The Global Ozone Monitoring by Occultation of Stars (GOMOS) instrument on ENVISAT: requirements, design and development status

Abstract

GOMOS is a medium resolution spectrometer designed to measure the concentrations of, and monitor the trends in stratospheric ozone with very high accuracy and to observe other atmospheric trace gases. Using the star occultation technique, GOMOS combines the features of self-calibration, high vertical resolution and good global coverage. Due to its high sensitivity down to 250 nm, which is one of its main design drivers, GOMOS can measure ozone profiles from 15 km to 90 km. Accessible altitude ranges, accuracies and global coverage are optimum on the night side. In addition, it can measure high accuracy temperature profiles, which are of interest for understanding the vertical exchange of energy in the Earth’s atmosphere. The main mission, the instrument and the equipment requirements and performances are presented. The technologically most challenging components and equipments are presented. The GOMOS instrument development has been completed and the flight model delivered and integrated on the ENVISAT spacecraft. The launch took place on March, 1^st 2002.

Zusammenfassung

GOMOS ist ein Spektrometer mittelerer Auflösung zur hoch genauen Bestimmung der stratosphärischen Ozonkonzentration sowie zur Beobachtung anderer atmosphärischer Gase. Durch Auswertung der spektralen Signatur des Lichts am Horizont untergehender Sterne kombiniert GOMOS die Vorteile der Selbstkalibration, einer hohen vertikalen Auflösung, und guter globaler Bedeckung. Aufgrund seiner hohen Empfindlichkeit bis hinunter zu Wellenlängen von 250 nm — worauf auch bei seiner Entwicklung besonderes Augenmerk gelegt wurde — kann GOMOS Ozonprofile von 15 km bis 90 km über der Erdoberfläche messen. Beste Ergebnisse den messbaren Höhenbereich betreffend, sowie die Genauigkeiten und die globale Bedeckung, werden nachts erreicht. Zusätzlich ist GOMOS in der Lage, hoch genaue Temperaturprofile zu messen, was für das Verständnis des vertikalen Energleaustauschs in der Erdatmosphäre wichtig ist. Dieser Artikel präsentiert die wichtigsten Ziele des Projekts, die Systemspezifikationen sowie das Betriebsverhalten. Weiters werden die technologisch anspruchsvollsten Komponenten diskutiert. Die Entwicklung des GOMOS-Instruments ist nun abgeschlossen, ein Flugmodell wurde geliefert und in den Satelliten ENVISAT integriert. Der Start des Satelliten fand am 1. März 2002 statt.