Landsat - штучний супутник Землі однойменної програми «Landsat», призначений для отримання супутникових фотознімків планети.
Програма Landsat - найбільш тривалий проект з отримання супутникових фотознімків планети Земля. Перший з супутників в рамках програми був запущений в 1972 році-останній, на даний момент, Landsat 8 - 11 лютого 2013. Обладнання, встановлене на супутниках Landsat, зробило мільярди знімків. Знімки, отримані в США і на станціях отримання даних із супутників по всьому світу, є унікальним ресурсом для проведення безлічі наукових досліджень в галузі сільського господарства, картографії, геології, Лісівництва, розвідки, освіти та національної безпеки. Наприклад, Landsat 7 поставляє знімки в 8 спектральних діапазонах з просторовим дозволом від 15 до 60 метрів на точку- періодичність збору даних для всієї планети спочатку становила 16-18 діб.
Історія програми Landsat з отримання супутникових фотографій Землі:
У 1969 році, в рік польоту людини на Місяць, в дослідницькому центрі Hughes Santa Barbara почали розробку і виробництво перших трьох мультиспектральних сканерів (MSS, Multi-Spectral-Scanners). Перші прототипи MSS були виготовлені протягом 9 місяців, до осені 1970, після чого вони були протестовані на гранітному куполі Хаф-Доум в національному парку Йосеміті.
Початкова оптична схема MSS створена Jim Kodak, інженером з розробки опто-механічних систем, який також спроектував оптичну камеру КА програми Піонер, що стала першим оптичним приладом, покинув Сонячну систему.
У момент створення в 1966 році програма називалася Earth Resources Observation Satellites (Супутники спостереження за ресурсами Землі), але в 1975 році програму перейменували. У 1979 році, Президентської Директивою № 54, президент США Джиммі Картер передав управління програмою з NASA в NOAA, рекомендувавши розробку довготривалої системи з 4 додатковими супутниками після Landsat 3, а також передачу програми в приватний сектор. Це сталося в 1985 році, коли група з Earth Observation Satellite Company (EOSAT), Hughes Aircraft і RCA, були обрані NOAA для управління системою Landsat в рамках десятирічного контракту. EOSAT управляла Landsat-4 і -5, мала ексклюзивні права на продаж даних, отриманих в програмі, і побудувала Landsat-6 і -7.
Супутникова фотографія Калькутти в симульованих кольорах (simulated-color). Знято супутником NASA LandSat 7.
У 1989 році, коли передача програми ще не була остаточно завершена, у NOAA були вичерпані бюджетні фонди для програми Landsat (NOAA не запрошувалися фінансування, і конгрес США виділив фінансування лише на половину фінансового року) і NOAA вирішило закрити Landsat 4 і 5. Глава нового Національного Космічного комітету (en: National Space Council, віце-президент Джеймс Куейла, звернув увагу на ситуацію, що склалася і допоміг програмою отримати позачергове фінансування.
У 1990 і 1991 роках конгрес знову надавав NOAA фінансування лише на половину року, вимагаючи, щоб інші агентства, використовують дані зібрані в програмі Landsat, надали половину необхідних грошей. У 1992 приймались зусилля відновити фінансування, однак до кінця року EOSAT припинив обробку даних Landsat. Landsat 6 був запущений 5 жовтня 1993, але втрачений в результаті аварії. Обробка даних від Landsat-4 і -5 була відновлена EOSAT в 1994. Landsat 7 був запущений NASA 15 квітня 1999.
Важливість програми Landsat була визнана конгресом у жовтні 1992 року, при прийнятті закону Land Remote Sensing Policy Act (Public Law 102-555), що дозволив продовжити роботу Landsat 7, і гарантує доступність даних і зображень з Landsat за найнижчими цінами, як поточним, так і новим користувачам.
Хронологія запусків супутників Landsat:
- Landsat 1 (спочатку ERTS-1, Earth Resources Technology Satellite 1) - запущений 23 липня 1972, припинив роботу 6 січня 1978;
- Landsat 2 (ERTS-B) - запущений 22 січня 1975, припинив роботу 22 січня 1981;
- Landsat 3 - запущений 5 березня 1978, припинив роботу 31 березня 1983;
- Landsat 4 - запущений 16 липня 1982, припинив роботу в 1993 році;
- Landsat 5 - запущений 1 березня 1984, припинив роботу 21 грудня 2012;
- Landsat 6 - запуск 5 жовтня 1993, на цільову орбіту не виведений;
- Landsat 7 - запущений 15 квітня 1999, функціонує. У травні 2003 року відбувся збій модуля Scan Line Corrector (SLC). З вересня 2003 року використовується в режимі без корекції ліній сканування, що зменшує кількість одержуваної інформації до 75% від початкової.
