Кіріспе
Жерді бақылау жүйесі (EOS) – Жердің жер бетін, биосфераны, атмосфераны және мұхиттарды ұзақ мерзімді жаһандық бақылау үшін арналған Жер орбитасындағы жасанды спутниктік миссиялар мен ғылыми құралдардың сериясын қамтитын NASA бағдарламасы. 1970 жылдардың басынан бері NASA өзінің Жерді бақылау жүйесін дамытып келеді және он жыл ішінде Landsat спутниктерінің сериясын іске қосты. Алғашқыларының бірі 1972 жылы Nimbus 5 спутнигі арқылы пассивті микротолқынды бейнелеуді қамтыды. Әртүрлі спутниктік миссияларды іске қосқаннан кейін, бағдарламаның тұжырымдамасы 1980 жылдардың соңында басталды және 1990 жылдар бойы тез кеңейді. Бағдарлама басталғаннан бері оның дамуы жалғасып келеді, оның ішінде: құрлық, теңіз, радиация және атмосфера. TIROS 1 спутнигінің басты мақсаты – Жер бетін бақылау және зерттеу әдісі ретінде теледидарлық инфрақызыл бақылауды зерттеу болды. Қазіргі уақытта қолданылып жүрген спутниктерді дамыту үшін маңызды TIROS 1 бағдарламасы NASA-ға бүкіл әлем бойынша метеорологияны зерттеу үшін эксперименталды құралдар мен деректерді жинау әдістерін пайдалануға мүмкіндік берді. Осылайша, метеорологтар мен ғалымдар ауа райының кең ауқымды құбылыстарын байқауға мүмкіндік алды. Соның арқасында олар "қазалы дауылға байланысты жағалауды эвакуациялау керек пе?" сияқты сұрақтарға жауап бере алады. Дамушы бағдарлама ретінде EOS әртүрлі құралдар арқылы әртүрлі деректерді жинауға болады. Төменде әртүрлі EOS миссияларындағы әртүрлі сенсорлар мен олар жинаған деректер сипатталған.
The Earth Observing System (EOS) is a program of NASA comprising a series of artificial satellite missions and scientific instruments in Earth orbit designed for long term global observations of the land surface, biosphere, atmosphere, and oceans. Since the early 1970s, NASA has been developing its Earth Observing System, launching a series of Landsat satellites in the decade. Some of the first included passive microwave imaging in 1972 through the Nimbus 5 satellite. Following the launch of various satellite missions, the conception of the program began in the late 1980s and expanded rapidly through the 1990s. Since the inception of the program, it has continued to develop, including; land, sea, radiation and atmosphere. The primary objective of TIROS 1 was to explore television infrared observation as a method of monitoring and studying the surface of Earth. Critical to the development of the satellites currently in use, TIROS 1 was a program that allowed NASA to use experimental instruments and data collection methods to study meteorology worldwide. Crucially, this new information gathered by TIROS 1 would allow meteorologists and scientists to observe large scale weather events. In doing so, they would be able to answer questions such as "should we evacuate the coast because of the hurricane?". As an evolving program, the EOS can collect a variety of data through various instruments that have been developed. Below outlines various sensors on different EOS missions and the data they collect. !Mission / Satellites
!Technology
!Uses
|
| colspan="3" |Landsat Program
|
| rowspan="2" |Landsat 5 8
|Operational Land Imager (OLI)
|Developed by Ball Aerospace & Technologies Corporation, the OLI is a crucial aspect of modern LandSat vehicles. Using 7000 sensors per band (Spectrum band), the OLI on NASA's most recent LandSat (LANDSAT 8) Satellite, will image/view the entire earth every 16 days. |
|Enhanced Thematic Mapper + (ETM+)
|Used in conjunction with OLI, the ETM + images the Earth in 30m Pixels. To ensure quality, each scan has a correction due to Scan Line correcting. |
| colspan="3" |A Train Program
|
|CloudSat
|Cloud Profiling Radar (CPR)
|Operates at 96 GHz. Crucially, the CPR is used to detail cloud sized particles. These can be in the form of snow, cloud ice, water and light rains. |
|CALIPSO
|Lidar
|Similarly to Radar, Lidar measures by the time a light (Laser) source takes to return to the sensor. CALIPSO, fitted with Lidar Level 2, mainly focused with measuring condensable vapours such as water and nitric acid. Collects Polar Stratific cloud data. |
| rowspan="2" |AURA
|Microwave Limb Sounder (MLS)
|Used to measure microwave emissions (Thermal) that naturally occurs. The name Limb refers to the "edge" of Earth's atmosphere. This data collected includes atmospheric gas profiles and atmospheric temperature and pressure. |
|Tropospheric Emission Spectrometer (TES)
