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 地上試験中のランドサット8号 | |
| 名前 | ランドサットデータ継続ミッション |
|---|---|
| ミッションタイプ | 衛星画像 |
| オペレーター | NASA / USGS |
| コスパーID | 2013-008A |
| SATCAT番号 | 39084 |
| Webサイト | [1] |
| ミッション期間 | 5年（予定） 10年（燃料含む） 経過年数：11年9ヶ月22日 |
| 宇宙船の特性 | |
| 宇宙船 | ランドサット8号 |
| 宇宙船の種類 | レオスター |
| バス | LEOStar-3 |
| メーカー | オービタル サイエンス(プライム) ボール エアロスペース(OLI) NASA GSFC (TIRS) |
| 打ち上げ質量 | 2,623 kg (5,783 ポンド) |
| 乾燥質量 | 1,512 kg (3,333 ポンド) |
| ミッション開始 | |
| 発売日 | 2013年2月11日 18:02:00 UTC |
| ロケット | アトラス V 401 (AV-035) |
| 発射場 | ヴァンデンバーグ、SLC-3E |
| 請負業者 | ユナイテッド・ローンチ・アライアンス |
| 入隊 | 2013年5月30日 |
| 軌道パラメータ | |
| 参照システム | 地球中心軌道[1] |
| 政権 | 太陽同期軌道 |
| 高度 | 705キロ |
| 傾斜 | 98.22° |
| 期間 | 98.8分 |
| 楽器 | |
| 運用地上イメージャー(OLI) 熱赤外線センサー (TIRS) | |
 Landsat データ継続ミッション (LDCM) ミッション パッチ | |
ランドサット8号は、2013年2月11日に打ち上げられたアメリカの地球観測 衛星である。ランドサット計画の8番目の衛星であり、軌道に乗ったのは7番目である。元々はランドサットデータ継続ミッション（LDCM）と呼ばれていたこの衛星は、 NASAと米国地質調査所（USGS）の共同プロジェクトである。メリーランド州グリーンベルトにあるNASAゴダード宇宙飛行センターが開発、ミッションシステムエンジニアリング、打ち上げロケットの調達を担当し、USGSは地上システムの開発を担当し、継続的なミッション運用を行う。この衛星は、地上イメージャー（OLI）のカメラと、地球表面温度の調査に使用できる熱赤外線センサー（TIRS）で構成されており、地球温暖化の研究に使用されている。[2]
衛星はオービタル・サイエンシズ・コーポレーションによって建造され、同社はミッションの主契約者となった。 [3]宇宙船の機器はボール・エアロスペース・アンド・テクノロジーズとNASAゴダード宇宙飛行センター（GSFC）によって製造され、 [4]打ち上げはユナイテッド・ローンチ・アライアンス（ULA）に委託された。[5]軌道上での最初の108日間、LDCMはNASAによるチェックアウトと検証を受け、2013年5月30日にLDCMが正式にランドサット8に改名されたときに、運用はNASAからUSGSに移管された。[6]
ミッション概要
ランドサット 5 号は2013 年初頭に退役し、軌道上のランドサット プログラム衛星はランドサット 7 号のみとなりましたが、ランドサット 8 号は、運用陸域イメージャー(OLI) と熱赤外線センサー (TIRS) の 2 つのセンサー ペイロードを使用して、ランドサット データの継続的な取得と利用可能性を確保しています。これら 2 つの機器は、それぞれ 9 つの短波バンドと 2 つの長波熱バンドの画像データを収集します。この衛星は 5 年間のミッション設計寿命で開発されましたが、10 年以上運用できる十分な燃料を搭載して打ち上げられました。
Landsat 8 は、3 つの主要なミッションと科学目標で構成されています。
- 少なくとも 5 年間にわたり、世界中の陸地の季節ごとの画像をカバーする中解像度 (30 メートルの空間解像度) のマルチスペクトル画像データを収集してアーカイブします。
- 土地被覆と土地利用の経時的変化を研究できるように、Landsat 8 データが、取得ジオメトリ、較正、カバレッジ特性、スペクトル特性、出力製品の品質、およびデータの可用性の点で、以前の Landsat ミッションのデータと十分に一致していることを確認します。
- Landsat 8のデータ製品を一般大衆に無差別かつ無償で配布する。[7]
技術的な詳細
ランドサット8号は、地球の陸地表面と極地の15メートルから100メートルの中解像度画像を提供し、可視、近赤外線、短波赤外線、熱赤外線スペクトルで動作します。ランドサット8号は、ランドサット7号の1日250シーンより多い、1日700シーン以上を撮影します。OLIセンサーとTIRSセンサーは、信号対雑音比（SNR）性能が向上し、データの12ビット量子化が可能になり、より多くのビットを使用して土地被覆の特性をより正確に評価できます。
