Спутник Landsat 7: подробная информация о запуске в 1999 году, целях программы Landsat, данных USGS и 3D-изображениях NASA WorldWind. Мониторинг Земли.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Американский спутник наблюдения за Землей, запущенный в 1999 году в рамках программы Landsat.
American Earth observing satellite launched in 1999 as part of the Landsat program
Landsat 7 – седьмой спутник программы Landsat. Запущенный 15 апреля 1999 года, Landsat 7 имеет основной задачей обновление глобального архива спутниковых снимков, предоставляя актуальные изображения, свободные от облачности. Программа Landsat управляется и эксплуатируется Геологической службой США, а данные со спутника Landsat 7 собираются и распространяются USGS. Проект NASA WorldWind позволяет свободно просматривать и перемещаться по трехмерным изображениям, полученным со спутника Landsat 7 и других источников, под любым углом. Спутник-компаньон Earth Observing 1 следовал по той же орбите, отставая на одну минуту, но в 2011 году его топливо было исчерпано, и орбита EO 1 начала деградировать. Landsat 7 был построен компанией Lockheed Martin Space Systems. В 2016 году NASA объявила о планах осуществить первую в истории дозаправку спутника на орбите, планируя заправить Landsat 7 в 2020 году в рамках миссии OSAM 1; однако после нескольких задержек NASA объявила об отмене миссии OSAM 1 в марте 2024 года.
Landsat 7 is the seventh satellite of the Landsat program. Launched on 15 April 1999, Landsat 7's primary goal is to refresh the global archive of satellite photos, providing up to date and cloud free images. The Landsat program is managed and operated by the United States Geological Survey, and data from Landsat 7 is collected and distributed by the USGS. The NASA WorldWind project allows 3D images from Landsat 7 and other sources to be freely navigated and viewed from any angle. The satellite's companion, Earth Observing 1, trailed by one minute and followed the same orbital characteristics, but in 2011 its fuel was depleted and EO 1's orbit began to degrade. Landsat 7 was built by Lockheed Martin Space Systems. In 2016, NASA announced plans to attempt the first ever refueling of a live satellite by refueling Landsat 7 in 2020 with the OSAM 1 mission; after multiple delays, NASA announced the cancellation of OSAM 1 in March 2024.
Спецификации спутников
Landsat 7 был разработан со сроком службы пять лет и способен собирать и передавать до 532 изображений в день. Он находится на полярной солнечно-синхронной орбите, что означает, что он сканирует всю поверхность Земли. На высоте 705 км ему требуется 232 орбиты, или 16 дней, для этого. Масса спутника составляет 1973 кг, длина – 4,04 м, а диаметр – 2,74 м. В отличие от предшествующих аппаратов, Landsat 7 оснащен твердотельной памятью объемом 378 Гбит (что эквивалентно примерно 100 изображениям). Основным инструментом на борту Landsat 7 является Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM+), – сканер-метелка, являющийся датчиком изображения.
Landsat 7 was designed to last for five years, and has the capacity to collect and transmit up to 532 images per day. It is in a polar, Sun synchronous orbit, meaning it scans across the entire Earth's surface. With an altitude of 705 km, it takes 232 orbits, or 16 days, to do so. The satellite weighs 1973 kg, is 4.04 m long, and 2.74 m in diameter. Unlike its predecessors, Landsat 7 has a solid state memory of 378 Gbits (roughly 100 images). The main instrument on board Landsat 7 is the Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM+), a whisk broom scanner image sensor.
Неисправность корректора сканирования
31 мая 2003 года корректор строк сканирования (SLC) в приборе ETM+ вышел из строя. SLC состоит из пары небольших зеркал, вращающихся вокруг оси синхронно с движением главного зеркала сканирования ETM+. Назначение SLC – компенсировать поступательное движение (вдоль траектории) космического аппарата, чтобы полученные сканы были выровнены параллельно друг другу. Без работы SLC прибор формирует изображение Земли в виде "зигзага", что приводит к повторному изображению одних участков и полному отсутствию изображения других. В результате, примерно 22% данных в сцене Landsat 7 оказывается потерянными при съемке с неисправным SLC. Через месяц после выхода SLC из строя, USGS подготовила оценку качества ухудшенных данных, полученных с неисправным SLC. В оценке принимали участие ученые из USGS, NASA и научной группы Landsat 7, и было заключено, что результаты все еще пригодны для многих научных целей, а также существуют различные потенциальные методы компенсации отсутствующих данных.
On 31 May 2003, the Scan Line Corrector (SLC) in the ETM+ instrument failed. The SLC consists of a pair of small mirrors that rotate about an axis in tandem with the motion of the main ETM+ scan mirror. The purpose of the SLC is to compensate for the forward motion (along track) of the spacecraft so that the resulting scans are aligned parallel to each other. Without the effects of the SLC, the instrument images the Earth in a "zig zag" fashion, resulting in some areas that are imaged twice and others that are not imaged at all. The net effect is that approximately 22% of the data in a Landsat 7 scene is missing when acquired without a functional SLC. A month after the SLC failure, the USGS compiled an assessment of the degraded data produced with the failed SLC. The assessment included input from scientists from USGS, NASA, and the Landsat 7 science team, and concluded that the results were still usable for many scientific applications and that there were several potential approaches to compensate for the missing data.
