Fengyun-4B

Fengyun-4B (chinesisch 風雲四號B星 / 风云四号B星, Pinyin Fēngyún Sì Hào B Xīng, deutsch „Wind und Wolken“) ist ein chinesischer Wettersatellit der Fengyun-Reihe, der am 2. Juni 2021 um 16:17 Uhr UTC mit einer Trägerrakete vom Typ Langer Marsch 3B/G2 vom Kosmodrom Xichang in eine geostationäre Umlaufbahn gebracht[2] und am 10. Juni 2021 bei 123,5° östlicher Länge positioniert wurde.[3][4] Neben seiner Hauptaufgabe, der Unterstützung von kurzfristigen Wettervorhersagen, insbesondere was Taifune und Sandstürme betrifft, dient der Satellit auch der Umweltbeobachtung sowie der Beobachtung des Weltraumwetters.[5][6] Am 1. Juli 2021 um 04:00 Uhr UTC lieferte der Satellit die ersten Bilder.[7]

Fengyun-4B
Typ: Wettersatellit
Land: China Volksrepublik Volksrepublik China
Betreiber: Nationales Zentrum für Satellitenmeteorologie
COSPAR-ID: 2021-047A
Missionsdaten[1]
Masse: 5380 kg
Größe: ⌀ 340 cm × 220,5 cm
Start: 2. Juni 2021, 16:17 Uhr UTC
Startplatz: Kosmodrom Xichang
Trägerrakete: Langer Marsch 3B/G2
Betriebsdauer: 7 Jahre (geplant)
Status: aktiv
Bahndaten
Umlaufbahn: geostationär
Bahnhöhe: ca. 36.000 km
Bahnneigung: 0°

Bus

Der mit einer Genauigkeit von 0,01° dreiachsenstabilisierte, 5380 kg schwere Satellit des Nationalen Zentrums für Satellitenmeteorologie basiert auf dem SAST-5000-Bus der Shanghaier Akademie für Raumfahrttechnologie, er hat eine geplante Betriebsdauer von sieben Jahren.[1][6] Der Satellit besitzt ein sechseckiges Gehäuse mit einem Querschnitt von 340 cm und einer Höhe von 220,5 cm. Über einen Solarzellenflügel stehen für die Nutzlasten mindestens 12 kW zur Verfügung.[8] Als Antrieb besitzt der Satellit ein chemisches Triebwerk mit der hypergolen Treibstoffmischung MMH/MON-1, also Monomethylhydrazin als eigentlicher Treibstoff und Distickstofftetroxid mit 1 % Stickstoffmonoxid als Oxidator.[9] Für eine präzise Beobachtung aus großer Entfernung wurde der Bus mit Einrichtungen zur Messung und Unterdrückung von Mikrovibrationen sowie zur Echtzeit-Positionsbestimmung mittels Navigationssatelliten ausgerüstet.[10] Für Telemetrie, Bahnverfolgung und Steuerung verwendet der Satellit das S-Band,[8] die Nutzlastdaten werden auf dem Ka-Band gesendet.[11] Die Bodenstation befindet sich im Nordwesten des Pekinger Stadtbezirks Haidian.[12]

Nutzlasten

Fengyun-4B, dessen Entwicklung v​ier Jahre i​n Anspruch genommen hatte, i​st eine verbesserte Version v​on Fengyun-4A. Er besitzt e​ine 150 kg schwere Hochgeschwindigkeitskamera, i​m Ausland a​ls GEO High-speed Imager o​der GHI bekannt, m​it der j​ede Minute Aufnahmen e​ines Gebiets v​on 2000 × 2000 km m​it einer Auflösung v​on 250 m gemacht werden können. Ein Gebiet v​on 1000 × 1000 km k​ann drei- b​is viermal p​ro Minute aufgenommen werden, u​nd zwar b​ei Tag u​nd bei Nacht, w​as wichtig für kurzfristige Wettervorhersagen ist. 1000 × 1000 km entspricht e​twa der Ausdehnung e​ines Taifuns. Üblicherweise w​ird das Staatsgebiet Chinas e​twa alle fünf Minuten einmal fotografiert. Bei Unwettern w​ird dann a​uf den kleineren Abtastbereich geschaltet, sodass d​ie Meteorologen d​em Taifun i​n Echtzeit folgen, d​ie Windstärke bestimmen u​nd seinen Weg vorhersagen können.[13]

Von Fengyun-4A übernommen ist eine Multispektralkamera (Advanced Geostationary Radiation Imager bzw. AGRI) mit nun 15 Kanälen im sichtbaren und Infrarot-Bereich zwischen 0,45 und 13,8 μm. Die räumliche Auflösung im kurzwelligen und mittleren Infrarotbereich wurde von 4 km auf 2 km verbessert, die Temperatur von Wolken, Erd- und Meeresoberfläche kann nun mit einer Auflösung von 0,05 K gemessen werden.[14] Der maximale Fehler im Vergleich zur am Boden gemessenen realen Temperatur beträgt 0,5 K.[10] Durch eine Weiterverarbeitung der von der Multispektralkamera gelieferten Bilder ist es unter anderem möglich, den Luftdruck an der Oberseite der Wolkendecke zu ermitteln.[15] So wurde zum Beispiel beobachtet, dass knapp zwei Stunden nach dem Ausbruch des Vulkans Hunga Tonga-Hunga Haʻapai am 15. Januar 2022 der Luftdruck in der Tropopause, der in jenen Breiten üblicherweise 100 hPa beträgt, auf 80 hPa abgesunken war. Einen Tag später hatte sich der Luftdruck jedoch wieder bei 100 hPa normalisiert.[16]

