Meteosat Trzeciej Generacji – Satelitarne dane przyszłości

Meteosat Trzeciej Generacji (ang. Meteosat Third Generation, MTG) to najnowsza, budowana od niedawna seria europejskich satelitów meteorologicznych. Projekt stanowi wspólne przedsięwzięcie Europejskiej Agencji Kosmicznej i europejskiego konsorcjum eksploatacji satelitów meteorologicznych – EUMETSAT. Co konkretnie da nam MTG?

Ten nowatorski system monitorowania pogody oraz stanu atmosfery docelowo składać się ma sześciu satelitów zgrupowanych w dwie odrębne platformy satelitarne: MTG-I (satelity do obrazowania, łącznie cztery) i MTG-S (satelity sondujące atmosferę – dwa). Pierwsza z nich wyposażona będzie w kamery FCI (ang. Flexible Combined Imager), natomiast druga – w czujnik promieniowania podczerwonego IRS (ang. InfraRed Sounder). Te dwie platformy i zbierane przez należące do ich satelity dane będą się wzajemnie uzupełniać podczas prowadzenia ciągłych obserwacji Ziemi i ziemskiej atmosfery z orbity geostacjonarnej, z wysokości około 35 786 km nad równikiem.

MTG to trzecia już odsłona satelitów z serii Meteosat, pierwotnie służących do obserwacji pogody i wybranych badań meteorologicznych. Pierwszego satelitę z serii MFG (ang. Meteosat Third Generation) o nazwie Meteosat-1 wystrzelono w kosmos jeszcze w roku 1977. Ostatni z tej serii – Meteosat-7 – pracował aż do roki 2016. Satelity MFG skanowały dysk Ziemi co 30 minut w trzech kanałach: w paśmie widzialnym (0,5 – 0,9 μm), w paśmie absorpcji pary wodnej (5,7 – 7,1 μm) i w podczerwieni (10,5 – 12,5 μm)

Ich następcy, czyli satelity MSG (Meteosat Second Generation) działają nieprzerwanie od roku 2002. Obecnie niebo nad Polską monitoruje Meteosat-11, obecny na orbicie od roku 2015. Cztery satelity geostacjonarne należące do tej serii wyposażone były w czujniki obserwujące w 12 kanałach spektralnych, w tym w bliskiej i dalekiej podczerwieni, w paśmie absorpcji ozonu, czy w tak zwanym kanale widzialnym o wysokiej rozdzielczości (HRV). W tym przypadku pomiary atmosfery nad danym obszarem Europy bądź Afryki były prowadzone już częstotliwością czasową 15 minut, przy czym satelita Meteosat-10 począwszy od marca roku 2018 pracuje dodatkowo w trybie rapid scan, obrazując Europę z częstotliwością 5 minut. Ten specjalny tryb szybkiego skanowania pokazuje nam mniej więcej jedną trzecią dysku Ziemi co 5 minut, bowiem skanowanie mniejszego obszaru oznacza, że można je wykonywać częściej.

Nowa generacji satelitów Meteosat, czyli MTG, ma zacząć działać już w roku 2021. Pod względem obrazowania może przynieść prawdziwie rewolucyjne zmiany, w tym całkiem nowe usługi obrazowania, nowy instrument Lightning Imager (służący do obrazowania wyładowań atmosferycznych) oraz najnowocześniejszą usługę sondowania atmosferycznego, zapewniającą również pomiary w  podczerwieni i ultrafioletu. Dodatkowo satelity MTG nie będą już stabilizowane poprzez proste obracanie się całej platformy, jak miało to miejsce w przypadku pierwszych dwóch generacji Meteosat, ale przez platformy stabilizowane trójosiowo. Platformy te będą obsługiwać instrumenty obrazujące powierzchnię Ziemi i atmosferę oraz instrumenty sondujące atmosferę ziemską z jeszcze lepszą rozdzielczością przestrzenną, czasową i radiometryczną w stosunku do MFG i MSG. Pełna konfiguracja operacyjna MTG ma składać się z dwóch satelitów MTG-I pracujących w tandemie (jednego skanującego Europę i Afrykę co 10 minut i drugiego skanującego tylko Europę co 2,5 minuty (!) czyli dwa razy szybciej niż w przypadku działającego obecnie systemu Rapid Scan!) oraz jednego satelity z MTG-S.

Misja MTG ma nam zapewnić przede wszystkim ciągłość obserwacji w zakresie widzialnym z orbity geostacjonarnej, lepsze dane w wyższej rozdzielczości przestrzennej, czasowej i radiometrycznej dla aplikacji ultrakrótkoterminowej prognozy pogody, tzw. nowcastingowych (NWC), dostęp do całkiem nowego źródła danych na temat wyładowań atmosferycznych, oraz do danych z zakresu sondowania atmosfery w podczerwieni i ultrafiolecie w trzech wymiarach. Wszystko to przyczyni się z pewnością do poprawy możliwości lepszego prognozowania pogody z niewielkim wyprzedzeniem czasowym (tzw. Nowcasting, czyli prognoza pogody “na teraz”) – ze względu na nowe kanały obserwacji oraz zwiększoną częstość zbierania tych danych w czasie. Nowe dane będą też dawały nowy, bogatszy niż dotąd wkład w tzw. asymilację danych, czyli dane wejściowe przekazywane super komputerom do opracowywania numerycznych prognoz pogody (NWP).

Czas pracy satelitów MTG-I przewiduje się na około 20 lat, a satelitów MTG-S na 15,5 roku. Warto dodać, że na świecie działają już obecnie systemy satelitarne będące prekursorami i zarazem dowodami na skuteczność zaproponowanych dla MTG rozwiązań technologicznych. Japoński satelita pogodowy Himawari 8 dostarcza na przykład obrazy z Ziemi o rozdzielczości około 500 m i skanuje cały jej dysk co każde 10 minut, a dodatkowo obrazuje samą Japonię z częstotliwością czasową 2,5 minut.  

Pomimo tego, że satelity MTG zostaną umieszczone na orbicie już po zakończeniu projektu sat4envi, dane pochodzące z tych satelitów będą również udostępnianie użytkownikom, zgodnie z polityka licencyjna właściciela danych czyli Agencji EUMETSAT.