LandSat 7 - супутник дистанційного зондування Землі, останній із запущених у рамках програми Landsat. Виведений на орбіту в 1999 році і продовжує роботу. Основною метою супутника було оновлення глобального архіву супутникових фотографій. Хоча програма LandSat управлялася NASA, дані зйомок обробляються та поширюються Геологічною службою США. Програма NASA World Wind і більшість картографічних сайтів ( Google Maps, Yahoo Maps, Bing Maps) використовують в якості основи зображення, отримані з Landsat 7. [1] У супутника є кілька компаньйонів, наступних за близьким орбітах з інтервалом кілька хвилин: апарати Earth Observing-1, SAC-C і Терра. Разом дане угрупування іноді називається "ранкове сузір'я" ( The morning constellation ). [2] [3]

Інвестиції в проект перевищили 700 млн USD до 2003 року. [4]


1. Специфікації

Місія Landsat 7 спочатку розрахована на тривалість 5-7 років. Супутник міг знімати і передавати до 532 зображень на добу. Використовується полярна, сонячно-синхронній орбіта, розрахована таким чином, що супутник пролітає над всією поверхнею планети. При висоті 705 км на повне сканування поверхні йде 232 обороту або 16 діб. Зйомка місцевості відбувається приблизно в 10 годин ранку ( 15 хвилин) по місцевим сонячному часу.

Повторюваність треку підтримується за допомогою маневрів з точністю 5 км [4]. Схема трека отримала власне позначення WRS ( англ. Worldwide Reference System ). У ній поверхню планети ділиться на 233 стовпця (відповідає орбіті) і 248 ряду.

Апарат важить 1973 кг, його довжина 4,3 м, діаметр 2,8 м. На відміну від попередніх апаратів програми, які використовували магнітну стрічку, на Landsat 7 виявлено масив твердотільної пам'яті на 378 гігабіт [5] (приблизно 100 зображень). Основним інструментом для отримання зображень є Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM +), створений компанією Raytheon у відділенні Santa Barbara Remote Sensing.

Параметри інструменту ETM +: [2]

  • Використовується сканування за допомогою рухомого дзеркала (7 циклів в секунду);
  • Смуга захоплення 185 км (кут зору 15 );
  • Телескоп: рефлектор системи Річі-Кретьєна з 2 дзеркалами зі скла з низьким коефіцієнтом розширення (ULE, Ultra Low Expansion);
  • Апаратура телескопа 40.6 см; фокусна відстань 243.8 см, відносний отвір f/6.0;
  • Розміри сканера: 1.5 м x 0.7 м x 2.5 м; маса 300 кг;
  • Панхроматичний камера з роздільною здатністю 15 метрів на точку (1 канал);
  • Полноапертурного, 5% абсолютна радіометрична калібрування;
  • Інфрачервона камера з роздільною здатністю 30 метрів (6 каналів);
  • Температурний сенсор (Далекий ІК діапазон) з дозволом 60 метрів.

Фокальна плоскість розділена за допомогою спеціальної оптичної системи на основну і "холодну" частина. В основній частині знаходиться 32 фотодіода SiPD панхроматичний діапазону; 4 групи по 16 фотодіодів SiPD інфрачервоного діапазону (до 0.9 мкм). У холодній частині фокальній площині, охолоджуваної до 91 K, знаходяться 2 групи по 16 фотодіодів InSb короткохвильового інфрачервоного діапазону (SWIR, 1.55-1.75; 2.09-2.35 мкм) і 8 фотодіодів HgCdTe теплового ІЧ діапазону (TIR, 10.4-12.5 мкм). [ 2]

Для зв'язку з землею використовуються 2 ненаправлення антени S-діапазону (5 Ватт, швидкість передачі близько 0.3 Мбіт / с, частоти 2106.4 і 2287.5 МГц) і 3 антени X-діапазону (3.5 Ватт, загальна швидкість в 6 каналах 450 Мбіт / с, частоти 8082.5, 8212.5, 8342.5 МГц) [5] Протокол сумісний з CCSDS 701.0-B-1. [6]

Також велися роботи з проектування для апарату чотирьохканального сенсора HRMSI (мультиспектральних стереосенсор оптичного та ближнього інфрачервоного діапазонів). Планувалося дозвіл: 5 м (в панхроматичному каналі) і 10 м (в мультиспектральному); смуга захоплення: 60 км. Роботи над інструментом були припинені в травні 1994 року через недостатнє фінансування. [7]


2. Збій Scan Line Corrector

31 травня 2003 вийшов з ладу прилад Scan Line Corrector (SLC) в інструменті ETM +. Прилад SLC складається з пари невеликих дзеркал, які обертаються разом з рухом основного скануючого дзеркала ETM +. Призначення приладу - компенсація подовжнього руху супутника, таким чином, щоб підсумкові смуги сканування були розташовані паралельно один одному і перпендикулярно напрямку руху супутника. Без компенсації за допомогою SLC, одержувані зображення мають вигляд "зигзагу", коли деякі ділянки поверхні знімаються двічі, а деякі взагалі не знімаються. Супутник поставляє приблизно на чверть менше даних без такої корекції. [8]

Після аварії SLC була організована група Anomaly Response Team (ART) з представників USGS, NASA, і Hughes Santa Barbara Remote Sensing (виробник інструменту ETM +). Група надала список можливих причин поломки, більша частина з яких вказувала на механічні проблеми самого SLC. Оскільки на борту немає запасного приладу SLC, механічна проблема інструмента не може бути виправлена. Однак, група не могла виключити електричну поломку. Тому третя вересня 2003 директор USGS Charles G. Groat дозволив проекту Landsat переналаштувати інструмент ETM + та інші системи космічного апарату, щоб використовувати запасне електричне обладнання ("Side-B").

