Landsat 8

Landsat 8
Earth Observation Satellite Beskrivelse af dette billede, kommenteres også nedenfor Landsat 8-satellitten under jordtest. Generelle data
Organisation NASA / USGS
Bygger Orbital Sciences
Program Landsat-program
Mark Jordobservation
Status Operationel
Andre navne Landsat Data Continuity Mission (LDCM)
Start 11. februar 2013 kl. 18:02 UT fra Vandenberg SLC-3E
Launcher Atlas V 401 AV-035
Varighed 5 år (primær mission)
COSPAR-id 2013-008A
Websted landsat.usgs.gov/landsat8
Tekniske egenskaber
Masse ved lanceringen 2.782 kg
Platform LEOStar-3
Ergols Hydrazin
Drivmasse 395 kg
Holdningskontrol Stabiliseret på 3 akser
Energikilde Solpaneler
Elektrisk strøm 3.750 watt
Kredsløb
Kredsløb Solsynkron bane
Perigee 701  km
Apogee 703  km
Højde 705 km
Periode 98,8 minutter
Hældning 98,2 °
Excentricitet 0,0001310
Semi-hovedakse 7.080,48  km
Hovedinstrumenter
Operational Land Imager (OLI) Multispektral radiometer
Termisk infrarød sensor (TIRS) Multispektral infrarødt radiometer

Landsat 8 er en amerikansk satellit til jordobservation, der blev lanceret den11. februar 2013. Det er den ottende satellit i Landsat-programmet og den syvende, der med succes når kredsløb. Oprindeligt kaldet Landsat Data Continuity Mission (LDCM), det er et samarbejde mellem NASA og United States Geological Survey (USGS). Den Goddard Space Flight Center for NASA i Greenbelt i Maryland , giver udvikling, konstruktion, mission systemer og købet af løfteraket, mens USGS sikrer udvikling af jorden systemer og drift fortsætter missionen.

Satellitten bygges af Orbital Sciences , som er hovedentreprenøren for missionen. Satellitens instrumenter er bygget af Ball Aerospace og NASAs Goddard Space Flight Center , og lanceringen er overdraget til United Launch Alliance . I løbet af de første 108 dage i kredsløb gennemgår LDCM vurderinger foretaget af NASA og30. maj 2013blev operationer overført fra NASA til USGS, da LDCM officielt blev navngivet Landsat 8.

Oversigt over missionen

Med pensioneringen af Landsat 5 i begyndelsen af ​​2013 og efterlader Landsat 7 som den eneste satellit i Landsat-programmet i kredsløb, sikrer Landsat 8 kontinuerlig indsamling og tilgængelighed af Landsat-data ved hjælp af en nyttelast med to sensorer, Operational Land Imager (OLI) og den termiske infrarøde sensor (TIRS). Disse to instrumenter indsamler henholdsvis billeddata for ni kortbølgebånd og to termiske langbølgebånd. Satellitten er udviklet til en levetid på 5 år, men lanceres med tilstrækkelig brændstof om bord til at sikre mere end 10 års drift.

Landsat 8 inkluderer tre videnskabelige mål og nøglemissioner:

Tekniske detaljer

Landsat 8 leverer mellemopløsningsbilleder fra 15 meter til 100 meter af landoverfladen og polarområderne . Det fungerer i de synlige , nær infrarøde , kortbølgende infrarøde og termiske infrarøde spektre. Landsat 8 optager mere end 700 scener om dagen, hvilket er en stigning i forhold til de 250 daglige Landsat 7. scener. OLI- og TIRS- sensorer ser forbedret signal-til-støj ( SNR ) radiometrisk ydeevne , hvilket muliggør 12-bit kvantificering af dataene, hvilket muliggør yderligere bit for en bedre karakterisering af landdækningen.

