Landsat 8

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Landsat 8
Landsat Data Continuity Mission during ground testing
Наземное тестирование LDCM
Заказчик

Соединённые Штаты Америки NASA, USGS

Производитель

Соединённые Штаты Америки Orbital Sciences
Ball Aerospace (инструменты)

Задачи

Дистанционное зондирование Земли

Спутник

Земля

Запуск

2013-02-11 18:02.536 UTC

Ракета-носитель

Atlas V-401

Стартовая площадка

Соединённые Штаты Америки База Ванденберг, SLC-3E

Длительность полёта

1 год, 1 месяц, 30 дней

NSSDC ID

2013-008A

SCN

39084

Технические характеристики
Масса

2623 кг (1512 кг без топлива)

Размеры

3×3×4,8 м

Мощность

1351 Вт

Срок активного существования

5-10 лет

Элементы орбиты
Тип орбиты

солнечно-синхронная, приполярная

Эксцентриситет

0,0011286

Наклонение

98,2°

Период обращения

98,9 минут

Интервал повторения

16 суток

Опорная система

WRS-2

Высота орбиты

705 км

Целевая аппаратура
OLI

Видимый свет (5 каналов) и ближний ИК (4 канала), разрешение 15 м для панхроматического канала и 30 м для остальных.

TIRS

10.30-12.50 мкм, разрешение 100 м

Транспондеры

X-диапазон

Пространственное разрешение

30-15 м для видимого и ближнего ИК, 100 м для дальнего ИК

Бортовая память

3.14 Терабит (SSD)

Сайт проекта
Commons-logo.svg Landsat 8 на Викискладе

Landsat 8американский спутник дистанционного зондирования Земли, восьмой в рамках программы Landsat (седьмой выведенный на орбиту). Изначально назывался Landsat Data Continuity Mission (LDCM), создан совместно NASA и USGS. Выведен на орбиту 11 февраля 2013 года.

Спутник был построен на базе платформы LEOStar-3 компанией Orbital Sciences Corporation.[1] Полезная нагрузка космического аппарата создана Ball Aerospace и Goddard Space Flight Center (NASA),[2], запуск произведен United Launch Alliance.[3]

Приблизительно 100 дней после вывода LDCM проходил настройку и проверку и находился под управлением NASA. 30 мая 2013 года, после завершения проверок LDCM был передан под управление USGS и получил официальное обозначение Landsat 8.[4]

Запуск[править | править исходный текст]

Запуск LDCM при помощи Атлас-5.

Спутник был запущен 11 февраля 2013 года при помощи ракеты-носителя Атлас-5 401.[5] Запуск произошел в 18:02 UTC, на комплексе SLC-3E, базы Ванденберг.[6] Через 78,5 минут после запуска космический аппарат отделился от верхней ступени, завершив выход на орбиту.[7]

LDCM вышел на орбиту, близкую к орбите Landsat 7.

История[править | править исходный текст]

23 декабря 2005 года Управление научной и технической политики (англ.)русск. исполнительного офиса Президента США издало меморандум, согласно которому NASA должно реализовать Landsat 8 в виде независимого искусственного спутника Земли с нагрузкой в виде Operational Land Imager (OLI).[8]

В декабре 2009 года в проект был добавлен второй телескоп Thermal InfraRed Sensor (TIRS).[8]

Первые изображения со спутника были получены 18 марта 2013 года.[9]

Миссия[править | править исходный текст]

После выключения Landsat 5 в начале 2013 года, Landsat 7 остался единственным действующим спутником программы Landsat. Спутник Landsat 8 продолжает получение данных для программы, используя два набора инструментов, Operational Land Imager (OLI) и Thermal InfraRed Sensor (TIRS). Первый набор получает изображения в 9 диапазонах видимого света и ближнего ИК, второй набор — в 2 диапазонах дальнего (теплового) ИК. Спутник рассчитан на срок активного существования в 5.25 лет, однако запас топлива позволяет использовать его до 10 лет.

Основные научные задачи Landsat 8:

  • Сбор и сохранение многоспектральных изображений среднего разрешения (30 метров на точку) в течение не менее чем 5 лет;
  • Сохранение геометрии, калибровки, покрытия, спектральных характеристик, качества изображений и доступности данных на уровне, аналогичном предыдущим спутникам программы LandSat;
  • Бесплатное распространение изображений, полученных с помощью Landsat 8.[10]

Оборудование[править | править исходный текст]

Одно из первых изображений с Landsat 8. Fort Collins, Колорадо, США. Естественные цвета (Operational Land Imager, каналы 2 (синий), 3 (зеленый) и 4 (красный).
Одно из первых изображений с Landsat 8. Fort Collins, Колорадо, США. Искусственные цвета (OLI). Каналы 3 (зеленый), 5 (ближний ИК 1) и 7 (ближний ИК 2) изображены соответственно как синий, зеленый и красный.

