Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Ландсат 8
Обсерватория Landsat Data Continuity Mission Test.jpg
Landsat 8 во время наземных испытаний
Тип миссииСпутниковые снимки
ОператорНАСА  / Геологическая служба США
COSPAR ID2013-008A
SATCAT нет.39084
Интернет сайтhttps://landsat.gsfc.nasa.gov/landsat-8/
Продолжительность миссии5 лет (запланировано)
10 лет (с топливом)
Прошло: 8 лет, 7 дней
Свойства космического корабля
АвтобусLEOStar-3
ПроизводительОрбитальные науки (премьер)
Ball Aerospace (OLI)
НАСА GSFC (TIRS)
Стартовая масса2623 кг (5783 фунта)
Сухая масса1512 кг (3333 фунта)
Начало миссии
Дата запуска11 февраля 2013, 18:02:00 UTC
РакетаАтлас В 401 АВ-035
Запустить сайтВанденберг , SLC-3E
ПодрядчикUnited Launch Alliance
Поступил в сервис30 мая 2013 года
Параметры орбиты
Справочная системаГеоцентрическая орбита [1]
РежимСолнечно-синхронная орбита
Высота705 км
Наклон98,22 °
Период98,8 мин.
Нашивка Landsat 8 LDCM Mission Patch.png 

Landsat 8 - американский спутник наблюдения Земли, запущенный 11 февраля 2013 года. Это восьмой спутник в программе Landsat ; седьмой - успешно достигнет орбиты. Первоначально называемая Landsat Data Continuity Mission (LDCM), это сотрудничество между НАСА и Геологической службой 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 камерыОперативный наземный имидж-сканер (OLI) и тепловой инфракрасный датчик (TIRS), которые можно использовать для изучения температуры поверхности земли и для изучения глобального потепления. [2]

Спутник был построен Orbital Sciences Corporation , которая выступала в качестве генерального подрядчика миссии. [3] Инструменты космического корабля были построены Ball Aerospace & Technologies и Центром космических полетов имени Годдарда НАСА (GSFC), [4] и его запуск был заключен по контракту с United Launch Alliance . [5] В течение первых 108 дней на орбите LDCM прошел проверку и проверку НАСА, а 30 мая 2013 года операции были переданы из НАСА в USGS, когда LDCM был официально переименован в Landsat 8. [6]

Обзор миссии [ править ]

Воспроизвести медиа
Флот наблюдателей за Землей НАСА (включая Landsat 8).

С выходом Landsat 5 на пенсию в начале 2013 года, оставив Landsat 7 в качестве единственного спутника программы Landsat на орбите, Landsat 8 обеспечивает непрерывный сбор и доступность данных Landsat с использованием полезной нагрузки с двумя датчиками, Operational Land Imager (OLI) и Thermal InfraRed. Датчик (TIRS). Соответственно, эти два прибора собирают данные изображения для девяти коротковолновых диапазонов и двух длинноволновых тепловых диапазонов. Спутник был разработан с расчетным сроком службы 5 лет, но был запущен с достаточным количеством топлива на борту, чтобы обеспечить более десяти лет эксплуатации.

Landsat 8 состоит из трех основных задач и научных задач:

  • Сбор и архивирование данных мультиспектральных изображений среднего разрешения (пространственное разрешение 30 метров), обеспечивающих сезонный охват глобальных массивов суши на период не менее 5 лет.
  • Убедитесь, что данные Landsat 8 достаточно согласованы с данными предыдущих миссий Landsat с точки зрения геометрии сбора данных, калибровки, характеристик покрытия, спектральных характеристик, качества выходной продукции и доступности данных, чтобы можно было проводить исследования изменения земного покрова и землепользования с течением времени.
  • Распространять информационные продукты Landsat 8 среди широкой публики на недискриминационной основе и бесплатно для пользователя. [7]

Технические детали [ править ]

Снимок представляет собой спутниковый снимок орошаемых культур и Каховского оросительного канала . Он был сделан 7 августа 2015 года спутником Landsat 8 (OLI). Изображение создается как составное изображение True Color, где R - красная полоса (0,64 - 0,67 мкм), G - зеленая полоса (0,53 - 0,59 мкм) и B - синяя полоса (0,45 - 0,51 мкм). Эта комбинация полос подходит для мониторинга урожая. Для подчеркивания характеристик изображение было увеличено с помощью панхроматической полосы. Также применялась нелинейная адаптивная процедура контрастирования.
Первое изображение, полученное со спутника Landsat 8. Район - Форт-Коллинз , Колорадо , США, и изображение показано в естественном цвете с использованием спектральных полос 2 (синий), 3 (зеленый) и 4 (красный) Operational Land Imager (OLI).
Первое изображение со спутника Landsat 8. Район - Форт-Коллинз, Колорадо, США. Изображение получено с помощью оперативного наземного тепловизора (OLI) в спектральных диапазонах 3 (зеленый), 5 (ближний инфракрасный) и 7 (коротковолновый инфракрасный 2), отображаемые как синий, зеленый и красный соответственно.

