Sort/hvid billede af Landsat-1 i et rent rum med teknikere stående i nærheden

For 50 år siden overvandt en kraftfuld satellit modstanden og ændrede vores forståelse af Jorden for altid

For 50 år siden modtog menneskeheden et kraftfuldt nyt værktøj til at studere vores hjemmeplanet. Den dag, den 23. juli 1972, opsendte National Aeronautics and Space Administration (NASA) og United States Geological Survey (USGS) i fællesskab den første satellit, Landsat-1, i Landsat-programmet – det længstvarende satellitopkøbsprogram billeder af jorden. Den nyeste tilføjelse til flåden, Landsat-9, blev lanceret blot sidste år.

I 1965, inspireret af kredsløbsfotografering fra Gemini- og Mercury-programmerne (som er ansvarlige for at sende mennesker i kredsløb), opfandt daværende USGS-chef William T. Pecora konceptet med fjernmålingssatellitter til observation af jordens terræn og vand, hvilket tillod. til løbende overvågning af naturressourcer.

Satellitter i lav højde var blevet brugt til at overvåge Jordens atmosfæriske mønstre siden begyndelsen af ​​1960’erne, men Pecora havde noget andet i tankerne. Hans idé var at bruge satellitter til at afbilde store dele af jordens overflade på samme tid. Men Pecora mødte oprindeligt betydelig modstand i den amerikanske regering.

For det første frygtede forsvarsministeriet, at så kraftige optiske satellitter ville bringe rekognosceringsmissioner i fare. En anden hindring var tilbageholdenhed fra Bureau of Budget, fordi fly i høj højde blev set som et mere økonomisk ansvarligt alternativ til satellitter.

John Logsdon, grundlægger af George Washington University’s Space Policy Institute og professor emeritus ved School of International Affairs og medlem af Columbia Accident Investigation Board og NASA Advisory Council, undersøgte internationalt engagement og Landsats indvirkning omkring tidspunktet for satellittens opsendelse.

“På det tidspunkt hed vores efterretningssatellitprogram CORONA og derefter Hexagon, som var meget klassificeret,” siger Lodgson Omvendt. “Så tanken om at demonstrere evnen til at tage billeder fra rummet, som blev til Landsat, blev stærkt imod af efterretningssamfundet. Så jeg tror, ​​det var mere end finansiering, der fik programmet i gang.”

Alligevel holdt Pecora ved, og i 1966 opfordrede han præsident Lyndon Johnsons indenrigsminister, Stewart Udall, til at gå videre med udviklingen af ​​en række satellitter til at overvåge Jordens ressourcer. Trods modstand gik NASA til sidst med. Fangsten, forklarede Logsdon, er “en villighed til at acceptere begrænsninger for løsning.”

Programmet har også mødt gnidninger fra udlandet. Der var bekymring over virkningen af ​​bredt tilgængelig økonomisk information fra rummet.

“Andre lande vil måske sige,” Hej, du promoverer denne ting, der bringer alle mulige økonomiske fordele. Får vi adgang til billederne?’ Ville det være noget, kun USA ville have adgang til? Det var et meget omstridt spørgsmål i FN før lanceringen,” siger Logsdon.

Landsat-1 før lancering. NASA

Hvordan Landsat-1 kom til live

I 1967 tog NASA fremskridt og begyndte at udvikle det, der dengang var kendt som Earth Resources Technology Satellite (ERTS-1), senere kaldet Landsat. ERTS-1 lettede fra Vandenberg Air Force Base, Californien den 23. juli 1972. Den blev taget ud af drift den 6. januar 1978, efter at dens båndoptagere svigtede. NASA og USGS havde dog allerede opsendt Landsat-2 i januar 1975 – og Landsat-satellitter har været i kredsløb lige siden.

Der var to instrumenter om bord til at få billeder. Retro-beam vidicon (RBV), som fangede synligt og nær-infrarødt lys, bør være den primære sensor. Landsat bar også den første multispektrale sensor (MSS), der producerede radiometriske billeder af Jorden. Dette var en af ​​de første gange, en MSS blev brugt og blev betragtet som en eksperimentel sensor, da satellitten blev opsendt.

Virginia T. Norwood, en MIT-uddannet matematisk fysiker, der arbejder hos Hughes Aircraft Company, udviklede MSS. Den første version af deres MSS havde syv spektralbånd og blev først testet ved at rekonstruere Half Dome i Californiens Yosemite National Park. MSS blev indsat ved Glacier Point, 2,5 miles fra Half Dome, og billedet blev rekonstrueret ved hjælp af tre bånd. Den første test var en succes, hvilket i sidste ende førte til, at Norwood blev anerkendt som “landsats mor”.

I 1974, to år efter lanceringen, returnerede Landsat-1 mere end 100.000 billeder, der dækkede mere end 75 procent af jordens overflade, hvor hvert billede dækkede 115 miles gange 115 miles. MSS på Landsat-1 transmitterede over 300.000 billeder, mens satellitten var i drift. Satellitten var så effektiv til at kortlægge Jorden, at nye landmasser blev opdaget. I 1976 blev en lille ubeboet ø ud for Newfoundlands kyst identificeret og fik navnet Landsat Island. Øen er bemærkelsesværdig lille og måler 82 fod gange 148 fod, en ode til Landsat-opløsningen.