Landsat 8 получает изображения в видимом диапазоне волн, в ближнем ИК и в дальнем ИК, с разрешением снимков от 15 до 100 метров на точку. Производится съемка суши и полярных регионов. В сутки снимается порядка 400 сцен (у предыдущего LandSat-7 было всего 250 сцен в день). Сенсоры OLI и TIRS имеют более высокое отношение сигнал-шум (SNR) и позволяют снимать до 12 бит на точку.

Параметры продукции Landsat 8[8]

  • Уровень обработки: 1T (коррекция рельефа)
  • Формат изображений: GeoTIFF
  • Размер пикселя: 15 метров/30 метров/100 метров (панхроматический канал/ мультиспектральный канал/ дальний ИК)
  • Проекция: UTM, также полярная стереографическая для Антарктиды
  • Система координат: WGS 84
  • Точность позиционирования:
    • OLI: КВО 12 метров (90 %)
    • TIRS: КВО 41 метр (90 %)

Космический аппарат[править | править исходный текст]

Landsat 8 собран компанией Orbital Sciences Corporation по контракту от NASA на базе собственной платформы Orbital LEOStar-3. Orbital отвечает за проектирование и изготовление платформы Landsat 8, интеграцию с полезной нагрузкой и тестирование спутника.[11] Платформа предоставляет питание, управление орбитой и высотой, связь и системы хранения данных для OLI и TIRS.

Все компоненты, за исключением двигателей и систем ориентации, закреплены снаружи корпуса платформы. Для питания используются раскрывающиеся солнечные батареи и бортовой аккумулятор NiH2 на 125 ампер-часов. Для хранения данных установлен твердотельный накопитель (флеш-память) объемом 3.14 терабит (порядка 0,4 терабайт). Передача данных как напрямую с OLI и TIRS, так и с накопителя производится с помощью трансмиттера X-диапазона. Инструменты OLI и TIRS закреплены на переднем конце космического аппарата.[12]

Operational Land Imager (OLI)[править | править исходный текст]

Устройство Operation Land Imager

Набор инструментов Operational Land Imager (OLI) является основным на спутнике. Создан в рамках контракта NASA в компании Ball Aerospace. OLI использует подход, ранее опробованный на экспериментальном спутнике NASA, EO-1 (инструмент Advanced Land Imager). В OLI используется схема pushbroom, тогда как в более ранних аппаратах LandSat использовалась схема whiskbroom. В схеме pushbroom используются длинные линейные массивы фотодатчиков, снимающие сразу всю ширину поля зрения спутника — 185 километров, тогда как в whiskbroom использовались небольшое количество фотоприемников и дополнительное сканирующее зеркало. Новая схема требует применения более 6,5 тысяч детекторов для каждого спектрального канала (и 13 тысяч для панхроматического), однако имеет более высокое время экспонирования (4 мс вместо 10 мкс на ETM+) и как следствие большую чувствительность, кроме того в ней используется меньшее количество движущихся частей.[13]

OLI работает в 9 спектральных диапазонах, семь из которых близки к тем, которые использовались в более ранних инструментах Thematic Mapper (TM) и Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM+) с предыдущих спутников Landsat, за счет чего обеспечивается преемственность и совместимость с ранее накопленным массивом данных Landsat. Добавлено два новых диапазона, канал 1 (темно-синий и фиолетовый) для изучения прибрежных вод и аэрозолей и канал 9 (ближний ИК) для упрощения поиска облаков на снимках.

В фокальной плоскости Operational Land Imager установлено 14 модулей Focal Plane Modules, в каждом модуле установлено 10 линейных сенсоров различных диапазонов (один из сенсоров закрыт от света непрозрачным фильтром и используется для калибровки ИК-сенсоров).[13]

Телескоп OLI состоит из 4 неподвижных зеркал.[13]

Диапазоны OLI[14]
Спектральный канал Длины волн Разрешение (размер 1 пикселя)
Канал 1 — Побережья и аэрозоли (Coastal / Aerosol, New Deep Blue) 0.433 — 0.453 мкм 30 м
Канал 2 — Синий (Blue) 0.450 — 0.515 мкм 30 м
Канал 3 — Зеленый (Green) 0.525 — 0.600 мкм 30 м
Канал 4 — Красный (Red) 0.630 — 0.680 мкм 30 м
Канал 5 — Ближний ИК (Near Infrared, NIR) 0.845 — 0.885 мкм 30 м
Канал 6 — Ближний ИК (Short Wavelength Infrared, SWIR 2) 1.560 — 1.660 мкм 30 м
Канал 7 — Ближний ИК (Short Wavelength Infrared, SWIR 3) 2.100 — 2.300 мкм 30 м
Канал 8 — Панхроматический (Panchromatic, PAN) 0.500 — 0.680 мкм 15 м
Канал 9 — Перистые облака (Cirrus, SWIR) 1.360 — 1.390 мкм 30 м

