ماهواره لندست ۹: ویژگی‌ سنسورها و تغییرات (+فیلم لحظه پرتاب)

Share

لندست-۹ برنامه مشترک اداره ملی هوانوردی و فضایی (NASA) و سازمان زمین‌شناسی (USGS) ایالات متحده امریکاست که نقش حیاتی در ادامه دادن برنامه مطالعه، مدیریت و پایش منابع زمینی مورد نیاز بشر را ایفا خواهد کرد. از اولین پرتاب لندست در سال ۱۹۷۲، این تنها سیستم ماهواره‌ای ایالات متحده بوده است که برای مشاهده مکرر سطح زمین در مقیاس متوسط ​​طراحی شده و کار می‌کند تا نمایانگر تغییرات طبیعی و انسانی باشد. این برنامه همچنین طولانی‌ترین برنامه پایش سطح زمین از فضا بوده است. ماهواره لندست-۹ در ۲۷ سپتامبر ۲۰۲۱ (۵ مهر ۱۴۰۰) در ایستگاه واندنبرگ نیروی هوایی آمریکا در کالیفرنیا به فضا پرتاب شد.

فیلم لحظه لانچ شدن ماهواره لندست-۹

تاکنون بیش از ۱۸,۰۰۰ مقاله از داده‌های لندست استفاده نموده‌اند. این داده‌ها به تشخیص سلامت گیاهان و محصولات کشاورزی جهانی و میزان آبیاری کشاورزی کمک کرده است. این، به سازمان‌ها در کشف جنگل‌زدایی در مناطق دور دست جهان و همچنین کمی سازی اثرات آتش سوزی کمک می‌نماید. هم‌خوانی داده‌های پوشش زمینی لندست از سنسور به سنسور و سال به سال باعث می‌شود بررسی تغییرات پوشش زمین از سال ۱۹۷۲ تا کنون ممکن شده و همچنین با لندست-۹، برنامه‌ریزی برای ادامه این روند تا ۵۰ سال آینده یا بیشتر نیز ممکن شود.

مشخصات مداری ماهواره

لندست-۹ در یک مدار نزدیک قطبی در ارتفاع ۴۳۸ مایلی (۷۰۵ کیلومتری) بالاتر از زمین، با سرعت ۱۶،۷۶۰ مایل در ساعت (۲۶،۹۷۲ کیلومتر در ساعت) قرار می‌گیرد. برای این ماهواره پس از راه اندازی، چهار پنل خورشیدی، برای شارژ باتری فضاپیما، مستقر خواهد شد. قبل از هر بار ارسال داده‌ها به ایستگاه‌های زمینی (در Gilmore Creek آلاسکا یا Svalbard نروژ یا Sioux Falls داکوتای جنوبی)، یک ذخیره کننده داده، تقریبا ۴ ترابایت داده را ذخیره می‌کند.

بهبود کیفیت داده‌ها

با استفاده از تکنولوژی پیشرفته، لندست-۹ اطلاعاتی با بالاترین کیفیت که هرگز توسط یک ماهواره لندست ثبت نشده است را جمع آوری می‌کند، در عین حال این اطمینان وجود دارد که این اندازه‌گیری‌های جدید را بتوان با داده‌هایی که توسط نسل‌های قبل‌تر لندست برداشت شده است، مقایسه کرد.

قدرت تفکیک زمانی

ماهواره جدید لندست بیش از ۷۰۰ صحنه از زمین را به آرشیو ماموریت روزانه خود اضافه خواهد کرد. مدار نزدیک قطبی این ماهواره، به سنسورها اجازه می‌دهد تا تقریبا کل زمین را هر ۱۶ روز یکبار تصویر کنند. هنگامی که لندست-۹ به لندست-۸ در مدار بپیوندد، این دو ماهواره باهم قادر خواهند بود هر ۸ روز یکبار از کل جهان تصویربرداری کنند.

سنسورها

لندست-۹، حامل دو سنسور تصویربردار عملیاتی زمین-۲ (OLI-2) و سنسور مادون قرمز حرارتی-۲ (TIRS-2) با سیستم تصویر برداری پوش بروم است که از این نظر، همانند سنسورهای لندست-۸ می‌باشند. این دو، سنسورهای نوری هستند که ۱۱ طول موج مرئی، مادون قرمز نزدیک، مادون قرمز موج کوتاه و مادون قرمز حرارتی که از سطح زمین منعکس یا منتشر شده‌اند را تشخیص می‌دهند.

