Landsat 8

Landsat 8
jordobservasjonssatellitt Beskrivelse av dette bildet, også kommentert nedenfor Landsat 8-satellitten under bakketester. Generell data
Organisasjon NASA / USGS
Bygger Orbital Sciences
Program Landsat-programmet
Felt Jordobservasjon
Status Operasjonelt
Andre navn Landsat Data Continuity Mission (LDCM)
Start 11. februar 2013 klokka 18.02 UT fra Vandenberg SLC-3E
Launcher Atlas V 401 AV-035
Varighet 5 år (primæroppdrag)
COSPAR-identifikator 2013-008A
Nettstedet landsat.usgs.gov/landsat8
Tekniske egenskaper
Messe ved lansering 2 782 kg
Plattform LEOStar-3
Ergols Hydrazin
Drivmasse 395 kg
Holdningskontroll Stabilisert på 3 akser
Energikilde Solcellepaneler
Elektrisk energi 3.750 watt
Bane
Bane Solsynkron bane
Perigee 701  km
Apogee 703  km
Høyde 705 km
Periode 98,8 minutter
Tilbøyelighet 98,2 °
Eksentrisitet 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 jordobservasjonssatellitt som ble lansert den11. februar 2013. Det er den åttende satellitten i Landsat-programmet og den syvende som lykkes å nå bane. Opprinnelig kalt Landsat Data Continuity Mission (LDCM), og er et samarbeid mellom NASA og United States Geological Survey (USGS). Den Goddard Space Flight Center i NASA i Greenbelt i Maryland , gir utvikling, engineering, misjon systemer og oppkjøpet av bærerakett, mens USGS sikrer utviklingen av bakkesystemer og drift fortsetter oppdraget.

Satellitten bygges av Orbital Sciences , som er hovedentreprenør for oppdraget. Satellittens instrumenter er bygget av Ball Aerospace og NASAs Goddard Space Flight Center , og lanseringen er betrodd United Launch Alliance . I løpet av de første 108 dagene i bane gjennomgår LDCM vurderinger av NASA og30. mai 2013ble operasjoner overført fra NASA til USGS da LDCM offisielt ble kalt Landsat 8.

Oversikt over oppdraget

Etter at Landsat 5 ble pensjonert tidlig i 2013, og etterlot Landsat 7 som den eneste satellitten i Landsat-programmet i bane, sikrer Landsat 8 kontinuerlig anskaffelse og tilgjengelighet av Landsat-data ved hjelp av en nyttelast med to sensorer, Operational Land Imager (OLI) den termiske infrarøde sensoren (TIRS). Disse to instrumentene samler respektivt bildedata for ni kortbølgebånd og to termiske langbølgebånd. Satellitten er utviklet for en 5-års levetid, men lanseres med tilstrekkelig drivstoff om bord for å gi mer enn 10 års drift.

Landsat 8 inkluderer tre vitenskapelige mål og viktige oppdrag:

Tekniske detaljer

Landsat 8 gir bilder med middels oppløsning, fra 15 meter til 100 meter, av landoverflaten og polarområdene . Den opererer i de synlige , nær infrarøde , kortbølgete infrarøde og termiske infrarøde spektrene. Landsat 8 fang mer enn 700 scener per dag, en økning fra 250 daglige Landsat 7 scener. OLI og TIR sensorer se forbedret signal-til-støy ( SNR ) radiometriske ytelse , slik at 12-bit kvantifisering av dataene gjør det mulig ytterligere bit for en bedre karakterisering av landdekket.

Forutsagte parametere for standard Landsat 8-produkter  :

Satellitt

Landsat 8-satellitten er bygget av Orbital Sciences , under kontrakt med NASA , og bruker standard LEOStar-3- plattform . Orbital Sciences er ansvarlig for design og produksjon av Landsat 8-plattformen, integrering av kundeleverte nyttelastinstrumenter og omfattende testing, inkludert miljømessige. Satellitten gir strøm, bane- og holdningskontroll, kommunikasjon og instrumentlagring.

Alle komponenter, unntatt fremdriftsmodulen, er montert utenfor den primære strukturen. Et enkelt utplasserbart solcellepanel genererer energi til satellittkomponentene og lader en nikkel-hydrogen (NiH 2 ) akkumulator , med en kapasitet på 125 ampere-timer. En 3,14 terabit solid state drive (SSD) datalogger gir innebygd datalagring og en X-bånds antenne overfører instrumentdata i sanntid eller leses fra dataloggeren. Instrumentene er montert på en optisk benk i frontenden av romfartøyet.