Landsat 8標準製品の計画パラメータ: [8]
- 製品タイプ: レベル 1T (地形補正済み)
- 出力形式: GeoTIFF
- ピクセルサイズ: 15 メートル/30 メートル/100 メートル (パンクロマティック/マルチスペクトル/サーマル)
- 地図投影法: UTM (南極大陸用極平射図法)
- データム: WGS 84
- 方向: 北が上 (地図)
- 再サンプリング: 3次畳み込み
- 正確さ：
- OLI: 12メートルの円誤差、90%の信頼度
- TIRS: 41メートルの円誤差、90%の信頼度
宇宙船
ランドサット8号宇宙船はNASAとの契約に基づきオービタル・サイエンシズ社によって建造され、オービタル社の標準LEOStar-3衛星バスを使用している。オービタル社はランドサット8号宇宙船バスの設計と製造、顧客提供のペイロード機器の統合、環境およびEMI/EMCを含む完全な観測テストを担当した。[9]宇宙船はOLIとTIRSに電力、軌道と姿勢の制御、通信、データストレージを供給する。
推進モジュールを除くすべてのコンポーネントは、主要構造の外部に搭載されています。単一の展開可能な太陽電池アレイは、宇宙船のコンポーネントに電力を生成し、宇宙船の125アンペア時の ニッケル水素（Ni-H 2）バッテリーを充電します。3.14テラビットのソリッドステートデータレコーダーは、宇宙船に搭載されたデータストレージを提供し、XバンドアンテナはOLIとTIRSデータをリアルタイムで、またはデータレコーダーから再生して送信します。OLIとTIRSは、宇宙船の前端にある光学ベンチに搭載されています。[10]
センサー
運用地上画像装置
Landsat 8 のOperational Land Imager (OLI) は、過去の Landsat センサーを改良したもので、NASA との契約に基づきBall Aerospace & Technologies社によって製造されました。OLI は、NASA の実験用地球観測衛星 1号 (EO-1)に搭載された Advanced Land Imager センサーで実証された技術的アプローチを採用しています。OLI 機器は、以前の Landsat 衛星で使用されていたウィスブルーム センサーではなく、プッシュブルーム センサーを使用しています。プッシュブルーム センサーは、Landsat 8 の焦点面に沿って画像検出器アレイを揃え、視野全体を掃引するのではなく、185 km (115 マイル) のクロストラック視野の全幅を観察できるようにします。スペクトル バンドあたり 7,000 を超える検出器を備えたプッシュブルーム設計により、感度が向上し、可動部品が減り、地表情報が向上しました。
OLI は 9 つのスペクトル バンドからデータを収集します。9 つのバンドのうち 7 つは、以前の Landsat 衛星に搭載されていたThematic Mapper (TM) およびEnhanced Thematic Mapper Plus (ETM+) センサーと一致しており、過去の Landsat データとの互換性を提供するとともに、測定機能も向上しています。2 つの新しいスペクトル バンド、濃い青色の沿岸/エアロゾル バンドと短波赤外線巻雲バンドが収集され、科学者は水質を測定し、高く薄い雲の検出を改善できるようになります。
熱赤外線センサー
NASAゴダード宇宙飛行センターによって構築された熱赤外線センサー (TIRS) は、熱画像化を行い、水管理のための蒸発散率測定などの新しいアプリケーションをサポートしています。TIRS 焦点面は、ランドサット プログラムで初めて、ガリウムヒ素(GaAs)量子井戸赤外線光検出器アレイ (QWIP として知られる) を使用して赤外線を検出します。TIRS データは OLI データに登録され、放射測定、幾何学的、地形補正された 12 ビットのランドサット 8 データ製品が作成されます。[8] OLI と同様に、TIRS は 185 km の観測幅を持つプッシュブルーム センサー設計を採用しています。2 つの長波長赤外線バンドのデータは TIRS で収集されます。これにより、ランドサット 7 の単一の熱赤外線バンドとのデータの連続性が確保され、2 番目のバンドが追加されます。
TIRS は Landsat 8 衛星に後から追加されたため、センサーの開発を迅速化するために設計寿命の要件が緩和されました。そのため、TIRS の設計寿命は 3 年のみです。
地上システム
ランドサット8号地上システムは、衛星の指揮統制と衛星から送られるミッションデータの管理という2つの主な機能を果たす。衛星の指揮統制は、ゴダード宇宙飛行センター（NASA）のミッション運用センターが行う。コマンドは、ミッション運用センターから地上ネットワーク要素（GNE）を介して衛星に送信される。衛星からのミッションデータは、サウスダコタ州スーフォールズ、アーカンソー州ギルモアクリーク、ノルウェーのスヴァールバル諸島の受信局にダウンリンクされる。そこからデータはGNEを介してスーフォールズにある米国地質調査所 地球資源観測科学センター（EROS）に送信され、データ処理およびアーカイブシステムに取り込まれる。[12]
