使用高时空分辨率从近地轨道进行大气测量

用于分析大气成分,如O3、NO2、SO2等,ESA与欧盟共同发起了哨兵-5项目。预计从2022年起在MetOp-SG A航天器上部署的飞行任务光谱仪系统的一个中心目标是监测微量气体浓度。asphericon为哨兵-5的其中一个子系统制造耐用光学元件。借助公司的高端精加工技术,这些光学元件具有最佳表面规格,并通过精确切割成矩形来满足所有必要的空间和重量要求。

项目说明

分析大气成分在空气污染、全球变暖或天气预报方面发挥着重要作用。哨兵-5项目是作为ESA和欧盟哥白尼方案的一部分启动的,以收集这些测量数据。其任务核心部件是监测用于大气化学和气候应用的微量气体浓度。哨兵-5是MetOp-SG A航天器上的一个仪器,除其他部件外,由一个高分辨率光谱仪系统组成,包括工作范围很宽(从紫外线到短波红外线)的五个光谱仪。由于巨大的测线束法,其将每天提供对地球的全面覆盖。2级产物(如O3、NO2、SO2等)将近实时可用(在感测的2小时45分钟内)。考虑到有限的空间要求,需要设计紧凑和轻便的准直透镜。此外,透镜表面的最小不规则性和粗糙度特别重要,以便在极端条件下获得最佳成像性能。

项目实现

asphericon能够为哨兵-5框架内的SWIR子系统提供超精密光学部件。这些透镜包括旋转对称球面和复杂圆柱体。所有光学部件由耐用材料(熔融石英、硅和硫化锌)组成,而几何形状则呈现出不同组合(凹/凹、凸/凹、凸/凸),直径范围为从87.7mm-129.4mm。由于重量轻的要求,将透镜高精度地切割成矩形。结合高端精加工工艺,asphericon能够实现≤1fr的不规则度,从而满足客户的高要求。通过使用室内Ångström抛光,可将短波空间频率降至最低,并实现最低表面粗糙度(≤1nm)。

参数

  • 预计将在2022年至2043年之间提供协同互补数据集
  • 设计寿命:7.5年
  • 7个不同的光谱带: UV-1(270-310nm)、UV-2/VIS(300-500nm)、NIR-1(685-710nm)、NIR-2a(745-755nm)、NIR-2b(755-773nm)、SWIR-1(1590-1675nm)、SWIR-3(2305-2385nm)
  • 生成的数据量: 每完整轨道139GB

目的

  • 在全球范围内监测关键空气质量、微量气体和气溶胶以及成分与气候的相互作用
  • 主要数据:O3、NO2、SO2、HCHO、CHOCHO、CH4、CO、气溶胶和云特性

哨兵-5的光学元件一览;

  • 用耐磨材料(熔融石英、硅和硫化锌)制造旋转对称球面和复杂圆柱形光学元件。
  • 透镜规格:直径87.7-129.4mm,凹/凹,凸/凹和凸/凸,不规则度≤1fr,最低表面粗糙度≤1nm。
  • 将光学元件切割成矩形,以减少所需空间和重量

免责声明:本合同在欧洲航天局的项目和资助下进行。本文表达的观点决不能反映欧洲航天局的官方意见。

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