Operasjonell Land Imager

Den Landsat 8 Drifts Land Imager (OLI) er forbedret i forhold til tidligere Landsat sensorer og bygges under kontrakt til NASA, etter Ball Aerospace & Technologies . Den bruker en teknologisk tilnærming demonstrert av Advanced Land Imager- sensoren styrt av den eksperimentelle NASA EO-1- satellitten. Instrumentet benytter en kam sensor  (i) eller pushbroom stedet for å søke sensorer ( whiskbroom ) som benyttes på tidligere Landsat satellitter. Kamsensoren justerer radene med bildedetektorer langs Landsat 8-fokusplanet, slik at den kan visualisere hele båndet, det tverrgående synsfeltet på 185 km, i motsetning til å skanne synsfeltet. Med over 7000 detektorer per spektralbånd, resulterer kamsensorens design i økt følsomhet, færre bevegelige deler og bedre informasjon på jordoverflaten.

Instrumentet samler inn data fra ni spektralbånd. Syv av de ni båndene tilsvarer Thematic Mapper (TM) og Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM +) -sensorene fra tidligere Landsat-satellitter, noe som sikrer kompatibilitet med historiske Landsat-data, samtidig som det forbedres målemuligheter. To nye spektralbånd, et kyst / aerosol mørkeblått bånd og et kortbølget infrarødt cirrusbånd, tillater forskere å måle vannkvaliteten og forbedre påvisning av høye, tynne skyer.

OLI spektralbånd
Spektralbånd Bølgelengde Vedtak Solstråling
Bånd 1 - Kyst / aerosol 0,433 - 0,453 um 30 m 2,031 W / (m² µm)
Bånd 2 - Blå 0,450 - 0,515 pm 30 m 1925 W / (m² µm)
Bånd 3 - Grønt 0,525 - 0,600 pm 30 m 1826 W / (m² µm)
Bånd 4 - Rød 0,630 - 0,680 pm 30 m 1,574 W / (m² µm)
Bånd 5 - Nær infrarød 0,845 - 0,885 pm 30 m 955 W / (m² µm)
Bånd 6 - Kortbølge infrarød 1 560 - 1 660 um 30 m 242 W / (m² µm)
Bånd 7 - Kortbølge infrarød 2100 - 2300 pm 30 m 82,5 W / (m² µm)
Bånd 8 - Panchromatic 0,500 - 0,680 pm 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 av Goddard Space Flight Center of NASA , utfører termisk bildebehandling og støtter nye applikasjoner som målinger av fordampningshastigheten for vannforvaltning. Fokusplanet til instrumentet bruker matriser av infrarøde fotodetektorer kvantebrønn til galliumarsenid (GaAs) (kjent under navnet QWIP) for å oppdage infrarød stråling, en første for Landsat-programmet. Dataene lagres i OLI- data for å lage 12-biters dataprodukter med radiometrisk, geometrisk og terrengkorreksjon. Som OLI , Tirs bruker en kam sensor med en bredde på 185 km. Data for to infrarøde bånd med lang bølgelengde samles med dette systemet. Dette sikrer datakontinuitet med Landsat 7s unike termiske infrarøde bånd og legger til et sekund.

Siden instrumentet er et sent tilskudd til Landsat 8-satellitten, blir det teoretiske levetidskravet redusert for å akselerere utviklingen av sensoren. Den har derfor en levetid på bare tre år.

TIRS spektralbånd
Spektralbånd Bølgelengde Vedtak
Bånd 10 - Lang bølgelengde infrarød 10.30 - 11.30 um 100 m
Bånd 11 - Lang bølgelengde infrarød 11,50 - 12,50 um 100 m

Bakkesystem

Landsat 8 bakkesystem oppfyller to hovedfunksjoner: kommando og kontroll av satellitten og styring av misjonsdata sendt av satellitten. Kommando og kontroll av satellittene er gitt av misjonsoperasjonssentret som ligger på Goddard Space Flight Center . Bestillinger sendes Mission Operations Center til satellitten via et bakkenettelement ( Ground Network Element eller GNE). Data fra satellitten sendes til mottaksstasjoner i Sioux Falls , South Dakota , Gilmore Creek, Alaska og Svalbard , Norge . Derfra blir dataene sendt via bakkenettet GNE den Planet Source Observation and Science (eros) av de usgs i Sioux Falls , hvor de blir tatt inn i systemet for behandling og lagring av data.

Historisk

Første Landsat 8-planer krever at NASA kjøper data i samsvar med Landsat 8-spesifikasjonene fra et kommersielt eid og drevet satellittanlegg; etter en evaluering av forslagene mottatt fra industrien, kansellerer NASA imidlertid forespørselen om forslag iSeptember 2003. IAugust 2004, et memorandum fra Det hvite husets kontor for vitenskap og teknologipolitikk (OSTP) pålegger føderale byråer å plassere Landsat-lignende sensorer på NPOESS- satellitter . Etter en vurdering av den tekniske kompleksiteten til denne oppgaven, er prosjektet fortsatt i utvikling og23. desember 2005, OSTP publiserer et notat som inviterer NASA til å implementere Landsat 8 i form av en gratis satellitt som bærer instrumentet kalt Operational Land Imager (OLI). Idesember 2009ble det besluttet å legge til en termisk infrarød sensor (TIRS) til oppgavens nyttelast.