|TES is an infrared sensor aboard AURA used to investigate the troposphere of Earth's Atmosphere. Crucially, it helps scientists understand the impact of Carbon dioxide in the atmosphere and the OZONE layer and its changes. |
| rowspan="2" |AQUA
|Advanced Microwave Scanning Radiometer (AMSR E)
|AMSR E, a critical instrument used to measure physical properties occurring on Earth. Rain precipitation, various sea and land temperatures, snow and ice cover, and water vapour from the ocean are just some properties that are measured using microwave scanning radiometer. Detecting microwave emissions, the data is evaluated to determine various characteristics about each geophysical property. |
|Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS)
|Measuring in 36 different spectral bands, the MODIS system is critical on AQUA. Used to increase understanding of global properties and dynamics, MODIS helps Scientists to predict changes on Land, water and lower atmosphere. |}
!Миссия / Спутниктер
!Технология
!Қолданылулары
The Earth Observing System (EOS) is a program of NASA comprising a series of artificial satellite missions and scientific instruments in Earth orbit designed for long term global observations of the land surface, biosphere, atmosphere, and oceans. Since the early 1970s, NASA has been developing its Earth Observing System, launching a series of Landsat satellites in the decade. Some of the first included passive microwave imaging in 1972 through the Nimbus 5 satellite. Following the launch of various satellite missions, the conception of the program began in the late 1980s and expanded rapidly through the 1990s. Since the inception of the program, it has continued to develop, including; land, sea, radiation and atmosphere. The primary objective of TIROS 1 was to explore television infrared observation as a method of monitoring and studying the surface of Earth. Critical to the development of the satellites currently in use, TIROS 1 was a program that allowed NASA to use experimental instruments and data collection methods to study meteorology worldwide. Crucially, this new information gathered by TIROS 1 would allow meteorologists and scientists to observe large scale weather events. In doing so, they would be able to answer questions such as "should we evacuate the coast because of the hurricane?". As an evolving program, the EOS can collect a variety of data through various instruments that have been developed. Below outlines various sensors on different EOS missions and the data they collect. !Mission / Satellites
!Technology
!Uses
|
| colspan="3" |Landsat Program
|
| rowspan="2" |Landsat 5 8
|Operational Land Imager (OLI)
|Developed by Ball Aerospace & Technologies Corporation, the OLI is a crucial aspect of modern LandSat vehicles. Using 7000 sensors per band (Spectrum band), the OLI on NASA's most recent LandSat (LANDSAT 8) Satellite, will image/view the entire earth every 16 days. |
|Enhanced Thematic Mapper + (ETM+)
|Used in conjunction with OLI, the ETM + images the Earth in 30m Pixels. To ensure quality, each scan has a correction due to Scan Line correcting. |
| colspan="3" |A Train Program
|
|CloudSat
|Cloud Profiling Radar (CPR)
|Operates at 96 GHz. Crucially, the CPR is used to detail cloud sized particles. These can be in the form of snow, cloud ice, water and light rains. |
|CALIPSO
|Lidar
|Similarly to Radar, Lidar measures by the time a light (Laser) source takes to return to the sensor. CALIPSO, fitted with Lidar Level 2, mainly focused with measuring condensable vapours such as water and nitric acid. Collects Polar Stratific cloud data. |
| rowspan="2" |AURA
|Microwave Limb Sounder (MLS)
|Used to measure microwave emissions (Thermal) that naturally occurs. The name Limb refers to the "edge" of Earth's atmosphere. This data collected includes atmospheric gas profiles and atmospheric temperature and pressure. |
|Tropospheric Emission Spectrometer (TES)
|TES is an infrared sensor aboard AURA used to investigate the troposphere of Earth's Atmosphere. Crucially, it helps scientists understand the impact of Carbon dioxide in the atmosphere and the OZONE layer and its changes. |
| rowspan="2" |AQUA
|Advanced Microwave Scanning Radiometer (AMSR E)