Forudsagte parametre for standard Landsat 8-produkter  :

Satellit

Landsat 8-satellitten er bygget af Orbital Sciences under kontrakt med NASA og bruger standard LEOStar-3- platformen . Orbital Sciences er ansvarlig for design og fremstilling af Landsat 8-platformen, integrationen af ​​kundeleverede nyttelastinstrumenter og komplet test, herunder miljømæssige. Satellitten giver strøm, kredsløb og holdningskontrol, kommunikation og instrumentlagring.

Alle komponenter undtagen fremdriftsmodulet er monteret uden for den primære struktur. Et enkelt installerbart solpanel genererer energi til satellitkomponenterne og oplader en nikkel-brint (NiH 2 ) akkumulator med en kapacitet på 125 ampere-timer. En 3.14 terabit SSD- datalogger giver indbygget datalagring, og en X- båndsantenne transmitterer instrumentdata i realtid eller læses fra dataloggeren. Instrumenterne er monteret på en optisk bænk i den forreste ende af rumfartøjet.

Operational Land Imager

Den Landsat 8 Operationel Land Imager (OLI) er forbedret i forhold til tidligere Landsat sensorer og er ved at blive bygget, på kontrakt til NASA, ved Ball Aerospace & Technologies . Det bruger en teknologisk tilgang demonstreret af Advanced Land Imager- sensoren styret af den eksperimentelle NASA EO-1- satellit. Instrumentet anvender en kam sensor  (i) eller pushbroom stedet for scanning sensorer ( whiskbroom ), der anvendes på tidligere Landsat satellitter. Kamsensoren justerer rækkerne med billeddetektorer langs Landsat 8-fokusplanet, så den kan visualisere hele båndet, det 185 km tværgående synsfelt, i modsætning til at scanne synsfeltet. Med over 7.000 detektorer pr. Spektralbånd resulterer kamsensordesignet i øget følsomhed, færre bevægelige dele og bedre information om jordens overflade.

Instrumentet indsamler data fra ni spektralbånd. Syv af de ni bånd svarer til Thematic Mapper (TM) og Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM +) sensorer fra tidligere Landsat-satellitter, hvilket sikrer kompatibilitet med historiske Landsat-data, samtidig med at målemulighederne forbedres. To nye spektrale bånd, et kyst / aerosol mørkeblåt bånd og et kortbølget infrarødt cirrusbånd, gør det muligt for forskere at måle vandkvaliteten og forbedre påvisning af høje, tynde skyer.

OLI spektralbånd
Spektralbånd Bølgelængde Løsning Solstråling
Bånd 1 - Kyst / aerosol 0,433 - 0,453 um 30 m 2.031 W / (m² µm)
Bånd 2 - Blå 0,450 - 0,515 um 30 m 1925 W / (m² µm)
Bånd 3 - Grøn 0,525 - 0,600 um 30 m 1.826 W / (m² µm)
Bånd 4 - rød 0,630 - 0,680 um 30 m 1.574 W / (m² µm)
Bånd 5 - Nær infrarød 0,845 - 0,885 um 30 m 955 W / (m² µm)
Bånd 6 - kortbølget infrarød 1.560 - 1.660 um 30 m 242 W / (m² µm)
Bånd 7 - kortbølget infrarød 2.100 - 2.300 um 30 m 82,5 W / (m² µm)
Bånd 8 - Panchromatic 0,500 - 0,680 um 15 m 1739 W / (m² µm)
Bånd 9 - Cirrus 1.360 - 1.390 um 30 m 361 W / (m² µm)

Termisk infrarød sensor

Sensoren Thermal InfraRed Sensor (SHOTS), bygget af Goddard Space Flight Center fra NASA , udfører termisk billeddannelse og understøtter nye applikationer, såsom målinger af evapotranspirationshastigheden til vandforvaltning. Fokusplanet på instrumentet bruger arrays af infrarøde fotodetektorer kvantebrønd til galliumarsenid (kendt under navnet QWIP) til påvisning af infrarød stråling, en første til Landsat-programmet. Dataene gemmes i OLI- data for at oprette 12-bit dataprodukter med radiometrisk, geometrisk og terrænkorrektion. Ligesom OLI , TIRS anvender en kam sensor med en bredde på 185 km. Data for to infrarøde bånd med lang bølgelængde indsamles med dette system. Dette sikrer datakontinuitet med Landsat 7s unikke termiske infrarøde bånd og tilføjer et sekund.

