Landsat 8 — американский спутник наблюдения Земли , запущенный 11 февраля 2013 года. Это восьмой спутник в программе Landsat ; седьмой, успешно достигший орбиты. Первоначально называвшаяся Landsat Data Continuity Mission (LDCM), это результат сотрудничества НАСА и Геологической службы США (USGS). Центр космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд , обеспечил разработку, проектирование систем миссии и приобретение ракеты-носителя, в то время как Геологическая служба США обеспечила разработку наземных систем и будет проводить текущие операции миссии. Он состоит из камеры Operational Land Imager (OLI) и теплового инфракрасного датчика (TIRS), который можно использовать для изучения температуры поверхности Земли и для изучения глобального потепления. [2]
Спутник был построен корпорацией Orbital Sciences Corporation , которая выступала генеральным подрядчиком миссии. [3] Приборы космического корабля были построены компанией Ball Aerospace & Technologies и Центром космических полетов Годдарда НАСА (GSFC), [4] а его запуск был заключен по контракту с United Launch Alliance (ULA). [5] В течение первых 108 дней на орбите LDCM прошел проверку и проверку НАСА, а 30 мая 2013 года операции были переданы от НАСА Геологической службе США, когда LDCM был официально переименован в Landsat 8. [6]
Поскольку Landsat 5 будет выведен из эксплуатации в начале 2013 года, а Landsat 7 останется единственным на орбите спутником программы Landsat, Landsat 8 обеспечит непрерывный сбор и доступность данных Landsat, используя полезную нагрузку с двумя датчиками, Operational Land Imager (OLI) и тепловизионный инфракрасный датчик. Датчик (ТИРС). Соответственно, эти два инструмента собирают данные изображений для девяти коротковолновых диапазонов и двух длинноволновых тепловых диапазонов. Спутник был разработан с расчетным сроком эксплуатации 5 лет, но был запущен с достаточным количеством топлива на борту, чтобы обеспечить более десяти лет эксплуатации.
Landsat 8 преследует три ключевые миссии и научные цели:
Обеспечивая снимки земной поверхности и полярных регионов с умеренным разрешением (от 15 до 100 метров), Landsat 8 работает в видимом , ближнем инфракрасном , коротковолновом инфракрасном и тепловом инфракрасном спектрах. Landsat 8 снимает более 700 сцен в день, что больше, чем 250 сцен в день на Landsat 7 . Датчики OLI и TIRS увидят улучшенные характеристики радиометрического соотношения сигнал/шум (SNR), что обеспечит 12-битное квантование данных, что позволит использовать больше битов для лучшего определения характеристик земного покрова.
Планируемые параметры стандартных продуктов Landsat 8 : [8]
Космический корабль Landsat 8 был построен корпорацией Orbital Sciences по контракту с НАСА и использует стандартную спутниковую шину LEOStar-3 компании Orbital . Компания Orbital отвечала за проектирование и производство автобуса космического корабля Landsat 8, интеграцию предоставленных заказчиком приборов полезной нагрузки, а также полные обсерваторские испытания, включая экологические и EMI/EMC. [9] Космический корабль обеспечивает питание, управление орбитой и ориентацией, связь и хранение данных для OLI и TIRS.
Все компоненты, за исключением двигательного модуля, установлены снаружи основной конструкции. Одна развертываемая солнечная батарея генерирует энергию для компонентов космического корабля и заряжает никель-водородную (Ni-H 2 ) батарею космического корабля емкостью 125 ампер-час . Твердотельный регистратор данных емкостью 3,14 терабит обеспечивает хранение данных на борту космического корабля, а антенна X-диапазона передает данные OLI и TIRS либо в реальном времени, либо воспроизводятся с регистратора данных. OLI и TIRS установлены на оптической скамье в носовой части космического корабля. [10]
Operational Land Imager (OLI) Landsat 8 является усовершенствованием предыдущих датчиков Landsat и был построен по контракту с НАСА компанией Ball Aerospace & Technologies . OLI использует технологический подход, продемонстрированный датчиком Advanced Land Imager, установленным на экспериментальном спутнике НАСА Earth Observing-1 (EO-1). В приборе OLI используется веерный датчик вместо веерных датчиков , которые использовались на более ранних спутниках Landsat. Датчик с веером выравнивает матрицы детекторов изображения вдоль фокальной плоскости Landsat 8, позволяя ему просматривать всю полосу обзора с поперечным полем зрения 185 км (115 миль), а не перемещаться по всему полю обзора. Благодаря более чем 7000 детекторам в каждом спектральном диапазоне конструкция веера обеспечивает повышенную чувствительность, меньшее количество движущихся частей и улучшенную информацию о поверхности земли.
OLI собирает данные из девяти спектральных диапазонов. Семь из девяти диапазонов соответствуют датчикам Thematic Mapper (TM) и Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM+), установленным на более ранних спутниках Landsat, что обеспечивает совместимость с историческими данными Landsat, а также улучшает возможности измерений. Будут собраны два новых спектральных диапазона: темно-синий прибрежный/аэрозольный диапазон и коротковолновый инфракрасный диапазон перистых облаков, что позволит ученым измерять качество воды и улучшать обнаружение высоких и тонких облаков .