|AMSR E, a critical instrument used to measure physical properties occurring on Earth. Rain precipitation, various sea and land temperatures, snow and ice cover, and water vapour from the ocean are just some properties that are measured using microwave scanning radiometer. Detecting microwave emissions, the data is evaluated to determine various characteristics about each geophysical property. |
|Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS)
|Measuring in 36 different spectral bands, the MODIS system is critical on AQUA. Used to increase understanding of global properties and dynamics, MODIS helps Scientists to predict changes on Land, water and lower atmosphere. |}
| | colspan="3" | Landsat бағдарламасы |
|---|---|---|---|
| | rowspan="2" | Landsat 5 & 8 | Операциялық жер кескінін түсіру (OLI) |
| | | | Ball Aerospace & Technologies Corporation компаниясы әзірлеген OLI қазіргі заманғы Landsat аппараттарының маңызды бөлігі болып табылады. NASA-ның ең жаңа Landsat (LANDSAT 8) спутнигіндегі OLI 7000 датчиктерін пайдалана отырып, 16 күнде бір рет бүкіл жерді бейнелейді. |
| | | Enhanced Thematic Mapper + (ETM+) | OLI-мен бірге қолданылғанда, ETM+ Жерді 30 м пиксельмен бейнелейді. Сапаны қамтамасыз ету үшін әрбір сканерлеуде Scan Line түзетуіне байланысты түзету бар. |
| | colspan="3" | A-Train бағдарламасы |
| | | CloudSat | Cloud Profiling Radar (CPR) |
| | | | 96 ГГц жиілігінде жұмыс істейді. CPR бұлт мөлшеріндегі бөлшектерді анықтау үшін маңызды. Бұл қар, мұз, су және жаңбыр түрінде болуы мүмкін. |
| | | CALIPSO | Lidar |
| | | | Радар сияқты, Lidar да жарық көзінің (лазердің) сенсорға қайтып келген уақытын өлшейді. Lidar 2-деңгейімен жабдықталған CALIPSO, негізінен су және азот қышқылы сияқты конденсацияланатын буларды өлшеуге бағытталған. Polar Stratific бұлт деректерін жинақтайды. |
| | rowspan="2" | AURA | Microwave Limb Sounder (MLS) |
| | | | Табиғи түрде пайда болатын микротолқынды сәулелерді өлшеу үшін қолданылады. Limb атауы Жер атмосферасының "шетіне" қатысты. Жиналған деректер атмосфералық газ профильдерін, атмосфералық температура мен қысымды қамтиды. |
| | | | Tropospheric Emission Spectrometer (TES) |
| | | | TES – AURA спутнигінде орналасқан инфрақызыл сенсор, Жер атмосферасының тропосферасын зерттеу үшін қолданылады. Ең бастысы, ол ғалымдарға атмосферадағы көмірқышқыл газының әсерін, озон қабатының өзгеруін түсінуге көмектеседі. |
| | rowspan="2" | AQUA | Advanced Microwave Scanning Radiometer (AMSR-E) |
| | | | AMSR-E – Жердегі физикалық қасиеттерді өлшеуге арналған маңызды құрал. Жаңбыр жаууы, теңіз бен құрлықтағы әртүрлі температура, қар мен мұз жамылғысы, мұхиттан келетін су буы – бұл микротолқынды сканерлеу радиометрі арқылы өлшенетін қасиеттердің кейбірі ғана. Микротолқындық эмиссияларды анықтау, деректерді әр геофизикалық қасиет туралы әртүрлі сипаттамаларды анықтау үшін бағалайды. |
| | | | Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) |
| | | | 36 түрлі спектрлік жолақты өлшейтін MODIS жүйесі AQUA-да өте маңызды. MODIS ғалымдарға жер бетіндегі, судағы және атмосфераның төменгі қабатындағы өзгерістерді болжауға көмектеседі. |
The Earth Observing System (EOS) is a program of NASA comprising a series of artificial satellite missions and scientific instruments in Earth orbit designed for long term global observations of the land surface, biosphere, atmosphere, and oceans. Since the early 1970s, NASA has been developing its Earth Observing System, launching a series of Landsat satellites in the decade. Some of the first included passive microwave imaging in 1972 through the Nimbus 5 satellite. Following the launch of various satellite missions, the conception of the program began in the late 1980s and expanded rapidly through the 1990s. Since the inception of the program, it has continued to develop, including; land, sea, radiation and atmosphere. The primary objective of TIROS 1 was to explore television infrared observation as a method of monitoring and studying the surface of Earth. Critical to the development of the satellites currently in use, TIROS 1 was a program that allowed NASA to use experimental instruments and data collection methods to study meteorology worldwide. Crucially, this new information gathered by TIROS 1 would allow meteorologists and scientists to observe large scale weather events. In doing so, they would be able to answer questions such as "should we evacuate the coast because of the hurricane?". As an evolving program, the EOS can collect a variety of data through various instruments that have been developed. Below outlines various sensors on different EOS missions and the data they collect. !Mission / Satellites