Da instrumentet er en sen tilføjelse til Landsat 8-satellitten, mindskes det teoretiske levetidskrav for at fremskynde udviklingen af ​​sensoren. Den har derfor kun en levetid på tre år.

TIRS spektrale bånd
Spektralbånd Bølgelængde Løsning
Bånd 10 - Infrarød lang bølgelængde 10.30 - 11.30 um 100 m
Bånd 11 - Lang bølgelængde infrarød 11,50 - 12,50 um 100 m

Jord system

Landsat 8-jordsystemet opfylder to hovedfunktioner: kommando og kontrol af satellitten og styring af missionsdata sendt af satellitten. Kommando og kontrol af satellitterne leveres af missionsoperationscentret i Goddard Space Flight Center . Ordrer sendes Mission Operations Center til satellitten via et jordbaseret netværkselement ( Ground Network Element eller GNE). Data fra satellitten dirigeres til modtagestationer i Sioux Falls , South Dakota , Gilmore Creek, Alaska og Svalbard , Norge . Derfra sendes data via det jordbaserede net GNE den Jorden Resource Observation og videnskab (EROS) af USGS i Sioux Falls , hvor de indtages i systemet til bearbejdning og arkivering af data.

Historisk

Indledende Landsat 8-planer kræver, at NASA køber data, der er i overensstemmelse med Landsat 8-specifikationerne fra et kommercielt ejet og drevet satellitsystem; efter en evaluering af de modtagne forslag fra industrien annullerer NASA imidlertid anmodningen om forslag iSeptember 2003. IAugust 2004, et memorandum fra Det Hvide Huss kontor for videnskab og teknologipolitik (OSTP) pålægger føderale agenturer at placere Landsat-lignende sensorer på NPOESS- satellitter . Efter en vurdering af den tekniske kompleksitet af denne opgave udvikler projektet sig stadig, og23. december 2005, Den OSTP udgiver et memorandum invitere NASA til at implementere Landsat 8 i form af et gratis satellit bærer instrument kaldet Operational Land Imager (OLI). Idecember 2009blev det besluttet at tilføje en termisk infrarød sensor (TIRS) til missionens nyttelast.

Start

Satellitten lanceres af en Atlas V 401- bærerakett udstyret med en langstrakt kappe på11. februar 2013kl 18:02 UT, fra Space Launch Complex 3E (SLC-3E) ved Vandenberg launch base . Efter 78 minutter og 30 sekunder skiltes satellitten fra den øverste fase af Atlas V-bæreraketten og fuldførte lanceringen med succes.

De første billeder af rumfartøjet er samlet på 18. marts 2013. Landsat 8 slutter sig til Landsat 7 i kredsløb og giver øget dækning af jordens overflade.

Problemer i kredsløb med TIRS

Det 19. december 2014, jordregulatorer opdager unormale strømniveauer forbundet med Scene Select Mirror (SSM) -koderelektronik . Koderelektronikken deaktiveres med instrumentet peget på nadiret, og dataene fra TIRS- sensoren hentes , men behandles ikke. Det3. marts 2015skifter operatørerne sensoren på elektroniksiden A til elektroniksiden B for at løse problemet forbundet med elektronikken i indkoder A. Sensoren genoptager sine normale aktiviteter på 4. marts 2015 og indsamlingen af ​​nominelle kalibreringsdata for sortlegeme og dybe rum genoptages 7. marts 2015. Det3. november 2015, sensorens evne til nøjagtigt at måle placeringen af Scene Select Mirror (SSM) er kompromitteret, og koderen slukkes. Iapril 2016, er der udviklet en algoritme til at kompensere for tabet af koderen, og dataindsamlingen genoptages. Ud over disse problemer startes sensoren med en afvigende lysanomali, der øger den rapporterede temperatur op til 4 ° C i bånd 10 og op til 8 ° C i bånd 11. Endelig bestemmer den, at anomalien er forårsaget af off-field refleksioner, der hopper over en metallegeringsholderring monteret lige over den tredje linse i TIRS Four-Lens Refractive Telescope og på TIRS-fokusplanet. Ijanuar 2017, er der udviklet en algoritme til at estimere mængden af ​​omstrejfende lys og trække det fra dataene, hvilket reducerer fejlen til omkring 1 kelvin. I 2017 anbefaler operatører stadig, at bånd 11-dataforbrug begrænses.