Спутниковые снимки
В августе 1998 года NASA заключила контракт с EarthSat на создание Landsat GeoCover (Geocover 2000 в NASA WorldWind) – позиционно точных ортокорректированных изображений, полученных с помощью Landsat Thematic Mapper и многоспектрального сканера, охватывающих большую часть суши Земли. Контракт являлся частью программы NASA Scientific Data Purchase, администрировавшейся через Космический центр имени Джона Стенниса NASA. Позднее GeoCover был усовершенствован до EarthSat NaturalVue – цифрового набора данных изображений, созданного около 2000 года на основе Landsat 7, с имитацией естественных цветов, прошедшего ортокоррекцию, мозаичную обработку и цветовой баланс. Другие коммерческие продукты, представляющие собой имитированные изображения в истинных цветах с глобальным разрешением 15 метров, созданные на основе изображений NASA Landsat 7, включают TerraColor от Earthstar Geographics, TruEarth (используется в Google Earth и Google Maps) от TerraMetrics, BrightEarth от ComputaMaps, имитированные естественные цвета от Atlogis и продукт i cubed, применяемый в NASA WorldWind. Значительные участки земной поверхности, отображаемые в веб-сервисах картографии, таких как Google Maps / Google Earth, MSN Maps или Yahoo! Maps, основаны на улучшенных и цветокорректированных изображениях Landsat 7.
In August 1998, NASA contracted EarthSat to produce Landsat GeoCover (Geocover 2000 in NASA WorldWind) — a positionally accurate orthorectified Landsat Thematic Mapper and Multispectral Scanner imagery covering the majority of the Earth's land mass. The contract was part of the NASA Scientific Data Purchase which was administrated through NASA's John C. Stennis Space Center. GeoCover was later enhanced to EarthSat NaturalVue, a simulated natural color Landsat 7 derived circa year 2000, orthorectified, mosaicked and color balanced digital image dataset. Other commercial simulated true color 15 metre global imagery products built from the NASA Landsat 7 imagery include TerraColor from Earthstar Geographics, TruEarth (found in Google Earth and Google Maps) from TerraMetrics, BrightEarth from ComputaMaps, simulated natural color from Atlogis and a product of i cubed used in NASA WorldWind. Large parts of the Earth surface displayed on web mapping services like Google Maps / Google Earth, MSN Maps or Yahoo! Maps are based on enhanced and color balanced Landsat 7 imagery.
Снижение орбиты
Landsat 7 требовал регулярных орбитальных маневров для поддержания времени локального среднего времени (LMT) съемки данных. Последний такой маневр был выполнен 7 февраля 2017 года. После этого орбита спутника начала медленно снижаться, и к 2021 году она сместилась с желаемых 10:00 LMT примерно до 9:15. С запуском Landsat 9 27 сентября 2021 года, Landsat 7 будет выведен из эксплуатации. Его орбита настолько изменилась, что Landsat 9 сможет перейти на "стандартную" орбитальную высоту 705 км и занять место Landsat 7 на орбите, позволяющей получать данные с фазовым сдвигом в восемь дней относительно Landsat 8 (при наличии двух спутников на орбите, снимок Landsat получается над каждой точкой Земли каждые восемь дней). Съемка данных Landsat 7 в 9:15 LMT не позволит получать высококачественные данные, сохраняющие преемственность. 6 апреля 2022 года научная миссия была приостановлена, а сенсор изображения переведен в режим ожидания по мере снижения орбиты спутника. 5 мая 2022 года съемка была возобновлена для оценки пригодности изображений, полученных на новой, более низкой орбите и с более ранним временем пересечения экватора.
Landsat 7 required regular orbital maneuvers to ensure that the local mean time (LMT) data acquisitions were maintained. The final such maneuver took place on February 7, 2017. From that point forward, the satellite's orbit began to slowly degrade (lower) such that by 2021 it had faded from the desired 10:00 AM LMT to about 9:15 AM. With the September 27, 2021 launch of Landsat 9, Landsat 7 is to be decommissioned. Its orbit has degraded such that Landsat 9 can move into the 705 km ) "standard" orbit altitude, and take Landsat 7's place in an orbit that allows data to be collected eight days out of phase with Landsat 8 (with two satellites in orbit, a Landsat scene is collected over every location on Earth every eight days). Landsat 7's 9:15 AM LMT acquisition will preclude acquiring high quality and heritage continuing data. On April 6, 2022, the science mission was suspended and the image sensor was placed into standby mode as the satellite's orbit was lowered. On May 5, 2022, imaging was once again resumed, to assess the utility of imagery collected at the new lower orbit and earlier equatorial crossing time.