- Landsat 8 - запущений 11 лютого 2013, 30 травня 2013 після закінчення тестування і налаштування переданий під управління USGS.
Технічні деталі супутників Landsat:
Параметри орбіти супутників Landsat
Супутники Landsat-1, 2, 3 мали наступні параметри орбіти - орбіта сонячно-синхронна, субполярная- висота орбіти - 900-920 км-нахил орбіти до площини екватора - 99 ° - період обертання - 103 мінути- повторюваність зйомки - 1 раз в 18 днів.
Супутники Landsat-4, -5, -7 мали наступні параметри орбіти - орбіта сонячно-синхронна, субполярная- висота орбіти - 705 км-період обертання - 98,9 хвилин-повторюваність зйомки - 1 раз в 16 днів.
Знімальне устаткування супутників Landsat
На супутниках серії Landsat стояли наступні знімальні системи:
- мультиспектральні відеокамери Return Beam Vidicon (RVB- використовувалася на Landsat-1, -2- 3 канали, 80 метрів);
- панхроматические відеокамери RVB (Landsat-3- 40 метрів);
- скануючий мультиспектральний сканер: MSS (Landsat-1, 2, 3, 4, 5);
- скануючий тематичний сканер: TM (Landsat-4, 5);
- покращений тематичний сканер: ETM (Landsat-6);
- покращений тематичний сканер плюс: ETM + (Landsat-7).
Знімок в штучних квітах острова Гаваї, отриманий з даних ETM + (Landsat 7) за період 1999-2001 роки.
Мультиспектральні сканери MSS супутників LandSat 1-5, створені в Santa Barbara Research Center (Hughes), призначені для отримання мультиспектральних знімків всі поверхні Землі. MSS є оптікомеханіческой системою зі скануючим дзеркалом (період 74 мс) і телескопом рефлектором системи Ritchey-Chretien з діаметром дзеркала в 22,9 см. Просторова роздільна здатність 80 метром, спектральні діапазони: 0,5-0,6 мкм (зелений), 0, 6-0,7 мкм (червоний), 0,7-0,8 мкм, 0,8-1,1 мкм. Калібрування детекторів походить від кожні 2 сканування.
Кварцові дзеркала телескопа кріпляться на Інварових стрижнях. Система сконструйована таким чином, щоб не втрачати фокусування навіть при сильній вібрації, яку створює нестійке 36 сантиметрове берилієве дзеркало сканування. Таке інженерне рішення дозволило США запустити супутники LANDSAT на 5 років раніше французького супутника ДЗЗ SPOT (1986 рік), на якому вперше використовувалася двовимірна матриця ПЗС-датчиків і не була потрібна система сканування.
Збірка в фокальній площині інструменту MSS складається з 24 діелектричних хвилеводів (оптичних волокон) з екструдованими торцями розміру 5 мкм, організованими в масив 4x6. Пучок волокон підводить світло до 6 кремнієвим фотодіодів і 18 фотоумножітельним трубках. Для кожного з 4 спектральних діапазонів використовувався свій набір з 6 детекторів. Радіометричне дозвіл кожного детектора - 0-255.
Відмінності супутника Landsat 8 від попередньої серії Landsat
На відміну від попередніх супутників програми, на LandSat-8 (під час тестування називався Landsat Data Continuity Mission), зібраному в Арізоні компанією Orbital Sciences Corporation, використовується не скануючий дзеркало, а схема Push broom scanner з лінійними датчиками (розвиток системи ALI, протестированной на супутнику Earth Observing-1. У фокальній площині основного інструменту місії, Operational Land Imager (OLI), встановлено 14 модулів Focal Plane Modules, в кожному модулі встановлено 10 лінійних сенсорів різних діапазонів. Телескоп OLI складається з 4 нерухомих дзеркал. В інфрачервоному інструменті Thermal Infrared Sensor (TIRS) використовується подібна схема з 3 модулями в фокальній площині і окремим телескопом з 4 лінз, виготовлених із германію та селеніду цинку.
Використання архітектури Push broom вимагає величезного числа детекторів (6500 для мультиспектрального і 13 тисяч для панхроматичного каналу) і збільшених розмірів фокальній площині, проте дозволяє збільшити витримку з приблизно 10 мкс (ETM +) до 4 мс, тим самим підвищуючи співвідношення сигнал-шум . Відсутність постійно рухомих частин збільшує стабільність платформи і покращує геометрію знімків.
Джерело та додаткова інформація: