Landsat Next: новая и революционная миссия

Ожидается запуск миссии Landsat Next в конце 2030 — начале 2031 года. Это инновационная миссия Landsat, представляющая собой значительный скачок вперед в измерительных возможностях благодаря улучшенным временному, пространственному и спектральному разрешениям. Миссия удовлетворит потребности глобальных пользователей данных Landsat и поддержит развитие новых приложений, сохраняя преемственность и качество самой длинной космической записи состояния поверхности Земли.

Улучшенный временной повтор

Landsat Next станет созвездием из трех идентичных обсерваторий, запускаемых одной ракетой-носителем. Три обсерватории будут расположены друг от друга на расстоянии 120 градусов на орбитальной высоте 653 километра (406 миль).
 
Триплет Landsat Next обеспечит улучшенный коллективный 6-дневный временной повтор, что является значительным улучшением по сравнению с 16-дневным интервалом повторения Landsat 8 или Landsat 9. Временная частота увеличит вероятность получения безоблачных сцен и улучшит мониторинг и управление динамическими и меняющимися ландшафтами.

Возможности будут включать:

• Фенологические сигнатуры, используемые для классификации растительности и моделирования развития, здоровья и урожайности сельскохозяйственных культур
• Обнаружение периодических нарушений, вызванных сбором урожая и эпизодическими насекомыми и возбудителями болезней
• Оценка практически непрерывного использования воды и эвапотранспирации
• Заблаговременное предупреждение о возникновении пожаров и вредоносном цветении водорослей
• Мониторинг здоровья населения в периоды аномальной жары
• Отслеживание динамики снега и льда на суше и на море

Улучшенные пространственные разрешения

Каждая спутниковая обсерватория будет состоять из космического аппарата с Landsat Next Instrument Suite (LandIS), который будет собирать 21 VSWIR и 5 тепловых инфракрасных каналов. Все каналы будут иметь более высокое пространственное разрешение, чем предыдущие миссии Landsat, с расстояниями выборки наземных данных от 10 до 20 метров для видимого, ближнего инфракрасного и коротковолнового инфракрасного диапазонов и 60 метров для атмосферного VSWIR и тепловых инфракрасных диапазонов.

Суперспектральные наблюдения

Landsat Next будет собирать данные в 26 спектральных полосах — на 15 больше, чем существующие миссии Landsat 8 и Landsat 9. На каждом спутнике прибор LandIS будет получать обновленные версии 11 традиционных полос Landsat для поддержания непрерывности данных, включать пять новых полос с похожими пространственными и спектральными характеристиками, соответствующими данным миссии Copernicus Sentinel-2 Европейского космического агентства, для повышения согласованности и интеграции данных, а также добавлять ещё 10 новых спектральных полос для удовлетворения запросов пользователей и развития новых приложений. Landsat Next также оснастят специальной полосой для измерения содержания водяного пара, что позволит выполнять атмосферную коррекцию без привлечения дополнительных данных с других спутников.

Все полосы LandIS будут регистрироваться практически одновременно. Это сведет к минимуму изменение освещенности между каналами, облегчая обнаружение как облачного экрана, так и продуктов, полученных на основе мультиспектральных данных отражения поверхности и теплового излучения (например, эвапотранспирация).

Качество и целостность данных

Исторические данные высококвалифицированных данных Landsat послужили золотым стандартом глобальной визуализации суши. Landsat Next сохранит строгие требования к радиометрической и геометрической точности, связанные с программой Landsat, чтобы обеспечить долгосрочную согласованность данных и облегчить критический анализ временных рядов. Радиометрическая точность будет сопоставима с отношением сигнал/шум и эквивалентом шума дифференциальных температур Landsat 8 и Landsat 9. Геометрическая точность предыдущих миссий Landsat будет соответствовать более точным расстояниям отбора проб на поверхности Landsat Next. Для обеспечения межполосной регистрации и регистрации изображений будут использоваться строгие радиометрические и геометрические методы калибровки и валидации. Данные о верхних слоях атмосферы и коэффициенте отражения поверхности будут сопоставимы с данными предыдущих миссий Landsat.
 
Landsat для нового поколенияLandsat Next будет опираться на наследие Landsat в области наблюдений, управления и адаптации к изменяющейся поверхности Земли, а также предоставит расширенные возможности для поддержки развивающихся и новых пользовательских приложений. Улучшенное временное (6-дневное повторное посещение) и пространственное разрешение новой 26-канальной суперспектральной группировки Landsat Next улучшит существующие приложения Landsat и откроет доступ к новым приложениям, которые поддерживают:

• Оценка качества воды и здоровья водных организмов (например, вредоносное цветение водорослей)
• Растениеводство и сохранение почв (например, пожнивные остатки и нефотосинтезирующая растительность)
• Управление лесами и мониторинг (например, фотосинтетические биоиндикаторы)
• Исследования климата и динамики снега (например, размер и альбедо снежных зерен)
• Картирование минералов на основе термической излучательной способности

Landsat Next продолжит многолетнюю запись данных космических мультиспектральных изображений программы Landsat, которая обеспечивает глобальное, синоптическое и повторяющееся покрытие поверхности суши Земли в масштабе, позволяющем обнаруживать, дифференцировать, характеризовать и отслеживать естественные и антропогенные изменения с течением времени.

Почему Landsat Next?

Landsat Next поможет нам жить на Земле устойчиво. Landsat Next продвинет нас в следующие полвека научных открытий и принятия обоснованных решений. Долгосрочные наблюдения за Землей стали более ценными из-за роста населения и увеличения давления на такие ресурсы, как пища, вода, жилье и энергия. Отслеживание глобальных изменений окружающей среды и природных ресурсов имеет важное значение для удовлетворения потребностей человека в будущем.

Landsat Next обеспечит преемственность, улучшит понимание и поддержит принятие решений. Landsat Next будет продолжать предоставлять объективную, свободно доступную и непрерывную запись изменений на Земле. Долговечность данных Landsat позволяет долгосрочно характеризовать изменения окружающей среды. Гармонизация данных Landsat Next с аналогичными обсерваториями (например, Sentinel-2), улучшение доступа к данным через облачное хранение и вычисления, а также разработка новых алгоритмов обеспечат возможность более быстрого анализа и принятия решений.
 
Landsat Next приведет к прорыву в науке. Новые измерения позволят пользователям данных Landsat идентифицировать особенности и закономерности, которые были упущены на предыдущих снимках Landsat из-за недостаточного временного, пространственного или спектрального разрешения. Это могут быть события, которые длились очень короткое время (например, наводнение, сбор урожая, снег/лед), объекты, слишком маленькие для обнаружения (например, сельскохозяйственное поле, вырубка лесов, городские постройки) или объекты с неразличимыми спектральными атрибутами (например, наземные растения и пигменты водорослей). Эти научные открытия основаны на разработках в области техники и технологий, которые ранее были недоступны, и отражают общую эволюцию и совершенствование возможностей визуализации.

Ценность программы Landsat будет увеличена с расширенными возможностями Landsat Next. Новая миссия будет продолжать пополнять незаменимый и обширный реестр данных. Он предоставит данные об изменениях на суше и экосистемах, а также информацию о тенденциях, которые в противном случае были бы недоступны. Благодаря революционным временным, спектральным и пространственным усовершенствованиям, Landsat Next предоставит новые возможности для поддержки развивающихся и новых приложений, а также поможет землеустроителям и политикам принимать более обоснованные решения о глобальных, региональных и местных природных ресурсах и окружающей среде.