!Technology
!Uses
|
| colspan="3" |Landsat Program
|
| rowspan="2" |Landsat 5 8
|Operational Land Imager (OLI)
|Developed by Ball Aerospace & Technologies Corporation, the OLI is a crucial aspect of modern LandSat vehicles. Using 7000 sensors per band (Spectrum band), the OLI on NASA's most recent LandSat (LANDSAT 8) Satellite, will image/view the entire earth every 16 days. |
|Enhanced Thematic Mapper + (ETM+)
|Used in conjunction with OLI, the ETM + images the Earth in 30m Pixels. To ensure quality, each scan has a correction due to Scan Line correcting. |
| colspan="3" |A Train Program
|
|CloudSat
|Cloud Profiling Radar (CPR)
|Operates at 96 GHz. Crucially, the CPR is used to detail cloud sized particles. These can be in the form of snow, cloud ice, water and light rains. |
|CALIPSO
|Lidar
|Similarly to Radar, Lidar measures by the time a light (Laser) source takes to return to the sensor. CALIPSO, fitted with Lidar Level 2, mainly focused with measuring condensable vapours such as water and nitric acid. Collects Polar Stratific cloud data. |
| rowspan="2" |AURA
|Microwave Limb Sounder (MLS)
|Used to measure microwave emissions (Thermal) that naturally occurs. The name Limb refers to the "edge" of Earth's atmosphere. This data collected includes atmospheric gas profiles and atmospheric temperature and pressure. |
|Tropospheric Emission Spectrometer (TES)
|TES is an infrared sensor aboard AURA used to investigate the troposphere of Earth's Atmosphere. Crucially, it helps scientists understand the impact of Carbon dioxide in the atmosphere and the OZONE layer and its changes. |
| rowspan="2" |AQUA
|Advanced Microwave Scanning Radiometer (AMSR E)
|AMSR E, a critical instrument used to measure physical properties occurring on Earth. Rain precipitation, various sea and land temperatures, snow and ice cover, and water vapour from the ocean are just some properties that are measured using microwave scanning radiometer. Detecting microwave emissions, the data is evaluated to determine various characteristics about each geophysical property. |
|Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS)
|Measuring in 36 different spectral bands, the MODIS system is critical on AQUA. Used to increase understanding of global properties and dynamics, MODIS helps Scientists to predict changes on Land, water and lower atmosphere. |}
Деректерді жинау және пайдалану
Бағдарламаның басталуынан бері оның жалпы мақсаты өзгермеді: "Климат жүйесінің негізгі құрамдастарын және олардың ұзақ мерзімді жаһандық байқаулар арқылы өзара әрекеттесуін бақылау және түсіну". Сол сияқты, елдермен халықаралық серіктестіктер NASA әзірлеген миссияға қоса берілген нақты құрал (аспап) немесе NASA-ның бірлесіп жұмыс істейтін және Еуропалық ғарыш агенттігі сияқты басқа ғарыш агенттігінің құрылымдарын пайдалануын қажет ететін жағдайлардың нәтижесінде туындады. Мұндай серіктестік 2000 жылы Оңтүстік Америкадағы Француз Гвианасындағы Ғарыш орталығынан ERS 1 спутнигі ұшырылған кезде байқалды. NASA-ға көмектескен немесе онымен ынтымақтастық жасаған халықаралық агенттіктерге CONAE (Аргентина ғарыш агенттігі), CNES (Франция ғарыш агенттігі), DLR (Германия аэроғарыш орталығы), Ресей Федерациясының мемлекеттік ғарыш корпорациясы "Роскосмос" және JAXA (Жапон ғарыш агенттігі; бұрын NASDA) кіреді.
6B күзет станциясы
Жерді бақылау жүйесі Жердің климаты мен өзгерістерін зерттеуде маңыздырақ бола түссе, бағдарлама өз дамуын жалғастыра береді. NASA, Еуропалық ғарыш агенттігі және NASDA (Жапония) сияқты басқа да мемлекеттік агенттіктермен бірлесе көптеген болашақ миссияларды жоспарлады. Sentinel 6B – су және мұхитты үздіксіз бақылауды мақсат ететін осындай миссиялардың бірі. Sentinel миссияларының негізгі мақсаты – климаттың өзгеруі мен жаһандық жылынудың басты көрсеткіші болып табылатын теңіз деңгейінің көтерілуін қадағалау. Париж келісімі саясаты және көміртегі бейтарап әлемге ұмтылған көптеген елдер үшін Sentinel миссияларынан алынған деректер Жердің өзгеретін климатын одан әрі түсінуге көмектеседі. Сондай-ақ, Sentinel спутнигінің бірі ауа райын болжау саласында жаңа тәжірибе жүргізеді деп күтілуде. Оның құрамында ғаламдық навигациялық спутниктік жүйе радиожұтылуын (GNSS RO) пайдаланады, бұл әдіс атмосфераның түрлі қабаттарындағы өзгерістер мен ақпаратты толыққанды көрсетуге мүмкіндік береді.
