Введение
Программа NASA, включающая спутники
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. |}
Система наблюдения за Землей (EOS) — это программа NASA, включающая серию искусственных спутниковых миссий и научных инструментов на орбите Земли, предназначенных для долгосрочных глобальных наблюдений за поверхностью суши, биосферой, атмосферой и океанами. С начала 1970-х годов NASA разрабатывает свою систему наблюдения за Землей, запуская серию спутников Landsat в течение десятилетия. Некоторые из первых включали пассивную микроволновую съемку в 1972 году с помощью спутника Nimbus 5. После запуска различных спутниковых миссий, разработка программы началась в конце 1980-х годов и быстро расширилась в 1990-х годах. С момента начала программы она продолжала развиваться, охватывая изучение суши, моря, радиации и атмосферы. Основная цель TIROS 1 заключалась в исследовании телевизионного инфракрасного наблюдения как метода мониторинга и изучения поверхности Земли. Имея решающее значение для разработки современных спутников, TIROS 1 стала программой, которая позволила NASA использовать экспериментальные инструменты и методы сбора данных для изучения метеорологии во всем мире. Новая информация, собранная TIROS 1, позволила бы метеорологам и ученым наблюдать за крупномасштабными погодными явлениями и отвечать на вопросы, такие как: "Нужно ли эвакуировать побережье из-за урагана?". EOS, как развивающаяся программа, способна собирать разнообразные данные с помощью различных разработанных инструментов. Ниже представлена информация о различных датчиках на различных миссиях EOS и собираемых ими данных.
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 / Спутники !Технология !Применение
|---|---|---|
| Landsat Программа | | |
| Landsat 5 & 8 | Операционный Land Imager (OLI) | Разработанный Ball Aerospace & Technologies Corporation, OLI является ключевым компонентом современных аппаратов Landsat. Используя 7000 датчиков на спектральный канал, OLI на новейшем спутнике Landsat (LANDSAT 8) NASA выполняет съемку всей Земли каждые 16 дней. |
| | Улучшенный тематический Mapper + (ETM+) | Используется в сочетании с OLI, ETM+ создает изображения Земли с разрешением 30 метров на пиксель. Для обеспечения качества каждая строка сканирования подвергается коррекции. |
| A Train Программа | | |
| CloudSat | Cloud Profiling Radar (CPR) | Работает на частоте 96 ГГц. CPR имеет решающее значение для детального изучения частиц размером с облака, таких как снег, облачный лед, вода и слабые дожди. |
| CALIPSO | Lidar | Подобно радару, лидар измеряет время, необходимое источнику света (лазеру) для возвращения к датчику. CALIPSO, оснащенный лидаром уровня 2, в основном предназначен для измерения конденсируемых паров, таких как вода и азотная кислота, и сбора данных об облаках полярной стратификации. |
| AURA | Микроволновой лимб-звундер (MLS) | Используется для измерения микроволнового излучения (теплового), возникающего естественным образом. Термин "лимб" относится к "краю" атмосферы Земли. Собранные данные включают профили атмосферных газов, температуру и давление атмосферы. |
| | Тропосферный спектрометр эмиссии (TES) | TES — это инфракрасный датчик на борту AURA, используемый для изучения тропосферы земной атмосферы. Он помогает ученым понять влияние углекислого газа в атмосфере и озонового слоя и его изменения. |
| AQUA | Усовершенствованный микроволновой сканирующий радиометр (AMSR-E) | AMSR-E — важный инструмент для измерения физических свойств, происходящих на Земле, таких как осадки, температура моря и суши, снежный и ледяной покров, а также водяной пар в океане. Обнаруживая микроволновое излучение, данные анализируются для определения различных характеристик каждого геофизического свойства. |
| | Умеренно-разрешающий спектральный радиометр изображений (MODIS) | Измеряя в 36 различных спектральных диапазонах, система MODIS имеет решающее значение для AQUA. Она помогает ученым лучше понимать глобальные свойства и динамику и прогнозировать изменения на суше, в воде и в нижних слоях атмосферы. |
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. |}
Сбор и использование данных
С момента запуска программы ее общая цель оставалась неизменной: "отслеживать и понимать ключевые компоненты климатической системы и их взаимодействие с помощью долгосрочных глобальных наблюдений". Аналогично, международное сотрудничество со странами возникало либо в результате включения конкретного полезного оборудования (инструмента) в существующую миссию, разработанную НАСА, либо благодаря сотрудничеству НАСА с использованием инфраструктуры другого космического агентства, например Европейского космического агентства. Пример такого сотрудничества – запуск спутника ERS 1 в 2000 году с Космического центра Гвианы, космодрома во Французской Гвиане, Южной Америке. Среди международных агентств, оказывавших помощь или сотрудничавших с НАСА, – CONAE (Аргентинское космическое агентство), CNES (Французское космическое агентство), DLR (Немецкий центр аэрокосмических исследований), государственная корпорация «Роскосмос» Российской Федерации и JAXA (Японское космическое агентство; ранее NASDA).