Start

Satellitten lanseres av en Atlas V 401 bærerakett utstyrt med en langstrakt kappe på11. februar 201318:02 UT, fra Space Launch Complex 3E (SLC-3E) ved Vandenberg launch-pad . Etter 78 minutter og 30 sekunder skiltes satellitten fra den øvre fasen av Atlas V-bæreraketten, og fullførte lanseringen vellykket.

De første bildene av romfartøyet er samlet på 18. mars 2013. Landsat 8 slutter seg til Landsat 7 i bane, og gir økt dekning av jordoverflaten.

Problemer i bane med TIRS

De 19. desember 2014, oppdager bakkekontrollerne unormale strømnivåer knyttet til Scene Select Mirror (SSM) -koderelektronikken . Koderelektronikken deaktiveres med instrumentet rettet mot bakken, og dataene fra TIRS- sensoren er anskaffet, men ikke behandlet. De3. mars 2015, bytter operatørene sensoren på elektronikksiden A til elektronikksiden B for å løse problemet knyttet til elektronikken til koderen A. Sensoren gjenopptar sine normale aktiviteter på 4. mars 2015 og innsamlingen av nominelle data for svartkropp og dyp romkalibrering gjenopptas 7. mars 2015. De3. november 2015, er sensorens evne til å måle plasseringen av Scene Select Mirror (SSM) nøyaktig og koderen slås av. Iapril 2016, er en algoritme utviklet for å kompensere for tapet av koderen og datainnsamlingen gjenopptas. I tillegg til disse problemene, startes sensoren med en avvikende lysanomali som øker den rapporterte temperaturen opp til 4 ° C i bånd 10 og opp til 8 ° C i bånd 11. Til slutt bestemmer den at anomali er forårsaket av off-field refleksjoner som spretter av en holdering av metalllegering montert like over den tredje linsen til TIRS Four-Lens Refractive Telescope og på TIRS fokalplan. Ijanuar 2017, er en algoritme utviklet for å estimere mengden stray light og trekke den fra dataene, og redusere feilen til rundt 1 kelvin. I 2017 anbefaler operatørene fortsatt at databruk for bånd 11 begrenses.

Merknader og referanser

  1. "  LANDSAT 8 Satellittdetaljer 2013-008A NORAD 39084  " , N2YO,24. januar 2015(åpnet 25. januar 2015 )
  2. "  Faktaark - LDCM Earth Image Collection Satellite  " , Orbital Sciences Corporation (åpnet 12. februar 2013 )
  3. "  LDCM Spacecraft  " , NASA (åpnet 12. februar 2013 )
  4. "  United Launch Alliance lykkes med å lansere andre NASA-nyttelast på bare 12 dager  " , United Launch Alliance,11. februar 2013(åpnet 12. februar 2013 )
  5. "  Landsat 8 Satellite Begins Watch  " , NASA,30. mai 2013
  6. US Geological Survey , "  Landsat Data Continuity Mission  " , Rolla Publishing Service Center,Juli 2012(åpnet 12. februar 2013 )
  7. U.S. Geological Service , "  LDCM History  " (åpnet 12. februar 2013 )
  8. Orbital Sciences Corporation , “  LDCM Fact Sheet  ” (åpnet 12. februar 2013 )
  9. NASA , "  LDCM Press Kit  " (åpnet 12. februar 2013 )
  10. NASA , “  Landsat Data Continuity Mission Brochure  ” (åpnet 12. februar 2013 )
  11. "Landsat 8 bakkesystem". Landsat Science . Hentet: 3. januar 2017.
  12. Gunter Krebs , "  Atlas-5 (401)  " , Gunters romfartsside (åpnet 12. februar 2013 )
  13. Justin Ray , “  Atlas 5 rakett fortsetter arven fra  Landsat, ” Spaceflight Now,11. februar 2013(åpnet 12. februar 2013 )
  14. "  Atlas Launch Report - Mission Status Center  " , Romfart nå (åpnet 12. februar 2013 )
  15. "  En nærmere titt på LDCMs første scene  " , NASA,21. mars 2013
  16. "  6. mars 2015 - Landsat 8 TIRS-sensor gjenopptar nominelle operasjoner  " (åpnet 25. juli 2018 )
  17. "  3. november 2015 - TIRS Scene Select Mirror Encoder Current Anomaly  " (åpnet 25. juli 2018 )
  18. "  12. april 2016 - Kommende Landsat 8 TIRS ombehandlingsinformasjon  " (åpnet 25. juli 2018 )
  19. "  Landsat 8 Thermal Stray Light Algorithm  " (åpnet 25. juli 2018 )
  20. "  Hvordan brukes de termiske båndene til termisk infrarød sensor (TIRS) ombord på Landsat 8?  » (Tilgang 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

Relatert artikkel

Eksterne linker