Jordobservationssatellit

Sex jordobservationssatelliter som består av A-tågssatellitkonstellationen från och med 2014.

En jordobservationssatellit eller jordfjärranalyssatellit är en satellit som används eller är designad för jordobservation (EO) från omloppsbana , inklusive spionsatelliter och liknande avsedda för icke-militärt bruk såsom miljöövervakning , meteorologi , kartografi och andra. Den vanligaste typen är jordavbildningssatelliter , som tar satellitbilder , analogt med flygfoton ; vissa EO-satelliter kan utföra fjärravkänning utan att bilda bilder, till exempel vid GNSS-radioockultation .

Den första förekomsten av satellitfjärranalys kan dateras till lanseringen av den första konstgjorda satelliten, Sputnik 1 , av Sovjetunionen den 4 oktober 1957. Sputnik 1 skickade tillbaka radiosignaler, som forskare använde för att studera jonosfären . United States Army Ballistic Missile Agency lanserade den första amerikanska satelliten, Explorer 1 , för NASA:s Jet Propulsion Laboratory den 31 januari 1958. Informationen som skickades tillbaka från dess strålningsdetektor ledde till upptäckten av jordens Van Allen-strålningsbälten . Rymdfarkosten TIROS -1 , som lanserades den 1 april 1960, som en del av NASA:s TV Infrared Observation Satellite (TIROS) program, skickade tillbaka de första tv-bilderna av vädermönster som togs från rymden.

Under 2008 var mer än 150 jordobservationssatelliter i omloppsbana, registrerade data med både passiva och aktiva sensorer och samlade in mer än 10 terabit data dagligen. År 2021 hade den summan vuxit till över 950, med det största antalet satelliter som drivs av det USA-baserade företaget Planet Labs .

De flesta jordobservationssatelliter bär instrument som bör användas på en relativt låg höjd. De flesta kretsar på höjder över 500 till 600 kilometer (310 till 370 mi). Nedre banor har betydande luftmotstånd , vilket gör frekventa omloppsmanövrar nödvändiga. Jordobservationssatelliterna ERS-1, ERS-2 och Envisat från European Space Agency samt rymdfarkosten MetOp från EUMETSAT drivs alla på höjder av cirka 800 km (500 mi). Rymdfarkosterna Proba-1 , Proba-2 och SMOS från European Space Agency observerar jorden från en höjd av cirka 700 km (430 mi). Jordobservationssatelliterna från UAE, DubaiSat-1 och DubaiSat-2 är också placerade i låga omloppsbanor (LEO) och tillhandahåller satellitbilder av olika delar av jorden.

För att få (nästan) global täckning med låg bana används en polär bana . En låg omloppsbana kommer att ha en omloppstid på ungefär 100 minuter och jorden kommer att rotera runt sin polära axel cirka 25° mellan på varandra följande omlopp. Markspåret rör sig mot väster 25° varje bana, vilket gör att en annan del av jordklotet kan skannas med varje bana . De flesta är i solsynkrona banor .

En geostationär omloppsbana , på 36 000 km (22 000 mi), tillåter en satellit att sväva över en konstant fläck på jorden eftersom omloppsperioden på denna höjd är 24 timmar. Detta tillåter oavbruten täckning av mer än 1/3 av jorden per satellit, så tre satelliter, placerade 120° från varandra, kan täcka hela jorden utom de extrema polarområdena. Denna typ av omloppsbana används främst för meteorologiska satelliter .

Historia

Herman Potočnik utforskade idén om att använda kretsande rymdfarkoster för detaljerad fredlig och militär observation av marken i sin bok från 1928, The Problem of Space Travel . Han beskrev hur rymdens speciella förhållanden kunde vara användbara för vetenskapliga experiment. Boken beskrev geostationära satelliter (först presenterade av Konstantin Tsiolkovsky ) och diskuterade kommunikation mellan dem och marken med hjälp av radio, men föll ifrån idén att använda satelliter för massutsändning och som telekommunikationsreläer.

Ansökningar

Väder

GOES-8 , en vädersatellit i USA .

En vädersatellit är en typ av satellit som främst används för att övervaka vädret och klimatet jorden . Dessa meteorologiska satelliter ser dock mer än moln och molnsystem. Stadsljus, bränder , effekter av föroreningar , norrsken , sand- och dammstormar , snötäcke , iskartering , gränser för havsströmmar , energiflöden , etc., är andra typer av miljöinformation som samlas in med hjälp av vädersatelliter.

