За годы своего существования программа Landsat зарекомендовала себя как одна из самых надежных, долговечных и полезных программ наблюдения Земли из космоса. Данные и изображения с семи спутников, достигших космоса, помогают нам понять, как изменилась наша планета за полвека. Более того, поскольку все эти изображения и данные являются полностью открытыми, они открыли рынок для многих разработок.
Они варьируются от мониторинга полей в сельском хозяйстве до отслеживания пожаров и изменений в лесах и инженерных служб в городах. Среди других применений — отслеживание больших популяций водорослей в море и изменение размеров ледников. За последние пять десятилетий на основе данных и изображений со спутников Landsat было опубликовано более 18 000 научных исследований.
Спутник Landsat 9
Новый спутник Landsat 9 был построен на базе спутника №8, обновленной копией которого он, по сути, и является. На его борту находятся два различных научных прибора — плерографический наземный имиджер 2 (OLI-2) и тепловой инфракрасный датчик 2 (TIRS-2). Спутник будет размещен на полярной орбите на высоте 705 км, так что он будет совершать оборот по орбите каждые 99 минут. Это позволит ему фотографировать всю поверхность Земли каждые 16 дней. Он будет способен собирать более 700 изображений в день и благодаря координации со спутником Landsat номер 8 сможет охватить и зафиксировать все изменения на нашей планете.
Прибор OLI-2 будет фотографировать поверхность, предоставляя фактические фотографии, но он сделает гораздо больше. Эта «камера» чувствительна к девяти различным длинам волн, от ближнего инфракрасного до коротковолнового диапазона, включая, конечно, видимый свет. Данные, собранные на разных длинах волн, можно объединить или исключить для каждой фотографии, максимизируя информацию, полученную от каждого снимка. В зависимости от явления и места наблюдения, на самом деле может оказаться более важным отдать предпочтение видимой частоте перед другими.
Например, лесные растения отражают в ближнем инфракрасном диапазоне, и, обнаружив эту частоту, мы можем лучше изучить рост растительности. Различные цвета в видимом свете, которые появляются в озерах и океанах, могут помочь понять движение и цветение потенциально опасных водорослей. Прибор OLI-2 усовершенствовал прибор Landsat 8, особенно в наблюдении за темными регионами, такими как леса и прибрежные воды. OLI-2 имеет разрешение 30 метров на пиксель, и каждая фотография будет покрывать площадь в 185 км.
Эта карта, получившая название Burned Area Emergency Response, была создана с фотографиями Landsat 8 и используется для постпожарных фаз. Эти исследования позволили федеральным агентствам США ежегодно экономить около 8 миллионов долларов на восстановлении пострадавших от пожаров территорий. На первом изображении слева изображена область, которая будет поражена Серебряным пожаром 2013 года в Нью-Мексико. На изображении в центре показан участок во время пожара (красная точка в центре) и участок обгоревшего участка (красноватая область внизу). На изображении справа показаны области, затронутые пожаром, в зависимости от степени тяжести: высокая (красный), умеренная (желтый) и низкая (зеленый).
Тепловой инфракрасный датчик 2 (TIRS-2)
Прибор TIRS-2 обнаруживает тепловое инфракрасное излучение. На практике он может определять изменения температуры поверхности Земли с точностью до десятых долей градуса Цельсия. Его детекторы называются Quantum Well Infrared Photodetectors, или QWIP, и были разработаны в Центре космических полетов НАСА имени Годдарда. Они работают таким образом, что когда инфракрасное излучение попадает на эти детекторы, оно возбуждает их электроны, которые, соответственно, производят электрический сигнал. Изучая этот сигнал, определяется температура поверхности.
На борту также имеется несколько компьютеров, которые используются для компенсации сигналов помех. Влажность в атмосфере, а также все другие климатические условия могут нарушить тепловой сигнал, что приведет к неправильному обнаружению. TIRS-2 имеет разрешение 100 метров и поле зрения 185 км, как и OLI-2. В отличие от своего предшественника TIRS, который был установлен на Landsat 8 и имел трехлетний срок эксплуатации, TIRS-2 рассчитан на пять лет.