CHRONOMÉTRÉE

La mission TIMED (Thermosphère • Ionosphère • Mésosphère • Energétique et Dynamique) est dédiée à l'étude des influences que l'énergétique et la dynamique du Soleil et des humains ont sur la région la moins explorée et la moins bien comprise de l'atmosphère terrestre – la Mésosphère et la Basse Thermosphère / Ionosphère (MLTI). La mission a été lancée depuis la base aérienne de Vandenberg en Californie le 7 décembre 2001 à bord d'un lanceur -fusée Delta II . Le projet est sponsorisé et géré par la NASA , tandis que le vaisseau spatial a été conçu et assemblé par le laboratoire de physique appliquée de l'université Johns Hopkins . La mission a été prolongée plusieurs fois et a maintenant collecté des données sur un cycle solaire entier , ce qui l'aide à atteindre son objectif de différencier les effets du Soleil sur l'atmosphère des autres effets. Elle a partagé son lanceur Delta II avec la mission océanographique Jason-1 .

La région de l'atmosphère de la mésosphère , de la thermosphère inférieure et de l'ionosphère (MLTI) étudiée par TIMED est située entre 60 et 180 kilomètres au-dessus de la surface de la Terre, là où l'énergie du rayonnement solaire est d'abord déposée dans l'atmosphère. Cela peut avoir des effets profonds sur les régions atmosphériques supérieures de la Terre, en particulier pendant le pic du cycle solaire de 11 ans du Soleil, lorsque les plus grandes quantités de son énergie sont libérées. La compréhension de ces interactions est également importante pour notre compréhension de divers sujets en géophysique , météorologie , aéronomie et science atmosphérique , car le rayonnement solaire est l'une des principales forces motrices des marées atmosphériques . Les changements dans la MLT peuvent également affecter les télécommunications modernes par satellite et par radio .

La charge utile du vaisseau spatial se compose des quatre instruments principaux suivants :

• L'imageur ultraviolet global (GUVI) balaie la trajectoire d'un horizon à l'autre pour mesurer les variations spatiales et temporelles de température et de densité des constituants dans la basse thermosphère , et pour déterminer l'importance des sources d'énergie aurorales et des sources ultraviolettes extrêmes solaires pour le bilan énergétique de cette région.
• Solar Extreme ultraviolet Experiment (SEE) , un spectromètre et une suite de photomètres conçus pour mesurer les rayons X mous solaires , le rayonnement ultraviolet extrême et ultraviolet lointain qui se déposent dans la région MLT.
• Interféromètre Doppler TIMED (TIDI) , conçu pour mesurer globalement les profils de vent et de température de la région MLT.
• Sondage de l'atmosphère par radiométrie d'émission à large bande (SABER) , radiomètre multicanal conçu pour mesurer la chaleur émise par l'atmosphère sur une large gamme d'altitudes et spectrale, ainsi que les profils de température globale et les sources de refroidissement atmosphérique.

Les données collectées par les instruments du satellite sont mises gratuitement à la disposition du public.

• Masse : 660 kilogrammes
• Dimensions:
  • 2,72 mètres de haut
  • 1,61 mètre de large (configuration de lancement)
  • 11,73 mètres de large (panneaux solaires déployés)
  • 1,2 mètre de profondeur
• Consommation électrique : 406 watts
• Liaison descendante des données : 4 mégabits par seconde
• Mémoire : 5 gigabits
• Processeur de contrôle et de traitement des données : Mongoose-V
• Attitude:
  • Contrôle - À 0,50° près
  • Connaissance - À 0,03° près
  • Processeur : RTX2010
• Coût total de la mission :
  • Engin spatial : 195 millions de dollars
  • Opérations terrestres : 42 millions USD

TIMED a rencontré des problèmes mineurs avec le contrôle d'attitude lorsque, après le lancement, les magnétorqueurs n'ont pas réussi à ralentir la rotation du vaisseau spatial comme prévu. Un ingénieur qui installait les magnétorqueurs avait enregistré par erreur l'inverse de leurs polarités réelles, ce qui a généré une erreur de signe dans le logiciel de vol. Le problème a été résolu en désactivant temporairement le capteur de champ magnétique de l'orbiteur et en téléchargeant un correctif logiciel pour corriger l'erreur de signe. Dans un incident séparé, une autre mise à jour logicielle a corrigé un problème causé par un test défectueux des capteurs solaires . Après ces corrections, le système de contrôle d'attitude a fonctionné comme prévu.

Le 28 février 2024, vers 06h30 UTC, TIMED est passé à moins de 10 mètres du satellite disparu Kosmos 2221. Comme ni TIMED ni Kosmos 2221 ne peuvent être manœuvrés, la conjonction était inévitable. LeoLabs, une société de suivi par satellite, avait estimé une probabilité de collision de satellites pouvant atteindre 8 % avant la rencontre. Une collision entre les deux satellites, tous deux se déplaçant à des vitesses hypervéloces l'un par rapport à l'autre, devait générer entre 2 500 et 7 500 fragments de débris spatiaux , un chiffre potentiellement supérieur à celui de la collision de satellites de 2009 entre Iridium 33 et Kosmos 2251. Ce rapprochement a été particulièrement préoccupant pour la NASA, qui a souligné l'événement lors du 39e Space Symposium à Colorado Springs dans un discours plus large sur le nouveau plan stratégique de durabilité spatiale de la NASA .

L'instrument TIMED a permis d'améliorer la compréhension scientifique des tendances à long terme dans la haute atmosphère. L'instrument SABER a recueilli un enregistrement continu des niveaux de vapeur d'eau et de dioxyde de carbone dans la stratosphère et la mésosphère.

SABER est capable de collecter 1 500 mesures de vapeur d'eau par jour, ce qui représente une nette amélioration par rapport aux satellites et aux observations au sol précédents. SABER présentait un défaut dans son filtre optique qui l'amenait à surestimer les niveaux de vapeur d'eau ; cette erreur a été découverte et les données ont été corrigées. Sur la base des données corrigées, SABER a constaté qu'entre 2002 et 2018, les niveaux de vapeur d'eau dans la basse stratosphère augmentaient à un rythme moyen de 0,25 ppmv (environ 5 %) par décennie, et dans la haute stratosphère et la mésosphère, les niveaux de vapeur d'eau augmentaient à un rythme moyen de 0,1-0,2 ppmv (environ 2-3 %) par décennie. On pense que la croissance des niveaux de méthane est en partie responsable de la croissance des niveaux de vapeur d'eau, car le méthane s'oxyde en dioxyde de carbone et en vapeur d'eau, mais les changements induits par le cycle solaire peuvent également en être responsables.

SABER a également surveillé les niveaux de dioxyde de carbone dans la haute atmosphère. L'instrument a constaté que les niveaux de dioxyde de carbone dans la haute atmosphère sont en augmentation : à une altitude de 110 kilomètres (68 miles), les niveaux de CO ₂ augmentent à un rythme moyen de 12 % par décennie. Ce rythme est plus rapide que ce qui a été prédit par les modèles climatiques et suggère qu'il y a plus de mélange vertical de CO ₂ qu'on ne le pensait auparavant.

En collectant des données sur la haute atmosphère, TIMED contribue à la modélisation des impacts environnementaux. La vapeur d'eau et le dioxyde de carbone sont des gaz à effet de serre et leur croissance dans la haute atmosphère doit être prise en compte dans les modèles climatiques. De plus, la vapeur d'eau de la haute atmosphère contribue à l'appauvrissement de la couche d'ozone.