Noter og referencer

  1. "  LANDSAT 8 Satellitdetaljer 2013-008A NORAD 39084  " , N2YO,24. januar 2015(adgang til 25. januar 2015 )
  2. "  Faktaark - LDCM Earth Image Collection Satellite  " , Orbital Sciences Corporation (adgang 12. februar 2013 )
  3. "  LDCM Spacecraft  " , NASA (adgang 12. februar 2013 )
  4. "  United Launch Alliance lancerer med succes anden NASA-nyttelast på bare 12 dage  " , United Launch Alliance,11. februar 2013(adgang til 12. februar 2013 )
  5. "  Landsat 8 Satellite Begins Watch  " , NASA,30. maj 2013
  6. US Geological Survey , "  Landsat Data Continuity Mission  " , Rolla Publishing Service Center,Juli 2012(adgang til 12. februar 2013 )
  7. U.S. Geological Service , "  LDCM History  " (adgang til 12. februar 2013 )
  8. Orbital Sciences Corporation , “  LDCM Fact Sheet  ” (adgang til 12. februar 2013 )
  9. NASA , "  LDCM Press Kit  " (adgang til 12. februar 2013 )
  10. NASA , “  Landsat Data Continuity Mission Brochure  ” (adgang til 12. februar 2013 )
  11. "Landsat 8 Ground System". Landsat Science . Hentet: 3. januar 2017.
  12. Gunter Krebs , "  Atlas-5 (401)  " , Gunters rumside (adgang til 12. februar 2013 )
  13. Justin Ray , ”  Atlas 5 raket lancering fortsætter arven fra  Landsat, ” rumfart Nu11. februar 2013(adgang til 12. februar 2013 )
  14. "  Atlas Launch Report - Mission Status Center  " , Rumflyvning nu (adgang til 12. februar 2013 )
  15. "  Et nærmere kig på LDCM's første scene  " , NASA,21. marts 2013
  16. "  6. marts 2015 - Landsat 8 TIRS-sensor genoptager nominelle operationer  " (adgang til 25. juli 2018 )
  17. "  3. november 2015 - TIRS Scene Select Mirror Encoder Current Anomaly  " (adgang til 25. juli 2018 )
  18. "  12. april 2016 - Kommende Landsat 8 TIRS genbehandlingsoplysninger  " (adgang til 25. juli 2018 )
  19. "  Landsat 8 Thermal Stray Light Algorithm  " (adgang til 25. juli 2018 )
  20. "  Hvordan anvendes de termiske bånd til termisk infrarød sensor (TIRS) ombord på Landsat 8?  » (Adgang til 25. juli 2018 )

Jhabvala, M.; Choi, K .; Waczynski, A.; La, A. Sundaram, M.; Costard, E. Jhabvala, C. Kan, E.; Kahle, D.; Foltz, R.; Boehm, N.; Hickey, M. Sun, J. Adachi, T.; Costen, N. Hess, L. Facoetti, H.; Montanaro, M. "Performance of the QWIP focal plane arrays for NASA's Landsat Data Continuity Mission", Proceedings of SPIE, Infrared Technology and Applications XXXVII vol. 8012 (1. april, 2011. Se også: https://www.usgs.gov/faqs/what-are-band-designations-landsat-satellites-0?qt-news_science_products=7#qt-news_science_products

Se også

Relateret artikel

eksterne links