Предоставляя изображения поверхности Земли 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 кадров в день, что больше по сравнению с 250 кадрами в день на Landsat 7 . Датчики OLI и TIRS будут видеть улучшенные радиометрические характеристики отношения сигнал / шум (SNR), позволяя 12-битное квантование данных, позволяя использовать больше битов для лучшей характеристики земного покрова.

Планируемые параметры для стандартных продуктов Landsat 8 : [8]

  • Тип продукта: Уровень 1Т (с поправкой на рельеф )
  • Формат вывода: GeoTIFF
  • Размер пикселя: 15 метров / 30 метров / 100 метров (панхроматический / мультиспектральный / тепловой)
  • Картографическая проекция: UTM (полярная стереография для Антарктиды)
  • Дата: WGS 84
  • Ориентация: север-вверх (карта)
  • Передискретизация: кубическая свертка
  • Точность:
    • OLI: круговая ошибка 12 метров, достоверность 90%
    • TIRS: круговая ошибка 41 метр, достоверность 90%

Космический корабль [ править ]

Космический корабль Landsat 8 был построен Orbital Sciences Corporation по контракту с НАСА и использует стандартный спутниковый автобус компании Orbital LEOStar-3 . Компания Orbital отвечала за проектирование и производство автобуса для космического корабля Landsat 8, интеграцию поставляемых заказчиком приборов для полезной нагрузки и полное обсерваторическое тестирование, 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 силового 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-часов . Твердотельный регистратор данных на 3,14 терабит обеспечивает хранение данных на борту космического корабля, а антенна диапазона X передает данные OLI и TIRS либо в режиме реального времени, либо воспроизводятся с регистратора данных. OLI и TIRS установлены на оптическом стенде в носовой части космического корабля. [10]

Датчики [ править ]

Operational Land Imager [ править ]

Основная статья: Operational Land Imager

Эксплуатационный наземный имидж-сканер Landsat 8 (OLI) усовершенствован по сравнению с предыдущими датчиками 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 NASA Earth Observing-1 (EO-1). В приборе OLI вместо датчиков вискозиметров используется датчик с ручкой.которые использовались на более ранних спутниках Landsat. Датчик с подвижной щеткой выравнивает массивы детекторов изображения вдоль фокальной плоскости Landsat 8, позволяя ему просматривать всю полосу обзора, 185 километров (115 миль) поперек поля зрения, а не перемещаться по полю зрения. Благодаря наличию более 7000 детекторов в спектральном диапазоне конструкция с подвижными щетками обеспечивает повышенную чувствительность, уменьшение количества движущихся частей и улучшение информации о поверхности земли.

OLI собирает данные из девяти спектральных диапазонов. Семь из девяти диапазонов согласуются с датчиками Thematic Mapper (TM) и Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM +), установленными на более ранних спутниках Landsat, обеспечивая совместимость с историческими данными Landsat, а также улучшая возможности измерения. Будут собраны два новых спектральных диапазона, темно-синий прибрежный / аэрозольный диапазон и коротковолновый инфракрасный перистый диапазон, что позволит ученым измерить качество воды и улучшить обнаружение высоких тонких облаков .

Спектральные диапазоны OLI [11] [ необходима ссылка ]
Спектральный диапазонДлина волныРазрешениеСолнечное излучение
Группа 1 - прибрежная зона / аэрозоль0,433 - 0,453 мкм30 м2031 Вт / (м 2 мкм)
Группа 2 - Синий0,450 - 0,515 мкм30 м1925 Вт / (м 2 мкм)
Группа 3 - Зеленый0,525 - 0,600 мкм30 м1826 Вт / (м 2 мкм)
Группа 4 - Красный0,630 - 0,680 мкм30 м1574 Вт / (м 2 мкм)
Band 5 - ближний инфракрасный0,845 - 0,885 мкм30 м955 Вт / (м 2 мкм)
Группа 6 - коротковолновое инфракрасное излучение1,560 - 1,660 мкм30 м242 Вт / (м 2 мкм)
Группа 7 - коротковолновое инфракрасное излучение2,100 - 2,300 мкм30 м82,5 Вт / (м 2 мкм)
Полоса 8 - Панхроматическая0,500 - 0,680 мкм15 м1739 Вт / (м 2 мкм)
Группа 9 - Cirrus1,360 - 1,390 мкм30 м361 Вт / (м 2 мкм)

Тепловой инфракрасный датчик [ править ]

