¿Por qué el GOES-R tardará un año entero en validarse?

He estado leyendo algunas cosas sobre el satélite GOES-R de NOAA y noté esto en el sitio GOES-R:

...se colocará en la órbita de verificación de 89,5°, donde se someterá a una fase de verificación y validación extendida de aproximadamente un año.

¿Qué están haciendo en esa convalidación para llevar un año completo? Parece que podrían asegurarse de que funciona mucho más rápido que eso.

Además, parece que los futuros lanzamientos de otros satélites GOES no llevarán tanto tiempo para esa parte del proceso. Todavía no he encontrado los plazos exactos para GOES-S, GOES-T y GOES-U, pero su fase de prueba no es tan larga como GOES-R. ¿Por que no?

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¡Buena pregunta! La suposición descabellada sería cotejar con otros conjuntos de datos reales de satélite y tierra las diversas tecnologías nuevas utilizadas por GOES-R a lo largo de un ciclo completo de extremos meteorológicos conocidos por los terrícolas como "clima", antes de implementar sistemas similares. ¿O tal vez para mantener algunos datos en secreto hasta que se publiquen buenos artículos? ¿O para asegurarse de que todo se entienda antes de emitir alertas meteorológicas de emergencia mejoradas basadas en las nuevas tecnologías? Predecir el clima no es ciencia espacial, ¡es más difícil!

Respuestas (2)

Hay dos preguntas en esta pregunta. Responderé primero a la segunda pregunta porque (a) esta segunda pregunta es más fácil de responder y (b) la respuesta a esta pregunta lleva a la respuesta a la pregunta clave. La segunda pregunta:

Todavía no he encontrado los plazos exactos para GOES-S, GOES-T y GOES-U, pero su fase de prueba no es tan larga como GOES-R. ¿Por que no?

GOES-S, -T y -U pretenden ser duplicados exactos de GOES-R. Tendrán los mismos sensores y los mismos procesos operativos que el GOES-R. Las intenciones son una cosa, la realidad es otra. Los sensores de los satélites subsiguientes diferirán inherentemente ligeramente de los del GOES-R. El período de validación para esos satélites posteriores abordará las ligeras diferencias entre esos satélites y el GOES-R ya validado.

El período de validación para esos satélites posteriores no abordará los complejos procesos terrestres que transforman los datos sin procesar transmitidos por el satélite en productos de Nivel 1A, Nivel 1B y Nivel 2. Esos procesos ya habrán sido validados para cuando se lancen esos satélites de seguimiento. Eso tomará mucho menos tiempo que el esfuerzo de validación para GOES-R.

Ahora la pregunta clave:

¿Por qué el GOES-R tardará un año entero en validarse?

Esto se debe principalmente a que GOES-R es esencialmente un instrumento completamente nuevo. El objetivo es alcanzar lo que se denomina "estado provisional" dentro de los seis meses posteriores al lanzamiento. Esto significa que todos los procesos que transforman el enlace descendente sin procesar a productos de Nivel 1A a productos de Nivel 1B a productos de Nivel 2 están funcionando correctamente, y que la ciencia subyacente en esas transformaciones es básicamente correcta.

Hay varios desafíos clave aquí:

  1. ¿Están los instrumentos científicos midiendo lo que los científicos creen que están midiendo?
  2. ¿Es correcto el procesamiento de datos sin procesar a productos de nivel 1A?
  3. ¿Es correcto el procesamiento de productos de Nivel 1A a Nivel 1B?
  4. ¿Es correcto el procesamiento de productos de Nivel 1B a Nivel 2?
  5. ¿Puede todo ese procesamiento requerido mantenerse al día con el volumen mucho mayor de datos transmitidos por el satélite?
  6. ¿Esos productos del Nivel 2 concuerdan con observaciones alternativas del mismo efecto?

Hay muchas maneras en que las cosas pueden salir mal en lo anterior. Los instrumentos en sí mismos pueden tener problemas, la ciencia subyacente puede tener problemas y el software complejo que realiza las transformaciones de datos sin procesar a productos derivados puede tener problemas. El sistema tiene que funcionar correctamente, de principio a fin, y los productos derivados tienen que estar de acuerdo con medidas alternativas ya validadas (pero quizás localizadas) para evaluar esos productos derivados.

El objetivo es tener el sistema en estado provisional dentro de los seis meses posteriores al lanzamiento. Eso no es lo suficientemente bueno. Lograr que el sistema alcance el estado operativo y que los productos se comparen favorablemente durante todo el año con los datos de validación llevará otros seis a nueve meses.

