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Von der NASA zur USGS: Die mysteriöse Kooperationsgeschichte von Landsat 8!
Am 11. Februar 2013 wurde der Satellit Landsat 8 mit einer Mission der Hoffnung und Innovation erfolgreich gestartet und ist der achte Satellit im US-amerikanischen Erdbeobachtungsprogramm. Diese behördenübergreifende Zusammenarbeit, die die enge Zusammenarbeit zwischen der NASA und dem U.S. Geological Survey (USGS) verdeutlicht, stellt einen wichtigen Meilenstein für das Landsat-Programm dar und legt den Grundstein für zukünftige Erdbeobachtungen.
Seit der Außerdienststellung von Landsat 5 Anfang 2013 war nur noch Landsat 7 im Orbit. Landsat 8 stellt die kontinuierliche Erfassung und Verfügbarkeit von Landsat-Daten sicher und bietet damit die notwendige Unterstützung für die Untersuchung der globalen Bodenbedeckung und Landnutzungsänderungen.
Aufgabenübersicht
Die Mission von Landsat 8 erfasst nicht nur Bilddaten der Erdoberfläche; sie soll auch drei wichtige wissenschaftliche Ziele erreichen. Erstens muss Landsat 8 multispektrale Bilddaten sammeln und archivieren, um eine vierteljährliche Abdeckung der globalen Landoberfläche zu gewährleisten. Zweitens muss sichergestellt werden, dass die Daten von Landsat 8 hinsichtlich Erfassungsgeometrie, Kalibrierung und Qualität der Ausgabeprodukte mit denen früherer Landsat-Missionen konsistent bleiben, um langfristige Studien zu Landveränderungen zu ermöglichen. Und schließlich, und das ist ganz wichtig, werden die Datenprodukte von Landsat 8 der Öffentlichkeit kostenlos zur Verfügung gestellt, sodass allen Benutzern ungehinderter Zugriff gewährleistet ist.
„Der Erfolg von Landsat 8 ist nicht nur eine wissenschaftliche Errungenschaft, sondern auch eine praktische Umsetzung des Konzepts des offenen Datenaustauschs.“
Technische Details
Landsat 8 verfügt über eine Bildauflösung von 15 bis 100 Metern und kann Bilder mittlerer Auflösung liefern, die die Spektralbänder sichtbares Licht, nahes Infrarot und thermisches Infrarot umfassen. Der Satellit kann mehr als 700 Szenen pro Tag erfassen, eine deutliche Steigerung gegenüber den 250 Szenen von Landsat 7. Dies ist auf das verbesserte Signal-Rausch-Verhältnis und die 12-Bit-Quantisierungsfunktionen zur Datenverarbeitung zurückzuführen, die eine genauere Beschreibung der Bodenbedeckungsmerkmale ermöglichen.
Satellitendesign und -bau
Landsat 8, gebaut von Orbital Sciences Corporation, verwendet den Standard-Satellitenbus LEOStar-3, was bedeutet, dass er eine zuverlässige technische Architektur für Stromversorgung, Bahn- und Lageregelung, Kommunikation und Datenspeicherung nutzt. Eine einzelne ausfahrbare Solaranlage versorgt den Satelliten mit Strom und lädt seine 125 Amperestunden starken Nickel-Metallhydrid-Batterien auf.
Sensorkonfiguration
Operationaler Landbildgeber (OLI)
OLI, der Hauptsensor von Landsat 8, verwendet ein Push-Broom-Sensordesign, um den Swing-Broom-Sensor früherer Landsat-Modelle zu ersetzen. Dieses Design verbessert die Empfindlichkeit und Bildqualität erheblich. OLI kann Daten in neun Spektralbändern erfassen, von denen sieben mit früheren Landsat-Daten kompatibel sind und so eine stabile Grundlage für langfristige Forschung bieten. Gleichzeitig können die neu hinzugefügten Bänder zur Messung der Wasserqualität und zur Erkennung dünner Wolken verwendet werden.
Thermischer Infrarotsensor (TIRS)
TIRS bietet Wärmebilder für Anwendungen wie die Messung der Evapotranspiration, die in der Wasserwirtschaft immer wichtiger wird. Der Sensor verwendet eine relativ neue Erkennungstechnologie, die in zwei verschiedenen langwelligen Infrarotbändern arbeiten kann. Obwohl die geplante Lebensdauer von TIRS drei Jahre beträgt, sorgt es für eine wichtige Kontinuität der thermischen Infrarotdaten von Landsat 6 und 7.
Bodensysteme und -betrieb
Das Bodensystem von Landsat 8 ist für die Steuerung und Kontrolle des Satelliten sowie die Verwaltung der vom Satelliten gesendeten Missionsdaten verantwortlich. Das Mission Operations Center des Goddard Space Flight Center der NASA ist für das Senden von Befehlen an den Satelliten verantwortlich, während die vom Satelliten empfangenen Missionsdaten gespeichert und verarbeitet werden, um sie später zu analysieren und der Öffentlichkeit zugänglich zu machen.
Geschichtsrückblick
Das ursprüngliche Landsat-8-Programm basierte auf dem Kauf von Daten kommerzieller Satellitensysteme. Nach einer technischen Evaluierung änderte die NASA jedoch ihre Strategie und beschloss, eine unabhängige Satellitenplattform zu bauen. So entstand schließlich Landsat 8, wie wir es heute kennen.
„Von der ersten Konzeption bis zum heutigen Datenaustausch demonstriert jeder Schritt von Landsat 8 den Charme von Wissenschaft und Technologie und die Macht der Zusammenarbeit.“
Probleme und Lösungen auf dem richtigen Weg
Im Jahr 2014 reagierte das Team rasch auf Anomalien im Zusammenhang mit dem thermischen Infrarotsensor (TIRS) und nahm verschiedene Anpassungen vor, wodurch letztendlich die normalen Datenerfassungsfunktionen wiederhergestellt und Algorithmen entwickelt wurden, um einige der kleinen Probleme des Sensors zu beheben. Diese Erfahrungen zeigen, wie Herausforderungen durch Zusammenarbeit und Innovation in einer komplexen und sich ständig verändernden Weltraumumgebung bewältigt werden können.
Zukunftsaussichten
Seit seinem Start im Jahr 1972 hat das Landsat-Programm kontinuierlich wertvolle Daten für die wissenschaftliche Forschung in einem sich verändernden globalen Umfeld geliefert. Landsat 8 ist nicht nur eine Weiterentwicklung der Technologie, sondern auch ein Versuch der Menschheit, die Erde zu beobachten und zu verstehen. Angesichts der wachsenden Besorgnis über die Auswirkungen des Klimawandels wird Landsat 8 Wissenschaftler, politische Entscheidungsträger und die Öffentlichkeit auch weiterhin unterstützen, indem es den weltweiten Informationsaustausch vorantreibt.
Welchen Einfluss wird Landsat 8 künftig auf die Erdbeobachtung und das Umweltmanagement haben, während wir uns an den Annehmlichkeiten erfreuen, die die Technologie uns bietet?