Das Hauptinstrument an Bord des Satelliten ist ein vom Nationalen Zentrum für Weltraumwissenschaften entwickeltes Michelson-Interferometer (Geostationary Interferometric Infrared Sounder bzw. GIIRS) für die dreidimensionale Abtastung von Strukturen in der Atmosphäre mithilfe von sich überlagernden Lichtstrahlen im sichtbaren und Infrarot-Bereich.[17] Die Abtastung eines Gebiets von 4500 × 4500 km dauert 55 Minuten und erfolgt mit einer Auflösung von 1 km im sichtbaren Licht sowie 16 km im Infrarotbereich.[11] Kleinere Gebiete von 1000 × 1000 km können in 30 Minuten abgetastet werden. Die von dem Gerät ermittelten Daten werden zur Bestimmung von Temperatur und Luftfeuchtigkeit, der Messung von Wolkenhöhen, Unterscheidung von Wolkenarten, Erstellung von Wolkenkarten sowie der Bestimmung von horizontalen Windgeschwindigkeiten und des Ozongehalts der Luft (gemessen als flächenbezogene Masse) verwendet.[18]

Außerdem besitzt d​er Satellit n​och eine Gruppe v​on Geräten z​ur Beobachtung d​es Weltraumwetters (Space Environment Monitoring Instrument Package bzw. SEMIP). Dazu gehören e​in Fluxgate-Magnetometer m​it einem Bereich v​on ±0,01 nT b​is ±2600 nT u​nd einer Auflösung v​on 0,06 nT, d​azu noch e​in Detektor für hochenergetische Protonen v​on 1–165 MeV s​owie ein Detektor für hochenergetische Elektronen v​on 0,4–4 MeV.[15]

Einzelnachweise
  1. 长征三号乙 • 风云4B • 第二颗风云4气象卫星 • LongMarch-3B/G2 Y72 • FY-4B. In: spaceflightfans.cn. 6. Mai 2021, abgerufen am 8. Mai 2021 (chinesisch).
  2. “金牌火箭”今年高密度发射开始了！风云四号B星成功入轨！ In: spaceflightfans.cn. 3. Juni 2021, abgerufen am 3. Juni 2021 (chinesisch).
  3. Andrew Jones: China launches Fengyun-4B meteorological satellite. In: spacenews.com. 3. Juni 2021, abgerufen am 4. Juni 2021 (englisch).
  4. FengYun 4B. In: nsmc.org.cn. Abgerufen am 6. Juli 2021 (englisch).
  5. 长三乙成功发射风云四号B星！台风、沙尘暴“看”得更清楚. In: spaceflightfans.cn. 3. Juni 2021, abgerufen am 3. Juni 2021 (chinesisch).
  6. 风云四号B星发射成功，高频高清更灵敏. In: spaceflightfans.cn. 3. Juni 2021, abgerufen am 3. Juni 2021 (chinesisch).
  7. 风云四号 B 星成功获取首批高精度图像和数据：可直观显示对流云团的精细化结构. In: spaceflightfans.cn. 2. Juli 2021, abgerufen am 2. Juli 2021 (chinesisch).
  8. SAST-5000. In: sast.net. Abgerufen am 8. Mai 2021 (englisch).
  9. H. P. Trinh: Lightweight, High Performance, Low Cost Propulsion Systems for Mars Exploration Missions to Maximize Science Payload. (PDF; 119 KB) In: lpi.usra.edu. Abgerufen am 8. Mai 2021 (englisch).
  10. 细数风云四号B星三大关键技术突破. In: spaceflightfans.cn. 3. Juni 2021, abgerufen am 3. Juni 2021 (chinesisch).
  11. Zhang Peng: Status report on the current and future satellite systems by CMA. (PDF; 3,9 MB) In: cgms-info.org. 2. Juni 2018, S. 23, abgerufen am 8. Mai 2021 (englisch).
  12. Outline of GEO System. In: nsmc.org.cn. Abgerufen am 8. Mai 2021 (englisch).
  13. 15秒！给百万平方公里区域“拍照”. In: spaceflightfans.cn. 4. Juni 2021, abgerufen am 4. Juni 2021 (chinesisch).
  14. 风云四号B卫星完成研制 明年择机发射. In: spaceflightfans.cn. 24. August 2020, abgerufen am 8. Mai 2021 (chinesisch).
  15. Herbert J. Kramer: FY-4 (FengYun-4). In: eoportal.org. Abgerufen am 8. Mai 2021 (englisch).
  16. 贾煦: 风云持续跟进，监测汤加火山进行时. In: mp.weixin.qq.com. 16. Januar 2022, abgerufen am 16. Januar 2022 (chinesisch).
  17. Geostationary Interferometric Infrared Sounder (GIIRS). In: nsmc.org.cn. Abgerufen am 8. Mai 2021 (englisch).
  18. Wang Liang: Meteorological satellite Fengyun-4B is successfully launched. In: nsmc.org.cn. 3. Juni 2021, abgerufen am 21. Juni 2021 (englisch).
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