει να αναπτύσσει νέα δορυφορικά προγράμματα σε συνεργασία με την ESA.

Το πρόγραμμα Meteosat έχει πάντα έναν δορυφόρο σε επιχειρησιακή λειτουργίας σε γεωγραφικό μήκος 0^ο. Οι δορυφόροι πρώτης γενιάς (Meteosat First Generation – MFG) και δεύτερης γενιάς (Meteosat Second Generation – MSG) είχανε ένα κοινό χαρακτηριστικό. Είχανε σχήμα τυμπάνου. Όμως οι MSG ήταν περίπου δυόμισι φορές μεγαλύτεροι και προσφέρανε αυξημένη χωρική ανάλυση, 12 φασματικά κανάλια σε αντίθεση με τα τρία των MFG και ταχύτερη σάρωση.

Ο πρώτος των δορυφόρων Meteosat Third Generation (ο MTG-I1) έχει ήδη πάρει θέση στη γεωστατική τροχιά. Mε νέες δυνατότητες (όπως για παράδειγμα η ανίχνευση ηλεκτρικών εκκενώσεων, η αυξημένη χωρική και χρονική ανάλυση και τα περισσότερα φασματικά κανάλια) εγγυάται για την Ευρώπη, τη συνεχή παρακολούθηση της ατμόσφαιρας από το διάστημα έως και τη δεκαετία του 2030.

Πηγή άρθρου και εικόνων: European Space Agency

«Είναι η πρώτη φορά που οι μετεωρολόγοι από την Ευρώπη και την Αφρική θα έχουν πρόσβαση σε αυτού του είδους τα δεδομένα, τα οποία αναμένουμε ότι θα τους βοηθήσουν να παρακολουθούν και να προβλέπουν την εξέλιξη και την ισχύ των καταιγίδων», δήλωσε ο Γενικός Διευθυντής της EUMETSAT, Phil Evans.

«Οι ισχυρές καταιγίδες μπορούν σε πολλές περιπτώσεις να προβλεφθούν από τις απότομες αλλαγές στην κεραυνική δραστηριότητα που προηγούνται. Παρατηρώντας αυτές τις αλλαγές στη δραστηριότητα οι μετεωρολόγοι θα μπορούν να κάνουν προγνώσεις ισχυρών καταιγίδων με μεγάλες πιθανότητες επιτυχίας».

O LI διαθέτει τέσσερις κάμερες με οπτικά πεδία που καλύπτουν την Ευρώπη, την Αφρική, τη Μέση Ανατολή, μέρος της Νότιας Αμερικής και το μεγαλύτερο μέρος του Ατλαντικού Ωκεανού. Οι κάμερές του παρακολουθούν συνεχώς τη δραστηριότητα των κεραυνών από το διάστημα και μπορούν να τραβήξουν 1.000 εικόνες ανά δευτερόλεπτο.

Επί του παρόντος η διανομή των δεδομένων του LI είναι σε προ-επιχειρησιακό στάδιο. Αυτό σημαίνει ότι, αν και η ποιότητα των δεδομένων είναι ίδια με εκείνη των επιχειρησιακών δεδομένων, θα μπορούσαν να υπάρξουν για παράδειγμα διακοπές της ροής των δεδομένων για δοκιμές ή για αναβαθμίσεις λογισμικού.

Στο βίντεο που ακολουθεί παρουσιάζεται η ανάπτυξη και η κίνηση των καταιγίδων πάνω από την Ευρώπη την 24η Ιουνίου 2024. Κάθε καρέ παρουσιάζει τους κεραυνούς των δύο τελευταίων δύο ωρών, χρωματισμένους σε ένα χρωματικό φάσμα από το λευκό (κεραυνοί των τελευταίων 20 λεπτών) έως το σκούρο κόκκινο (κεραυνοί των τελευταίων 100-120 λεπτών).

Πηγή άρθρου, εικόνων και βίντεο: EUMETSAT- Lightning Imager’s data debut in time for storm season

Η ανάφλεξη του μετεωρίτη ο οποίος διέτρεξε ως πύρινη σφαίρα (fireball) την ατμόσφαιρα με ταχύτητα 160.000 km/h στις 18 Μαϊου 2024, καταγράφηκε επίσης από ειδική κάμερα στο γραφείο πλανητικής άμυνας του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA’s Planetary Defence Office) που εδρεύει στο Cáceres της Ισπανίας.

O μετεωρίτης καταγράφηκε από τον αισθητήρα Lightning Imager στον δορυφόρο Meteosat Τρίτης Γενιάς, ο οποίος ανιχνεύει ηλεκτρικά φαινόμενα στην ατμόσφαιρα.

Ο δορυφόρος Meteosat Third Generation είναι ο πρώτος γεωστατικός μετεωρολογικός δορυφόρος τροχιάς  που έχει τη δυνατότητα να ανιχνεύει αστραπές και μερικούς κεραυνούς σε όλη την Ευρώπη, την Αφρική και τους γύρω ωκεανούς,  παρακολουθώντας συνεχώς περισσότερο από το 80% του γήινου δίσκου.

Ο αισθητήρας Lightning Imager διαθέτει τέσσερις κάμερες που καλύπτουν την Ευρώπη, την Αφρική, τη Μέση Ανατολή και μέρη της Νότιας Αμερικής. Κάθε κάμερα μπορεί να λάβει έως και 1000 εικόνες ανά δευτερόλεπτο και να παρατηρεί συνεχώς τις ηλεκτρικές εκκενώσεις στην ατμόσφαιρα από το διάστημα.

Τα δεδομένα του οργάνου θα δώσουν στους μετεωρολόγους μεγαλύτερη εμπιστοσύνη στις προβλέψεις τους για ισχυρές καταιγίδες, ιδιαίτερα σε απομακρυσμένες περιοχές και σε ωκεανούς όπου οι δυνατότητες ανίχνευσης ηλεκτρικών εκκενώσεων στην ατμόσφαιρα είναι περιορισμένες. Επιπλέον, σε βάθος χρόνου, θα αποτελέσει μια σημαντική πηγή κλιματικών δεδομένων για τις καταιγίδες που πλήττουν τον πλανήτη μας καθημερινά και δεν εντοπίζονται όλες από επίγεια συστήματα.

Tα στιγμιότυπα προέρχονται από τα προκαταρκτικά δεδομένα του αισθητήρα Lightning Imager και δείχνουν τις λάμψεις φωτός που συσσωρεύονται σε διάστημα έξι δευτερολέπτων καθώς ο μετεωρίτης κινείται στο οπτικό πεδίο του οργάνου.

Η αποστολή Meteosat Third Generation αποτελεί συνεργασία μεταξύ της ευρωπαϊκής υπηρεσίας αξιοποίησης μετεωρολογικών δορυφόρων (Eumetsat) και του ευρωπαϊκού οργανισμού διαστήματος- ESA. Ο ESA είναι υπεύθυνος για την ανάπτυξη και την προμήθεια έξι δορυφόρων. Η Eumetsat καθορίζει τις απαιτήσεις του συστήματος, αναπτύσσει τα επίγεια συστήματα, προμηθεύεται τις υπηρεσίες εκτόξευσης, χειρίζεται τους δορυφόρους και καθιστά τα δεδομένα διαθέσιμα στους χρήστες.

Πηγή: Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος (European Space Agency)