Aparte, me involucré personalmente al principio de mi carrera en dos grandes problemas con respecto a los puntos que planteé. Mi primer trabajo fuera de la universidad fue documentar el procesamiento de nivel 1B supuestamente completo para el experimento Nimbus-7 SBUV/TOMS. Todo el equipo de programación se había ido a otros trabajos porque ya habían terminado. Tenían una pila de impresiones de computadora a la altura del pecho para probar esto. Pasé algunas semanas aprendiendo FORTRAN y luego profundicé en su código y los resultados de las pruebas. En aquellos días, cuando un programa abandonaba el núcleo, la computadora imprimía el programa completo, en hexadecimal (continuación).
Esos volcados del núcleo (volcados anómalos en ese entonces) fueron los resultados de sus pruebas. Nada funcionó; su software era puro excremento. Se suponía que yo era un programador junior, pero rápidamente demostré que era más que eso. La empresa contrató a un nuevo programador senior, que era excelente, y a un nuevo programador de nivel medio, que era bastante malo. El programador senior y yo reescribimos todo el sistema en menos de un año. Dejamos que el programador de nivel medio hiciera lo que mejor sabía hacer, que no era mucho. (continuado)
Los dos reescribimos el sistema, lo que resultó en una considerable aclamación local para nosotros dos. Me ofrecieron múltiples trabajos dentro de ese contratista. Teniendo una formación científica, quería hacer ciencia. Me asignaron trabajar directamente con el investigador principal. El IP, junto con el resto del equipo científico, no mancillaron sus buenos nombres científicos con datos sospechosos. Me pidieron que ideara un esquema que rechazara los datos sospechosos. El mayor problema residía en los datos de ángulo de retrodispersión bajos. (continuado)
Mi código marcó niveles sospechosos de ozono relacionados con los ángulos de retrodispersión bajos como faltantes. Inicialmente argumenté en contra de eso, pero el equipo se mantuvo firme. Argumenté por tener dos productos, uno para uso exclusivo de la NASA y el otro para difusión pública. El equipo se mantuvo firme. Solo habría un producto. Mi nombre estaba en todo el código que resultó en que la NASA no fuera la primera en observar el agujero de ozono sobre la Antártida. En cambio, esa fama fue para un científico británico que usó un Dobsonmeter de mano relativamente barato. (continuado)
Casi una década después de que escribí ese código, la gerencia de muy alto nivel de la NASA logró encontrarme, a pesar de cuatro cambios de trabajo y una mudanza a Texas (había sido infectado con el virus de vuelo espacial humano altamente contagioso). La NASA quería saber seriamente si yo era un traidor (¡en serio!). Esto se ha señalado como uno de los " diez errores de software históricos con consecuencias extremas ". (continuado)
Ese artículo se equivocó. Las pruebas mejoradas no habrían encontrado el error que escribí. Debido a que argumenté en contra del concepto, hubo pruebas explícitas (escritas por mí) que probaron que el código que escribí hizo exactamente lo que quería el equipo científico. Hay una gran diferencia entre la verificación y la validación del software. NOAA está buscando la validación de software con respecto a GOES-R.
Este es un aparte muy largo. ¿Puede convertirse en una respuesta (posiblemente una auto-respuesta) a una nueva pregunta?
@chirlu ...o un papel?

Permítanme agregar algunos otros puntos además de la excelente respuesta de David. Hay algunos otros marcos de tiempo fijos que ocurren después del lanzamiento pero antes de que el Satélite pueda estar operativo:

  • Elevación de la órbita : El GOES-R tardará unas 2 semanas en llegar a la órbita geoestacionaria.
  • Desgasificación : puede llevar bastante tiempo que se dispersen todos los gases atmosféricos que "hicieron autostop" en el satélite, para permitir que todos los instrumentos funcionen correctamente.

Los elementos anteriores serán, por supuesto, comunes a todos los lanzamientos (R, S, T, U). Además, la serie de satélites GOES-R incluye nuevos productos e instrumentos, que aún no han volado en misiones GOES anteriores. Por lo tanto, además de probar la capacidad del software ABI imager y Ground Station para procesar los datos del imager a resoluciones más altas, como mencionó David, hay tres veces más canales espectrales para verificar. Además, hay algunos instrumentos nuevos en el GOES-R, como el GLM (Geostationary Lightning Mapper), que el equipo de tierra solo pudo probar utilizando datos simulados (en lugar de, por ejemplo, escalar los datos del GOES-NOP para usarlos como prueba). datos) hasta este punto.

Aquí hay un buen documento de acceso público que entra en más detalles de lo que está planeado para la prueba: Calibración y prueba posteriores al lanzamiento del generador de imágenes de línea de base avanzada en el satélite GOES-R .

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