Конструкция теплового инфракрасного датчика

Тепловой инфракрасный датчик (TIRS), созданный Центром космических полетов имени Годдарда НАСА , позволяет получать тепловизионные изображения и поддерживает новые приложения, такие как измерение эвапотранспирации 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 для программы Landsat. Данные TIRS будут зарегистрированы в данных OLI для создания 12-битных продуктов данных Landsat 8 с радиометрическими, геометрическими и скорректированными на рельеф местности. [8]Как и OLI, в TIRS используется конструкция датчика с ручным захватом с шириной захвата 185 км. Данные для двух длинноволновых инфракрасных диапазонов будут собираться с помощью TIRS. Это обеспечивает непрерывность данных с одним тепловым инфракрасным диапазоном Landsat 7 и добавляет второй.

Поскольку система TIRS стала поздним дополнением к спутнику Landsat 8, требования к расчетному сроку службы были снижены, чтобы ускорить разработку датчика. Таким образом, расчетный срок службы TIRS составляет всего три года.

Спектральные диапазоны TIRS [11]
Спектральный диапазонДлина волныРазрешение
Band 10 - длинноволновый инфракрасный10.30 - 11.30 мкм100 м
Группа 11 - длинноволновое инфракрасное излучение11,50 - 12,50 мкм100 м

Наземная система [ править ]

Наземная система Landsat 8 выполняет две основные функции: управление спутником и управление данными миссии, отправляемыми со спутника. Спутниковое управление и контроль обеспечивается Оперативным центром миссии в Центре космических полетов Годдарда (НАСА). Команды отправляются из Оперативного центра миссии на спутник через наземный сетевой элемент (GNE). Данные миссии со спутника передаются на приемные станции в Су-Фолс, Южная Дакота , Гилмор-Крик, Арканзас и Свальбард , Норвегия . Оттуда данные отправляются через GNE в Центр наблюдения за ресурсами Земли и науки Геологической службы США.(EROS) в Су-Фолс, где он попадает в систему обработки и архивирования данных. [12]

История [ править ]

Первоначальные планы Landsat 8 требовали от НАСА закупки данных, соответствующих спецификациям Landsat 8, у коммерческой спутниковой системы; однако после оценки предложений, полученных от промышленности, НАСА отменило запрос предложений в сентябре 2003 г. В августе 2004 г. меморандум Управления по научно-технической политике (OSTP) Белого дома предписал федеральным агентствам разместить датчики типа Landsat на Национальный полярных орбитах Operational Environmental Satellite System(NPOESS) платформа. После оценки технической сложности этой задачи стратегия была скорректирована, и 23 декабря 2005 года OSTP выпустил меморандум, предписывающий НАСА внедрить Landsat 8 в виде беспилотного космического корабля с прибором, именуемым Оперативным. Land Imager (OLI). В декабре 2009 года было принято решение добавить к полезной нагрузке миссии тепловизионный инфракрасный датчик (TIRS). [8]

Запустить [ редактировать ]

Landsat 8 запускает спутник Atlas V.

Спутник был запущен с борта ракеты-носителя Atlas 401 с расширенным обтекателем полезной нагрузки. [13] Запуск состоялся в 18:02:00 UTC 11 февраля 2013 года с космического стартового комплекса 3 Ванденберг (SLC-3E) на базе ВВС Ванденберг . [14] Спустя семьдесят восемь минут и тридцать секунд космический корабль отделился от верхней ступени Атласа V, успешно завершив запуск. [15]

Первые изображения с космического корабля были получены 18 марта 2013 года. [16] Landsat 8 присоединяется к Landsat 7 на орбите, обеспечивая увеличенное покрытие поверхности Земли.

Проблемы на орбите с TIRS [ править ]

19 декабря 2014 года наземные диспетчеры обнаружили аномальные уровни тока, связанные с электроникой кодировщика Scene Select Mirror (SSM). Электроника SSM была отключена, прибор был направлен на 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 энкодера стороны A. TIRS возобновил нормальную работу 4 марта 2015 года, а 7 марта 2015 года возобновился сбор номинальных данных калибровки черного тела и глубокого космоса. [17] 3 ноября 2015 года способность TIRS точно измерять местоположение зеркала выбора сцены (SSM) была была взломана, и кодировщик был выключен [18]В апреле 2016 года был разработан алгоритм компенсации выключенного кодера, и возобновилась передача данных. [19] В дополнение к этим проблемам, TIRS был запущен с аномалией рассеянного света, которая увеличивает заявленную температуру до 4 Кельвинов в полосе 10 и до 8 К в полосе 11. В конце концов было установлено, что аномалия была вызвана выходом из строя. -полевые отражения, отражающиеся от удерживающего кольца из металлического сплава, установленного чуть выше третьей линзы преломляющего телескопа TIRS с четырьмя линзами, и на фокальную плоскость TIRS. [20] В январе 2017 года был разработан алгоритм для оценки количества паразитного света и его вычитания из данных, уменьшив ошибку примерно до 1 К.