5 вересня 2003, після перенастроювання, інструмент ETM + був включений і знову став передавати дані в наземний центр Landsat в EROS недалеко від Sioux Falls, South Dakota. Відразу ж стало ясно, що перемикання на запасне електричне обладнання не виправило проблеми з SLC. Потім інструмент був перенастроєний назад на основне електричне устаткування. Подальше ув'язнення групи визнало механічні причини поломки і їх неподоланість.

Landsat 7 продовжив збирати дані в подібному режимі. Деякі ГІС дозволяють користувачам заповнювати неотснятие ділянки зображення даними з інших витків Landsat 7 [9] або шляхом інтерполяції. Щоб продовжити програму Landsat, до кінця 2010-ого десятиліття має бути виведений в космос еквівалентний науковий датчик на новому супутнику.

Відключення SLC не вплинуло на радіометричну точність і на якість роботи фотодіодів. [4]


3. Супутникові мозаїки

Інфрачервона супутникова фотографія Токіо, знята LandSat-7.

У серпні 1998 року, NASA уклало контракт з EarthSat на виробництво глобальної мозаїки Landsat GeoCover (Geocover 2000 в програмі NASA World Wind). Дана мозаїка доступна для безкоштовного завантаження в форматі MrSID і стала першою глобальної вільно доступною мозаїкою.

Супутникові знімки для більшої частини поверхні землі, які використовуються на онлайн-сервісах Карти Google [10], Google Планета Земля [11], Карти Bing (раніше MSN Maps) [1] та Карти Yahoo!, засновані на оброблених і приведених до природним кольорам знімках Landsat 7 [12].


Примітки

  1. 1 2 Russian inputs into international GLS-2010 project - www.scanex.ru/en/news/News_Preview.asp?id=n895471 "Tiled images, created based on the Landsat satellite images, are used basically in all popular web-mapping services abroad ( Google Earth, Bing Maps, Yahoo! Maps) "
  2. 1 2 3 eoPortal directory: Landsat-7 - www.eoportal.org/directory/pres_Landsat7.html
  3. http://atrain.nasa.gov/intro.php - atrain.nasa.gov / intro.php "the Morning Constellation, whose members all have equator crossings in the late morning around 10:30 am (and late evening, at about 10:30 pm) The morning constellation presently consists of Terra, Landsat-7, SAC-C and the New Millennium Program's Earth Observing-1 (EO-1). "
  4. 1 2 3 http://www.conae.gov.ar/simposio/am/Williams.pdf - www.conae.gov.ar / simposio / am / Williams.pdf slide 26, 14, 23
  5. 1 2 Observation of the earth and its environment: survey of missions and sensors. 4th edition - books.google.com / books? id = 4JucM8bpLbEC & pg = PA447 & dq = 378 Gbit capacity, HJ Kramer / / Springer 2002, ISBN 3-540-42388-5 Section "D.21.3 Landsat-7", pages 447-451 "378 Gbit capacity to capture data"
  6. landsat.usgs.gov / documents / DFCB_Vol_IV.L.pdf
  7. Three Decades of Landsat Instruments. "As a result, work on HRMSI ceased in May of 1994"
  8. http://landsat.usgs.gov/Landsat_7_ETM_SLC_off_data_products.php - landsat.usgs.gov/Landsat_7_ETM_SLC_off_data_products.php "estimated 22% of any given scene is lost because of the SLC-off failure."
  9. LandSat missons FAQ, How do I fill in the gaps in my SLC-off image? - landsat.usgs.gov / fill_in_the_gaps_in_my_SLC_off_image.php "Multiple SLC-off images are required to utilize this method,"
  10. GEOG 205 - CARTOGRAPHY & Geomatics. Lecture 16 SATELLITE IMAGERY - www.gis.unbc.ca/courses/geog205/lectures/satimages/index.php "Landsat 7 data are the basis of Google maps and Google Earth"
  11. Landsat Data Base Map for Google Earth - landsat.gsfc.nasa.gov/news/news-archive/dyk_0002.html "however, over the vast majority .. of Earth's surface, the highest-resolution data available is Landsat 7 ETM + pan- sharpened data (15 m). " "On March 23, 2006, Google Earth announced its switch to TruEarth for the Google Earth base map. TruEarth is a TerraMetrics product also made from orthorectified Landsat 7 data. TerraMetrics produced TruEarth using its proprietary natural-color processing. "
  12. The LANDSAT Program - novaonline.nvcc.edu/eli/evans/his135/Events/Landsat/background.html / / HIS 135 History of the Contemporary World. "Landsat data ... is seen .. on web mapping services like Google Maps / Google Earth, MSN Maps or Yahoo Maps. These large area displays are based on enhanced and color balanced Landsat-7 imagery.