Selvom Norwoods originale MSS var i stand til at optage syv spektralbånd, til Landsat-1-lanceringen måtte dette reduceres til fire på grund af størrelsesbegrænsninger, selvom hele syv-bånds MSS blev lanceret med Landsat-4. På trods af reduktionen til fire datakanaler og dens eksperimentelle karakter, erstattede MSS hurtigt RBV’en som den primære sensor, efter at NASA begyndte at gennemgå billederne returneret af Landsat-1.

Samuel Goward, professor emeritus i geografiske videnskaber ved University of Maryland og medforfatter af Landsats Enduring Legacy: Pioneering Global Land Observations from Space, har arbejdet med Landsat, siden han var kandidatstuderende ved Indiana State University, hvor han dimitterede i 1979, huskede han, at brugen af ​​MSS var en game changer. Goward forklarede, at den dateres tilbage til farveinfrarød film, som blev udviklet i 1930’erne og derefter brugt flittigt med camouflage-detektion under Anden Verdenskrig.

Denne film var nyttig, fordi den indeholder røde, grønne og nær-infrarøde spektralområder (lige uden for vores visuelle spektrum), siger Goward. Landsat-forskere valgte disse særlige bølgelængder, fordi sund vegetation er meget absorberende for grønt, men meget reflekterende i det nær-infrarøde. I MSS Landsat-billeder indikerer en meget lys nær-infrarød god vegetation, mens gråre områder ikke viser et stærkt nær-infrarødt signal. Goward forklarede, at dette har udviklet sig til et vegetationsindeks, der kan måle planters sundhed. Et sådant indeks kan have betydelige økonomiske konsekvenser.

Landsat var en fantastisk holdindsats. Valerie L. Thomas, en fysikuddannet fra Morgan State University, startede hos NASA som matematik-/dataanalytiker og hjalp til sidst med at designe de digitale billedbehandlings- og lagringssystemer til det tidlige Landsat-program. Hun udviklede sig til en af ​​de førende billedbehandlingsspecialister. Hun hjalp med at udvikle Large Area Crop Inventory Experiment (LACIE), som muliggør afgrødeovervågning på globalt plan ved hjælp af Landsat-data.

Landsat-9 på lanceringsdagen. Handouts/Getty Images Nyheder/Getty Images

Landsat Legacy

Selvom Landsat oprindeligt blev udviklet til at observere Jordens naturressourcer primært fra et økonomisk perspektiv, er dets anvendelser i dag meget bredere. Landsat-data bruges nu til at spore skovbrande, levesteder, bølgestørrelse og endda glacial tilbagetrækning – hvilket giver et afgørende bidrag til studiet af klimaændringer.

“Det var først efter atmosfæriske videnskabsmænd og oceanografer begyndte at beregne kulstofflux, at de indså, at de var nødt til at vide, hvad der foregik på landjorden for at forstå den globale kulstofdynamik,” siger Goward. “Så vi begyndte at bruge satellitdataene til at studere, hvordan kulstofudvekslingen fandt sted i landet. Og det er en brik i puslespillet, hvor du, hvis du ikke ved det, ikke kender kulstofdynamikken på planeten Jorden. Og sådan er det [Landsat] blive en stor spiller.”

“Disse datasæt er blevet den primære kilde til information, der fortæller os, hvad der foregår,” tilføjer han. “Det hele går tilbage til det synlige nær-infrarøde vegetationssignal.”

Den seneste iteration af Landsat, Landsat-9, blev opsendt den 27. september 2021, men både Landsat-7 og Landsat-8 kredser om himlen over os.

”Landsat har udviklet en helt ny videnskab. Og ingen af ​​os, der blev involveret i de tidlige dage, så det virkelig komme,” sagde Goward. “Men efterhånden som vi bevægede os længere og længere ind, fandt vi ud af, at vi så på Jorden på en meget anden måde, end vi havde før. Og vi lærte ting, vi aldrig havde forventet.”

Når han så fremad, fortalte han mig, at Landsat-10 – som ikke har nogen annonceret lanceringsdato – vil have svimlende 25 spektralbånd sammenlignet med Landsat-1’s 4 kanaler, hvilket tillader en sondring mellem atmosfæriske og planetariske processer. Han talte også om forbedret tidsmæssig opløsning, der ville gøre det muligt for forskere selv at skelne, om det regner.

“Så det, der kommer til at ske i fremtiden, er langt ud over noget, vi har gjort i vores generation. Det, der kommer, er endnu mere spektakulært end det, vi har gjort før,” spekulerer Goward.

Hvis du gerne vil se eller bruge Landsat-dataene med 15 meter opløsning for dig selv, kan du samle dem på USGS Earth Explorer-webstedet.

Leave a Comment

Your email address will not be published.