Uydu ve Uzay Jeodezisi
Uydular, küresel referans çerçeveleri, milimetrik konumlandırma ve Dünya'nın çekim alanının ve zaman içindeki değişimlerinin doğrudan ölçümlerini sağlayarak jeodeziyi dönüştürmüştür.
Tanım
Uydu ve uzay jeodezisi, yapay uydulardan ve galaksi dışı radyo kaynaklarından elde edilen gözlemler kullanılarak, konumlandırma sistemleri, menzil ölçümü, altimetri ve çekim haritalama görevleri dahil olmak üzere, Dünya'nın geometrisi, çekim alanı, yönelimi ve bunların zamansal değişimlerinin belirlenmesidir.
Kapsam
Bu konu, modern jeodezinin uzay tekniklerini kapsamaktadır: hassas konumlandırma için küresel navigasyon uydu sistemleri, referans çerçeveleri ve Dünya'nın dönüşü için uydu lazer menzil ölçümü (satellite laser ranging) ve çok uzun taban çizgisi interferometrisi (very long baseline interferometry), deniz yüzeyi ve jeoid ölçümü için uydu altimetrisi ve zamana bağlı çekim alanını belirleyen özel çekim görevleri. Karasal referans çerçevelerinin tanımını ve gerçekleştirilmesini, ayrıca bu yöntemlerin levha hareketinden kütle yeniden dağılımına kadar tespit ettiği jeofiziksel sinyalleri ele almaktadır. Vurgu, uzaydan yapılan gözlemlerin konum, şekil, dönüş ve çekimi nasıl belirlediği üzerinedir.
Temel sorular
- Uydu navigasyon sistemleri hassas küresel konumlandırmayı nasıl sağlamaktadır?
- Karasal referans çerçeveleri ve Dünya'nın dönüşü uzaydan nasıl gerçekleştirilmektedir?
- Uydu altimetrisi deniz yüzeyini ve deniz jeoidini nasıl ölçmektedir?
- Özel görevler zamana bağlı çekim alanını nasıl belirlemektedir?
Anahtar kavramlar
- Küresel navigasyon uydu sistemleri ve hassas konumlandırma
- Uydu lazer menzil ölçümü (satellite laser ranging) ve çok uzun taban çizgisi interferometrisi (very long baseline interferometry)
- Karasal referans çerçeveleri ve Dünya'nın yönelimi
- Uydu altimetrisi
- Uydu görevlerinden elde edilen zamana bağlı çekim
Temel kuramlar
- Uzay-jeodezik referans çerçeveleri ve konumlandırma
- Uydu navigasyonu, lazer menzil ölçümü ve radyo interferometrisinin birleştirilmesi, levha hareketlerinin, kabuk deformasyonunun ve Dünya'nın dönüşünün doğrudan ölçülmesini sağlayan istikrarlı bir küresel referans çerçevesi ve milimetrik düzeyde konumlar üretmektedir.
- Uydulardan elde edilen zamana bağlı çekim
- Yörüngedeki uydular arasındaki değişen mesafenin veya bozulmaların takibi, suyun, buzun ve diğer kütlelerin yüzeyde ve yüzey altında yeniden dağılımını kaydeden çekim alanının aylık haritalarını ortaya çıkarmaktadır.
Mekanizmalar
Navigasyon uydularından gelen sinyallerin hassas zamanlaması, iki yönlü lazer menzil ölçümü ve uzak kuasarların interferometrik gözlemi, uzayda konumları ve Dünya'nın yönelimini belirlemektedir; çekim için ise, alçak bir uydunun yörüngesi veya bir uydu çiftinin değişen ayrımı, alttaki kütle dağılımına tepki vermektedir, bu nedenle bu yörünge bozulmalarının zaman içinde ölçülmesi, statik ve değişen çekim alanını ortaya çıkarmaktadır.
Klinik önem
Uzay jeodezisi, navigasyon, haritalama ve zamanlama altyapısının temelini oluşturan küresel konumlandırma ve referans çerçevelerini sağlamakta, tehlike izleme için tektonik ve volkanik deformasyonu ölçmekte ve iklim biliminin merkezinde yer alan buz tabakası erimesini, yeraltı suyu tükenmesini ve deniz seviyesi yükselmesini takip etmektedir.
Tarihçe
Uydu jeodezisi, Dünya'nın basıklığını iyileştiren ilk yapay uyduların takibiyle başlamış, yirminci yüzyılın sonlarındaki küresel navigasyon uydu sistemleri ve lazer menzil ölçümü ile olgunlaşmış ve 2002'de fırlatılan GRACE ve GOCE gibi özel görevlerle gravimetriye ulaşmıştır.
Öne çıkan isimler
- Byron Tapley
- Reiner Rummel
- Günter Seeber
İlgili konular
Temel eserler
- seeber2003
- tapley2004
- torge2012
Sıkça sorulan sorular
- Uydular Dünya'nın çekim alanını nasıl ölçmektedir?
- Bir uydunun yörüngesi, altındaki Dünya'nın düzensiz çekimi tarafından bozulmaktadır; bu bozulmaları veya formasyon halinde uçan iki uydu arasındaki mesafedeki küçük değişiklikleri hassas bir şekilde takip ederek, görevler çekim alanını haritalayabilmekte ve hatta su ve buz hareket ettikçe değişimini izleyebilmektedir.
- Uzay jeodezisi iklim değişikliği çalışmalarına ne gibi katkılar sağlamaktadır?
- Zamana bağlı çekim görevleri, buz tabakaları ve buzullardan kütle kaybını ve yeraltı suyu depolamasındaki değişiklikleri tespit etmekte, uydu altimetrisi ise deniz seviyesi yükselmesini ölçerek, kütle ve suyun nasıl yeniden dağıldığına dair doğrudan küresel ölçümler sağlamaktadır.