Станция "Сентинель 6Б"
По мере того, как система наблюдения за Землей становится всё более важной для изучения климата Земли и происходящих изменений, программа будет продолжать развиваться. NASA совместно с другими государственными агентствами, такими как Европейское космическое агентство и NASDA (Япония), запланировали множество будущих миссий. Sentinel-6B – одна из таких миссий, направленная на продолжение наблюдений за водными ресурсами и океаном. Ключевой задачей миссий Sentinel является мониторинг повышения уровня моря – важнейшего индикатора изменения климата и глобального потепления. В связи с политикой Парижского соглашения и стремлением всё большего числа стран к углеродной нейтральности, данные, собираемые миссиями Sentinel, будут способствовать дальнейшему пониманию меняющегося климата Земли. Также ожидается, что один из спутников Sentinel проведет испытания нового эксперимента в области прогнозирования погоды. В составе полезной нагрузки он будет использовать радиооккультацию глобальных навигационных спутниковых систем (GNSS RO) – метод для детального изучения изменений и информации о различных слоях атмосферы.
JPSS-3 и 4
Ожидается, что JPSS или Совместные полярные спутниковые системы будут запущены в 2027 году. Этот проект представляет собой межправительственное сотрудничество между NASA и Национальным управлением океанических и атмосферных исследований (NOAA) и предназначен для наблюдения за новым поколением экологических спутников на полярной орбите. Важно отметить, что эти полярные спутники не геосинхронные, то есть эти два спутника будут иметь угол наклона, близкий к 90 градусам к экватору. Этот проект является продолжением серии JPSS и включает в себя запуск третьего и четвертого спутников. Полезная нагрузка этих спутников будет состоять из Видимого инфракрасного изобразительного радиометра, Микроволнового зонда передовых технологий и Набора для картирования и профилирования озона. Данные, собранные этими разнообразными приборами, будут использоваться для численного прогнозирования погоды, моделирования и прогнозирования.
EVM-3 INCUS
В рамках миссии "Исследование конвективных восходящих потоков" планируется создание трех небольших спутников. Эти три спутника будут находиться на тесно скоординированных орбитах с целью понимания формирования конвективных штормов и сильных осадков. Миссия направлена на то, чтобы узнать не только как, но и точно где и когда они будут формироваться. Хотя миссия все еще находится на стадии планирования и разработки, запуск первого из трех спутников EVM-3 запланирован на 2027 год. После рассмотрения 12 предложений в рамках программы EVM в 2021 году, миссия INCUS была выбрана после оценки экспертной комиссией. Директор по наукам о Земле NASA Карен Сент-Жермен заявила: "В условиях меняющегося климата более точная информация о развитии и усилении штормов может помочь улучшить модели прогнозирования погоды и нашу способность предсказывать риск экстремальных погодных явлений". Поскольку последствия изменения климата усиливаются с повышением температуры уровня моря во всем мире, прогнозируется увеличение интенсивности и частоты штормов. Это связано с увеличением количества водяного пара, поднимающегося вверх и создающего конвективные потоки. INCUS поможет ученым понять эти потоки и предсказывать вероятность и местоположение крупных штормов после ввода в полную эксплуатацию.
Ключевой персонал
+Квалификация персоналаРоль Стивен ПлатникБ. S & M. S Электротехника Ph. D. Атмосферные наукиEOS Старший специалист проекта, ученый проекта TERRA Клэр Л. ПаркинсонB. A. Математика Ph. D. КлиматологияУченый проекта AQUA Брайан Н. ДунканB. S Химия M. S & Ph. D. Наука о Земле и атмосфереУченый проекта AURA Джеймс БатлерB. S Физическая химия Ph. D. Физическая химияУченый по калибровке EOS Кристофер С. Р. НейгB. A. География Ph. D. ГеографияУченый проекта LandSat 9 Эрнесто Родригес*Не найденоУченый проекта QuickSCAT Куртис ТомеB. S Метеорология M. S & Ph. D. Атмосферные науки
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