JPSS-3 және 4
JPSS немесе Бірлескен полярлық спутник жүйелері 2027 жылы ұшырылатыны күтілуде. Бұл жоба NASA және Ұлттық мұхиттық және атмосфералық басқару басқармасы (NOAA) арасындағы үкіметаралық ынтымақтастық болып табылады және полярлық орбитадағы жаңа буын экологиялық спутниктерді бақылайды. Маңыздысы, бұл полярлық орбиталық спутниктер геостационарлық емес, яғни бұл екі спутниктің экваторға қатысты көлбеу бұрышы шамамен 90 градусқа жуық болады. Бұл жоба JPSS сериясының үшінші және төртінші спутнигі ретінде жалғасуда. Бұл типтегі спутниктің пайдалы жүктемесіне көрінетін инфрақызыл сәулелерді түсіретін радиометр, озық технологиялық микротолқынды зонд және озонды картографиялау және профильдеу жиынтығы кіреді. Бұл әртүрлі құралдардан жиналған деректер модельдеу және болжамдар үшін қолданылатын сандық ауа-райы болжамдарын қамтиды.
EVM-3 INCUS
Жерге арналған миссиялардың бір бөлімі – конвективті жоғары ағындарды зерттеу миссиясы үш шағын спутникке ие болады деп жоспарланған. Үш спутник тығыз үйлестіріліп орбитаға шығады және конвективті дауылдар мен қатты жауын-шашынның қалыптасуын түсінуді мақсат етеді. Олардың қалай, қай жерде және қашан қалыптасатынын анықтау оның мақсаты. Әлі де жоспарлау мен әзірлеу кезеңінде болғанымен, EVM-3 бағдарламасы бойынша алғашқы спутник 2027 жылы ұшырылады. 2021 жылы ұсынылған 12 жобаның ішінде INCUS миссиясы сарапшылардың қарауынан кейін таңдалды. NASA-ның Жер ғылымдары жөніндегі директоры Карен Сент-Жермен: «Климат өзгеретін кезеңде дауылдардың қалай қалыптасатыны және күшейетіні туралы дәл ақпарат ауа райы модельдерін жақсартуға және ауа райының қауіпті жағдайларын болжау мүмкіндігін арттыруға көмектеседі» деді. Климаттың өзгеруінің салдары, әлемде теңіз деңгейінің температурасының артуымен бірге, дауылдардың күшеюіне және жиілеуіне алып келеді деп күтілуде. Бұл су буының жоғары көтерілуінен туындайтын конвекциялық ағындардың нәтижесі. INCUS толыққандай жұмыс істеген кезде ғалымдарға осы ағындарды түсінуге және ірі дауылдардың пайда болу ықтималдығы мен орналасқан жерін болжауға көмектеседі.
Негізгі қызметкерлер
+Кадрлық біліктіліктерРольСтивен ПлатникБ. С. & М. С. Электр инженериясы
Ph. D. Атмосфера ғылымдарыEOS Жобаның аға маманы, A Пойызы жобасының ғалымыКлэр Л. ПаркинсонB. A. Математика
Ph. D. КлиматологияAQUA жобасының ғалымыБрайан Н. ДунканB. S. Химия
M. S. & Ph. D. Жер және атмосфера ғылымдарыAURA жобасының ғалымыДжеймс БатлерB. S. Физикалық химия
Ph. D. Физикалық химияEOS калибрлеу ғалымыКристофер С. Р. НейгB. A. География
Ph. D. ГеографияLandSat 9 жобасының ғалымыЭрнесто Родригес*Табылған жоқQuickSCAT жобасының ғалымыКуртис ТоумB. S. Метеорология
M. S. & Ph. D. Атмосфера ғылымдарыTERRA жобасының ғалымы
Ph. D. Atmospheric SciencesEOS Senior Project Specialist
A Train project ScientistClaire L. ParkinsonB. A. Mathematics
Ph. D. ClimatologyAQUA Project ScientistBryan N. DuncanB. S Chemistry
M. S & Ph. D. Earth & Atmospheric SciencesAURA Project ScientistJames ButlerB. S Physical Chemistry
Ph. D. Physical ChemistryEOS Calibration ScientistChristopher S. R. NeighB. A Geography
Ph. D. GeographyLandSat 9 Project ScientistErnesto Rodriguez*Not FoundQuickSCAT project ScientistKurtis ThomeB. S Meteorology
M. s & Ph. D. Atmospheric SciencesTERRA Project Scientist