ランドサット4号は、ランドサット計画の4番目の衛星です。1982年7月16日に打ち上げられ、主な目的は衛星画像のグローバルアーカイブを提供することでした。ランドサット計画はNASAが管理していますが、ランドサット4号のデータは米国地質調査所( USGS)によって収集・配布されました。ランドサット4号の科学運用は、設計寿命である5年をはるかに超えて、科学データの送信能力を失った1993年12月14日に終了しました。衛星の保守管理、テレメトリ、追跡は、 2001年6月15日に運用が終了されるまでNASAによって継続されました。
ランドサット1号(当時はERTA-Aとして知られていた)は1972年7月23日に打ち上げられた。[ 4 ]この衛星は運用期間中に地球の画像を10万枚以上撮影した。[ 5 ]ランドサット2号は同様の設計で、3年後に打ち上げられた。[ 6 ] 1978年に打ち上げられたランドサット3号[ 7 ]は、ランドサット1号と同様の設計の最後の衛星であり、ランドサット計画中にNASAが管理した最後のランドサットだった。[ 4 ] [ 8 ]ランドサット4号はNOAAが運用した最初のランドサットだった。[ 9 ]
ランドサットの第2世代であるランドサット4号と5号は、最初の3つのミッションよりも低い軌道を飛行しました。軌道は低かったものの、視野(FOV)が広くなったため、同じスワス幅になりました。新しいランドサット宇宙船には、改良された計測機器も搭載されていました。[ 10 ]
この宇宙船は、後にロッキード・マーティン・ミサイル・アンド・スペースとなるGEアストロスペースによって製造された。フェアチャイルド・インダストリーズが開発したマルチミッション・モジュラー・スペースクラフト(MMS)バスを使用している。[ 10 ] [ 11 ]
この衛星は、スペースシャトルを介して宇宙飛行士が宇宙空間で修理するか、修理のために地球に持ち帰るように設計されていた。シャトルは1985年までにランドサットの比較的遠い軌道に到達できるようになると予想されていた。[ 9 ]
ランドサット4号の姿勢はヒドラジンスラスタで制御された。衛星はアルミニウムパネルとグラファイト支柱で構築された。[ 10 ]宇宙船はリアクションホイールで3軸安定化されていた。電力は3つのニッケルカドミウム電池(NiCd)で、1軸の関節を持つ単一の太陽電池アレイで充電された。太陽電池アレイは1430Wの電力を生成した。[ 10 ]衛星の重量は4,300ポンド(2,000kg )であった。ランドサット4号は最低3年間稼働するように設計された。[ 1 ]
衛星は、 S、X、L、Kuバンドで85 Mbit/sの速度で追跡データ中継衛星システム(TDRSS)との直接ダウンリンクにより地上と通信した。高利得アンテナは伸縮式ブームで拡張された。[ 10 ]データは8ビット量子化を使用した。[ 1 ]
ランドサット4号には、以前のランドサット衛星で使用されていた改良型マルチスペクトルスキャナ(MSS)とテーマティックマッパーが搭載されていた。反射解像度は30m (98フィート)、熱解像度は120m (390フィート)であった。[ 1 ]両方ともヒューズ・エアクラフト社によって製造された。[ 11 ]
Landsat 4 は、Landsat プログラムで初めてテーマティック マッパー(TM) センサーを搭載した衛星でした。Landsat TM センサーは、マルチスペクトル スキャナー (MSS) から収集される 4 バンドのデータとは異なり、7 バンドのデータを収集できます。科学者は、使用できるデータ バンドが 3 つ増えたことに加えて、MSS よりもはるかに高い解像度で TM データを見ることができます。バンド 1 ~ 5 と 7 はそれぞれ空間解像度が30 m (98 ft)ですが、MSS は57 m (187 ft) × 79 m (259 ft)の解像度しかできません。バンド 6 (熱赤外線バンド) の最大空間解像度は120 m (390 ft)です。TM データのデータ レートは、X バンド送信機を介して最新の地上アンテナに 84.9 Mbit/s でした。[ 10 ]
この衛星は、1982年7月16日にカリフォルニア州のヴァンデンバーグ空軍基地からデルタ3920ロケットで打ち上げられた。[ 1 ] [ 12 ]ランドサット4号は、地球表面から約700km (430マイル)上空の南北準極軌道に投入され、99分ごとに地球を一周した。[ 9 ] [ 1 ]

最初の重大な不具合は1982年7月27日に発生した。高利得Kuアンテナの展開が指示されたが失敗した。アンテナの解放は8月15日に成功した。[ 10 ]
1983年2月、衛星は太陽光発電の半分を失い、科学データを地球に直接送信する能力も失ったため、衛星が予想よりも早く故障するのではないかという懸念が生じた。[ 13 ]このため、仕様がランドサット4と同一のランドサット5が早期に打ち上げられた。ランドサット4で問題が特定された後、同じ問題が発生しないようにランドサット5に修正が加えられた。[ 13 ]
Landsat 4 は、追跡およびデータ中継衛星システム(TDRS) が稼働すると科学運用を再開することができ、その後 1986 年 1 月に待機状態になった。 [ 1 ] Landsat 4 は、Landsat 5 が TDRS リンクを失い、地上局への視線外の領域を画像化する能力を失った 1987 年に国際カバレッジを提供するために再び稼働し、1993 年に Landsat 5 も TDRS リンクを失い、科学データの返送が終了するまでそれを続けた。[ 14 ] Landsat 4 は、まだ機能しているS バンドで送信されるテレメトリ、追跡、およびコマンド データの放送を続け、衛星が 2001 年 6 月 15 日に運用を終了した。[ 1 ] [ 14 ]
1982年にはすでに[ 15 ]、地球に持ち帰って修理するためにランドサット4号を回収するミッションが計画段階にあった。1982年版のSTS飛行割り当てマニフェストでは、その任務のためにヴァンデンバーグ空軍基地からの2回目のスペースシャトルミッションが予定されていた。スペースシャトル・ディスカバリー号は、ランドサット4号を地球に持ち帰るための3日間のミッション(STS-2Vと指定)のために、1986年6月15日に打ち上げられる予定だった。[ 15 ]翌年、このミッションは1986年4月1日に打ち上げられるように再スケジュールされた。その後、ランドサット4号を回収するというアイデアは、1987年初頭にサービスミッションに置き換えられ、1985年6月に発行された飛行計画書からその記述が削除された。提案されたミッションの枠は、チャレンジャー号事故の後、ヴァンデンバーグ空軍基地からスペースシャトルを打ち上げるというアイデアが完全に破棄される前に、国防総省専用のスペースシャトル飛行に割り当てられていた。[ 16 ]