Thermal InfraRed Sensor (TIRS)[править | править исходный текст]

Устройство Thermal Infrared Sensor

Инструмент Thermal InfraRed Sensor (TIRS) был создан в центре NASA Goddard Space Flight Center и предназначен для получения изображений в дальнем ИК. В фокальной плоскости TIRS установлены фотодатчики Quantum Well Infrared Photodetector (англ.)русск. (QWIP) на базе GaAs.[8] Инструмент TIRS использует тот же принцип получения изображений pushbroom, что и OLI, и также имеет полосу обзора в 185 километров. Получение изображений происходит в двух каналах, 10 и 11, которые, совместно, работают в том же диапазоне, что и канал TIR на более ранних спутниках программы LandSat. Из-за того, что решение о добавлении TIRS в состав Landsat 8 принималось относительно поздно и для упрощения проектирования, TIRS имеет запланированное время работы 3 года.

Фокальная сборка TIRS, состоящая из 3 модулей, охлаждается до 43 кельвинов при помощи криогенератора, работающего по циклу Стирлинга.[15][16]

Инфракрасный телескоп TIRS использует 4 линзы, изготовленные из германия и селенида цинка.[13] Телескоп охлаждается до 185 кельвинов за счет излучения тепла с специального радиатора.[16]

Диапазоны TIRS[14]
Спектральный канал Длины волн Разрешение (размер 1 пикселя)
Канал 10 — Дальний ИК (Long Wavelength Infrared, TIR1) 10.30 — 11.30 мкм 100 м
Канал 11 — Дальний ИК (Long Wavelength Infrared, TIR2) 11.50 — 12.50 мкм 100 м

См. также[править | править исходный текст]

Примечания[править | править исходный текст]

  1. Fact Sheet - LDCM Earth Image Collection Satellite. Orbital Sciences Corporation. Проверено 12 февраля 2013. Архивировано из первоисточника 1 мая 2013.
  2. LDCM Spacecraft. NASA. Проверено 12 февраля 2013. Архивировано из первоисточника 1 мая 2013.
  3. United Launch Alliance Successfully Launches Second NASA Payload in Just 12 Days. United Launch Alliance (11 February 2013). Проверено 12 февраля 2013. Архивировано из первоисточника 1 мая 2013.
  4. Landsat 8 Satellite Begins Watch. NASA (30 мая 2013). Архивировано из первоисточника 16 июня 2013.
  5. Krebs, Gunter Atlas-5(401). Gunter's Space Page. Проверено 12 февраля 2013. Архивировано из первоисточника 1 мая 2013.
  6. Ray, Justin Atlas 5 rocket launch continues legacy of Landsat. Spaceflight Now (11 February 2013). Проверено 12 февраля 2013. Архивировано из первоисточника 1 мая 2013.
  7. Atlas Launch Report - Mission Status Center. Spaceflight Now. Проверено 12 февраля 2013. Архивировано из первоисточника 1 мая 2013.
  8. 1 2 3 4 U.S. Geological Service LDCM History. Проверено 12 февраля 2013. Архивировано из первоисточника 16 июня 2013.
  9. A Closer Look at LDCM's First Scene. NASA (03.21.13). Архивировано из первоисточника 1 мая 2013.
  10. U.S. Geological Survey Landsat Data Continuity Mission. Rolla Publishing Service Center (July 2012). Проверено 12 февраля 2013. Архивировано из первоисточника 16 июня 2013.
  11. Orbital Sciences Corporation LDCM Fact Sheet. Проверено 12 февраля 2013. Архивировано из первоисточника 1 мая 2013.
  12. NASA LDCM Press Kit. Проверено 12 февраля 2013. Архивировано из первоисточника 16 июня 2013.
  13. 1 2 3 4 Landsat-8 / LDCM (Landsat Data Continuity Mission). eoPortal, ESA.
  14. 1 2 NASA Landsat Data Continuity Mission Brochure. Проверено 12 февраля 2013. Архивировано из первоисточника 16 июня 2013.
  15. http://link.aip.org/link/?APCPCS/1434/147/1 «flight Stirling-cycle mechanical cryocooler for the Thermal Infrared Sensor (TIRS)»
  16. 1 2 TIRS Progress Summary. June 17, 2010

Ссылки[править | править исходный текст]