См. Также [ править ]

  • Программа Landsat

Ссылки [ править ]

  1. ^ "Landsat 8 Orbit" . Небеса выше. 28 мая 2016 . Проверено 28 мая 2016 .
  2. ^ Ли и др. (2021) Дистанционное зондирование, эффект теплового острова и прогноз цен на жилье с помощью серии книг AutoML Advances in Intelligent Systems and Computing, том 1213, стр 113-118, https://link.springer.com/chapter/10.1007/ 978-3-030-51328-3_17
  3. ^ "Информационный бюллетень - Спутник для сбора изображений Земли LDCM" (PDF) . Корпорация орбитальных наук . Проверено 12 февраля 2013 года .
  4. ^ "Космический корабль LDCM" . НАСА . Проверено 12 февраля 2013 года . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
  5. ^ «United Launch Alliance успешно запускает вторую полезную нагрузку НАСА всего за 12 дней» . United Launch Alliance. 11 февраля 2013 г. Архивировано из оригинала 7 декабря 2013 года . Проверено 12 февраля 2013 года .
  6. ^ "Спутник Landsat 8 начинает наблюдение" . НАСА. 30 мая 2013 г. Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
  7. ↑ Геологическая служба США (июль 2012 г.). «Миссия по обеспечению непрерывности данных Landsat» (PDF) . Сервисный центр издательского дела Ролла . Проверено 12 февраля 2013 года .
  8. ^ a b c Геологическая служба США. "История LDCM" (PDF) . Проверено 12 февраля 2013 года . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
  9. ^ Корпорация орбитальных наук. «Информационный бюллетень LDCM» (PDF) . Проверено 12 февраля 2013 года .
  10. ^ НАСА. "Пресс-кит LDCM" (PDF) . Проверено 12 февраля 2013 года . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
  11. ^ а б НАСА. "Брошюра миссии Landsat по обеспечению непрерывности данных" (PDF) . Проверено 12 февраля 2013 года . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
  12. ^ "Landsat 8 Ground System". Landsat Science . Дата обращения: 3 января 2017 г. Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
  13. ^ Кребс, Гюнтер. «Атлас-5 (401)» . Космическая страница Гюнтера . Проверено 12 февраля 2013 года .
  14. ↑ Рэй, Джастин (11 февраля 2013 г.). «Запуск ракеты Атлас 5 продолжает наследие Landsat» . Космический полет сейчас . Проверено 12 февраля 2013 года .
  15. ^ «Отчет о запуске Атласа - Центр состояния миссии» . Космический полет сейчас . Проверено 12 февраля 2013 года .
  16. ^ "Более пристальный взгляд на первую сцену LDCM" . НАСА. 21 марта 2013 г. Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
  17. ^ «6 марта 2015 - Датчик TIRS Landsat 8 возобновляет работу в штатном режиме» . Архивировано из оригинала 25 июля 2018 года . Проверено 25 июля 2018 года . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
  18. ^ «3 ноября 2015 - Токовая аномалия зеркального кодировщика TIRS Scene Select» . Архивировано из оригинала 25 июля 2018 года . Проверено 25 июля 2018 года . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
  19. ^ «12 апреля 2016 г. - Предстоящая информация о переработке Landsat 8 TIRS» . Архивировано из оригинала 25 июля 2018 года . Проверено 25 июля 2018 года . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
  20. ^ "Алгоритм теплового рассеянного света Landsat 8" . Архивировано из оригинала 25 июля 2018 года . Проверено 25 июля 2018 года . Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .

Джабвала, М .; Choi, K .; Waczynski, A .; La, A .; Сундарам, М .; Costard, E .; Джабвала, Ц .; Kan, E .; Kahle, D .; Foltz, R .; Boehm, N .; Hickey, M .; Sun, J .; Adachi, T .; Costen, N .; Hess, L .; Facoetti, H .; Монтанаро, М. «Характеристики решеток фокальной плоскости QWIP для миссии NASA Landsat по обеспечению непрерывности данных», Proceedings of SPIE, Infrared Technology and Applications XXXVII vol. 8012 (1) апрель 2011 г. См. Также: https://www.usgs.gov/faqs/what-are-band-designations-landsat-satellites-0?qt-news_science_products=7#qt-news_science_products

Внешние ссылки [ править ]

  • Веб-сайт НАСА Landsat
  • Веб-сайт USGS Landsat
  • EarthNow! Программа просмотра изображений Landsat
  • Кеннеди Landsat 8 Медиа Галерея