Vädersatellitbilder hjälpte till att övervaka det vulkaniska askmolnet från Mount St. Helens och aktivitet från andra vulkaner som Mount Etna . Rök från bränder i västra USA som Colorado och Utah har också övervakats.

Miljöövervakning

Sammansatt satellitbild av jorden, som visar hela dess yta i ekvirektangulär projektion

Andra miljösatelliter kan hjälpa till med miljöövervakning genom att upptäcka förändringar i jordens vegetation, atmosfäriska spårgasinnehåll, havstillstånd, havsfärg och isfält. Genom att övervaka vegetationsförändringar över tid kan torka övervakas genom att jämföra det nuvarande vegetationstillståndet med dess långsiktiga genomsnitt. övervakades oljeutsläppet 2002 utanför Spaniens nordvästra kust noggrant av det europeiska ENVISAT , som, även om det inte är en vädersatellit, flyger ett instrument (ASAR) som kan se förändringar i havsytan. Antropogena utsläpp kan övervakas genom att utvärdera data för troposfärisk NO 2 och SO 2 .

Dessa typer av satelliter är nästan alltid i solsynkrona och "frusna" banor. En solsynkron bana passerar över varje fläck på marken vid samma tid på dagen, så att observationer från varje pass lättare kan jämföras, eftersom solen är på samma plats i varje observation. En "frusen" bana är den närmaste möjliga banan till en cirkulär bana som är ostörd av jordens oblateness, gravitationsattraktion från solen och månen, solstrålningstrycket och luftmotståndet .

Kartläggning

Terräng kan kartläggas från rymden med hjälp av satelliter, såsom Radarsat-1 och TerraSAR-X .

Internationella bestämmelser

RapidEye jordutforskning-satellitsystem i aktion runt jorden.

Enligt International Telecommunication Union (ITU) definieras jordutforskning-satellittjänst (även: jordutforskning-satellitradiokommunikationstjänst ) – enligt artikel 1.51 i ITU:s radioreglemente (RR) – som:

En radiokommunikationstjänst mellan jordstationer och en eller flera rymdstationer , som kan innefatta länkar mellan rymdstationer, där:

  • information om jordens egenskaper och dess naturfenomen, inklusive data om miljöns tillstånd, erhålls från passiva eller aktiva sensorer satelliter ;
  • liknande information samlas in från luftburna eller jordbaserade plattformar;
  • sådan information kan distribueras till jordstationer inom det berörda systemet;
  • plattformsförhör kan ingå.

Den här tjänsten kan också innehålla matarlänkar som är nödvändiga för dess drift.

Klassificering


Denna radiokommunikationstjänst klassificeras i enlighet med ITU:s radioreglemente (artikel 1) enligt följande: Fast tjänst (artikel 1.20)

Frekvenstilldelning

Tilldelningen av radiofrekvenser tillhandahålls enligt artikel 5 i ITU:s radioreglemente (utgåva 2012).

För att förbättra harmoniseringen av spektrumanvändning har majoriteten av tjänstetilldelningarna som anges i detta dokument införlivats i nationella tabeller över frekvenstilldelningar och användningar, vilket ligger inom behörig nationell förvaltnings ansvar. Tilldelningen kan vara primär, sekundär, exklusiv och delad.

  • primär allokering: anges med versaler (se exempel nedan)
  • sekundär allokering: anges med små bokstäver
  • exklusivt eller delat nyttjande: ligger inom förvaltningarnas ansvar

Militär användning, i band där det finns civil användning, kommer dock att vara i enlighet med ITU:s radioreglemente.

Exempel på frekvensallokering
Allokering till tjänster
Region 1 Region 2 Region 3

401-402 MHz METEOROLOGISK HJÄLPMEDEL




RYMDDRIFT (rymd-till-jord) JORDUTSPEKNING-SATELLITEN (Jord-till-rymden) METEOROLOGISK-SATELLITEN (Jord-till-rymden) Fast mobil utom aeronautisk mobil

13,4-13,75 GHz (Jord-till-rymden) aktiv)


RADIOLOCATION RYMDFORSKNING Standardfrekvens och tidssignal-satellit (jord-till-rymden)

Se även

externa länkar