Тепловой инфракрасный датчик (TIRS), созданный Центром космических полетов имени Годдарда НАСА , проводит тепловидение и поддерживает новые приложения, такие как измерение скорости испарения для управления водными ресурсами. В фокальной плоскости TIRS используются массивы инфракрасных фотодетекторов с квантовыми ямами из арсенида галлия (GaAs) (известные как QWIP) для обнаружения инфракрасного излучения — впервые в программе Landsat. Данные TIRS будут зарегистрированы в данных OLI для создания 12-битных продуктов данных Landsat 8 с радиометрической, геометрической и скорректированной по рельефу местности. [8] Как и OLI, TIRS использует конструкцию датчика с веерным сканированием с шириной полосы обзора 185 км. Данные для двух длинноволновых инфракрасных диапазонов будут собираться с помощью TIRS. Это обеспечивает непрерывность передачи данных в одном тепловом инфракрасном диапазоне Landsat 7 и добавляет второй.
Поскольку TIRS был добавлен к спутнику Landsat 8 поздно, требования к расчетному сроку службы были смягчены, чтобы ускорить разработку датчика. Таким образом, расчетный срок действия TIRS составляет всего три года.
Наземная система Landsat 8 выполняет две основные функции: управление спутником и управление данными миссии, отправляемыми со спутника. Командование и контроль над спутником обеспечивается Центром управления полетами Центра космических полетов имени Годдарда (НАСА). Команды передаются из Центра управления миссией на спутник через наземный сетевой элемент (GNE). Данные миссии со спутника передаются на приемные станции в Су-Фолс, Южная Дакота , Гилмор-Крик, Арканзас , и Шпицберген , Норвегия. Оттуда данные отправляются через GNE в Центр наблюдения и науки о ресурсах Земли Геологической службы США (EROS) в Су-Фолс, где они попадают в систему обработки и архивирования данных. [12]
Первоначальные планы Landsat 8 предусматривали, что НАСА приобретет данные, соответствующие спецификациям Landsat 8, у коммерческой спутниковой системы; однако после оценки предложений, полученных от промышленности, НАСА отменило запрос предложений в сентябре 2003 года. В августе 2004 года меморандум Управления научно-технической политики Белого дома (OSTP) предписывал федеральным агентствам разместить датчики типа Landsat на Платформа Национальной полярно-орбитальной оперативной спутниковой системы окружающей среды (NPOESS). После оценки технической сложности этой задачи стратегия была скорректирована, и 23 декабря 2005 года OSTP выпустил меморандум, предписывающий НАСА внедрить Landsat 8 в виде свободно летающего космического корабля, несущего прибор, называемый Оперативным . Land Imager (OLI). В декабре 2009 года было принято решение добавить к полезной нагрузке миссии термоинфракрасный датчик (TIRS). [8] 7 октября 2022 года изображение спутника было получено на орбите аппаратом WorldView-3 . [13]
Спутник был запущен на борту ракеты-носителя Atlas 401 с удлиненным обтекателем полезной нагрузки. [14] Запуск состоялся в 18:02:00 UTC 11 февраля 2013 года с космодрома Ванденберг-3 (SLC-3E) на базе ВВС Ванденберг . [15] Спустя семьдесят восемь минут и тридцать секунд космический корабль отделился от верхней ступени Атласа V, успешно завершив запуск. [16]
Первые изображения с космического корабля были получены 18 марта 2013 года. [17] Landsat 8 присоединяется к Landsat 7 на орбите, обеспечивая более широкий охват поверхности Земли.
19 декабря 2014 года наземные диспетчеры обнаружили аномальные уровни тока, связанные с электроникой кодировщика зеркала выбора сцены (SSM). Электроника SSM была отключена, прибор был направлен в надир, и данные TIRS были получены, но не обработаны. 3 марта 2015 года операторы переключили TIRS со стороны A на электронику стороны B, чтобы решить проблему с электроникой кодировщика стороны A. TIRS возобновил нормальную работу 4 марта 2015 года, а 7 марта 2015 года возобновился сбор номинальных данных калибровки абсолютно черного тела и глубокого космоса. [18]
3 ноября 2015 года способность TIRS точно измерять местоположение зеркала выбора сцены (SSM) была нарушена, и кодер был отключен. [19] В апреле 2016 года был разработан алгоритм компенсации отключения кодера и возобновления передачи данных. [20] В дополнение к этим проблемам, TIRS запустился с аномалией рассеянного света, которая увеличивает заявленную температуру до 4 К в полосе 10 и до 8 К в полосе 11. В конце концов было установлено, что аномалия была вызвана внешним воздействием. Отражения поля зрения отражаются от стопорного кольца из металлического сплава, установленного чуть выше третьей линзы четырехлинзового рефракционного телескопа TIRS, и на фокальную плоскость TIRS. [21] [22] В январе 2017 года был разработан алгоритм для оценки количества рассеянного света и вычитания его из данных, что снизило ошибку примерно до 1 К. [23]
В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .В эту статью включен текст из этого источника, который находится в свободном доступе .В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