باندهای طیفی لندست-۹ شامل موارد زیر می‌شود:

  1. باند مرئی با قدرت تفکیک مکانی ۳۰ متر و طول موج (۰٫۴۳ – ۰٫۴۵ µm)
  2. باند مرئی آبی با قدرت تفکیک مکانی ۳۰ متر و طول موج (۰٫۴۵۰ – ۰٫۵۱ µm)
  3. باند مرئی سبز با قدرت تفکیک مکانی ۳۰ متر و طول موج (۰٫۵۳ – ۰٫۵۹ µm)
  4. باند مرئی قرمز با قدرت تفکیک مکانی ۳۰ متر و طول موج (۰٫۶۴ – ۰٫۶۷ µm)
  5. باند مادون قرمز نزدیک با قدرت تفکیک مکانی ۳۰ متر و طول موج (۰٫۸۵ – ۰٫۸۸ µm)
  6. باند مادون قرمز طول موج کوتاه-۱ با قدرت تفکیک مکانی ۳۰ متر و طول موج (۱٫۵۷ – ۱٫۶۵ µm)
  7. باند مادون قرمز طول موج کوتاه-۲ با قدرت تفکیک مکانی ۳۰ متر و طول موج (۲٫۱۱ – ۲٫۲۹ µm)
  8. باند پنکروماتیک با قدرت تفکیک مکانی ۱۵ متر و طول موج (۰٫۵۰ – ۰٫۶۸ µm)
  9. باند مرئی با قدرت تفکیک مکانی ۳۰ متر و طول موج (۱٫۳۶ – ۱٫۳۸ µm)
  10. باند مادون قرمز حرارتی با قدرت تفکیک مکانی ۱۰۰ متر و طول موج (۱۰٫۶ – ۱۱٫۱۹ µm)
  11. باند مادون قرمز حرارتی با قدرت تفکیک مکانی ۱۰۰ متر و طول موج (۱۱٫۵ – ۱۲٫۵۱ µm)

قدرت تفکیک رادیومتریکی

سنسور OLI در لندست-۸، دو باند جدید را معرفی نمود: یکی برای تشخیص ابرهای سیروس و دیگری به‌منظور بهبود مشاهده آبهای ساحلی و آئروسول‌ها. لندست-۹ اما با ارائه داده‌های ۱۴ بیتی توسط سنسور OLI-2 در مقایسه با داده‌های ۱۲ بیتی سنسور OLI لندست-۸ منجر به بهبود مشاهدات مناطق تیره‌تر مانند جنگل‌ها و آبهای ساحلی می‌شود.

قدرت تفکیک مکانی

سنسور OLI-2، دارای رزولوشن مکانی ۹۸ فوت (۳۰ متری) در بسیاری از باند‌های طیفی خود است، به این معنی که هر پیکسل، بیانگر منطقه‌ای به اندازه یک زمین بیس بال می‌باشد. در مجموع، سنسورها عرض برداشت ۱۱۵ مایلی (۱۸۵ کیلومتری) را پوشش می‌دهند. این ترکیب رزولوشن گسترده و قدرت تفکیک متوسط ​​اجازه می‌دهد تا OLI-2 داده‌هایی را برای پوشش مناطق بزرگ در عین حال که از نظر مکانی به اندازه کافی برای کاربردهایی از جمله تشخیص زمین‌های کشاورزی شخصی، طرح‌های جنگلی، تحولات مسکن، اطلاعات مهم برای برنامه ریزان شهری، مدیران منابع زمین و تحلیلگران کالایی مناسب هستند، ارائه دهد.

باندهای حرارتی

تفاوتی ندارد که یک زمین ذرت، یک پارکینگ یا یک کوه یخ مادون قرمز حرارتی یا گرما را منتشر ‌کند. سنسور TIRS-2 لندست-۹، با تشخیص تابش در دو طول موج حرارتی می‌تواند دمای زمین و آب سیاره زمین را اندازه‌گیری کند. TIRS-2 از دو باند حرارتی برای تشخیص تغییرات دمایی با دقت یک دهم درجه سانتی‌گراد استفاده می‌کند. آشکارسازهای آن فوتودتکتورهای مادون قرمز کوانتومی یا QWPS نامیده می‌شوند و در مرکز پرواز فضایی ناسا توسعه داده شده‌اند. تابش مادون قرمز حرارتی در یک طول موج خاص، سبب تحریک الکترون‌ها در QWIPS شده و یک سیگنال الکتریکی ایجاد می‌کند که برای تعیین دمای سطح استفاده می‌شود.

TIRS-2 با همان اصول TIRS اصلی در لندست-۸ کار می‌کند، اما مشکلی که TIRS با نور پراکنده شده داخل تلسکوپ داشت، برطرف شده است. علاوه بر این، TIRS دارای عمر طراحی سه ساله است در حالیکه TIRS-2 با استحکام و افزونگی بیشتری ساخته شده تا حداقل پنج سال دوام بیاورد. TIRS-2، همانند OLI-2، یک سنسور پوش بروم با مجموعه ای از آشکارسازهاست که برای مشاهده، میدان دیدی به طول ۱۱۵ مایل (۱۸۵ کیلومتر) دارد. با این تفاوت که وضوح مکانی آن ۳۲۸ فوت (۱۰۰ متر) می‌باشد.

اخذ داده‌ها

داده‌های لندست-۹، در مرکز علوم و مشاهده منابع زمینیUSGS  بایگانی می‌شوند که یکی از عناصر سیستم زمینی لندست-۹ به‌شمار می‌رود. دیگر عنصر زمینی آن شامل مرکز عملیات ماموریت (MOC) در ناساست که دستورات نرم‌افزاری را برای کنترل رصدخانه ماهواره‌ای و جمع آوری داده‌های علمی مستقیم صادر می‌کند. در سال ۲۰۰۸، USGS کل آرشیو مأموریت لندست را بصورت رایگان در دسترس عموم قرار داد.

منبع: وبسایت ناسا