歴史
当初のランドサット8号計画では、NASAがランドサット8号の仕様に適合するデータを民間所有・運用の衛星システムから購入することになっていたが、業界から受け取った提案を評価した後、NASAは2003年9月に提案依頼を取り消した。2004年8月、ホワイトハウス 科学技術政策局（OSTP）からの覚書により、連邦政府機関はランドサット型センサーを国家極軌道運用環境衛星システム（NPOESS）プラットフォームに配置するよう指示された。このタスクの技術的な複雑さを評価した後、戦略は調整され、2005年12月23日、OSTPはNASAに、運用地上イメージャー（OLI）と呼ばれる機器を搭載したフリーフライヤー宇宙船の形でランドサット8号を実施するよう指示する覚書を発行した。2009年12月、ミッションペイロードに熱赤外線センサー（TIRS）を追加することが決定された。[8] 2022年10月7日、衛星は軌道上でワールドビュー3によって撮影された。[13]
打ち上げ
衛星は拡張ペイロードフェアリングを備えたアトラス401 ロケットで打ち上げられた。 [14]打ち上げは2013年2月11日18:02:00 UTCに、ヴァンデンバーグ空軍基地のヴァンデンバーグ宇宙発射施設3（SLC-3E）から行われた。[15] 78分30秒後、宇宙船はアトラスV上段ロケットから分離され、打ち上げは無事に完了した。[16]
探査機からの最初の画像は2013年3月18日に収集されました。[17]ランドサット8号は軌道上でランドサット7号に加わり、地球表面のカバー範囲を拡大しました。
-
ランドサット8号の上昇軌道 -
ランドサット8号の下降軌道
TIRSの軌道問題について
2014年12月19日、地上管制官はシーンセレクトミラー（SSM）エンコーダー電子機器に関連する異常な電流レベルを検出しました。SSM電子機器は機器を天底に向けた状態でオフにされ、TIRSデータは取得されましたが処理されませんでした。2015年3月3日、オペレーターはA側エンコーダー電子機器の問題に対処するために、TIRSをA側電子機器からB側電子機器に切り替えました。TIRSは2015年3月4日に通常運用を再開し、公称黒体および深宇宙較正データの収集は2015年3月7日に再開されました。[18]
2015年11月3日、TIRSがシーン選択ミラー（SSM）の位置を正確に測定する能力が損なわれ、エンコーダの電源がオフになりました。[19] 2016年4月、電源がオフになったエンコーダを補正するアルゴリズムが開発され、データの報告が再開されました。[20]これらの問題に加えて、TIRSは、バンド10で最大4ケルビン、バンド11で最大8 Kまで報告温度を上昇させる迷光異常を伴って打ち上げられました。最終的に、この異常は、4レンズ屈折TIRS望遠鏡の3番目のレンズの真上に取り付けられた金属合金の保持リングからTIRS焦点面に跳ね返った視野外の反射によって引き起こされたことが判明しました。[21] [22] 2017年1月、迷光の量を推定してデータから差し引くアルゴリズムが開発され、誤差を約1 Kまで削減しました。[23]
参照
参考文献
- ^ 「Landsat 8 Orbit」。Heavens Above。2016年5月28日。 2016年5月28日閲覧。
- ^ Li, Rita Yi Man; Chau, Kwong Wing; Li, Herru Ching Yu; Zeng, Fanjie; Tang, Beiqi; Ding, Meilin (2021). Ahram, Tareq (ed.). 「AutoMLによるリモートセンシング、ヒートアイランド効果、住宅価格予測」。人工知能、ソフトウェア、システムエンジニアリングの進歩。インテリジェントシステムとコンピューティングの進歩。Cham：Springer International Publishing：113–118。doi ： 10.1007 / 978-3-030-51328-3_17。ISBN 978-3-030-51328-3。
- ^ 「ファクトシート - LDCM地球画像収集衛星」（PDF）。オービタル・サイエンシズ・コーポレーション。 2013年2月12日閲覧。
- ^ 「LDCM宇宙船」NASA 2013年2月12日閲覧。
この記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
- ^ 「ユナイテッド・ローンチ・アライアンス、わずか12日間でNASAの2番目のペイロードの打ち上げに成功」ユナイテッド・ローンチ・アライアンス。2013年2月11日。2013年12月7日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2013年2月12日閲覧。
- ^ 「ランドサット8号衛星の監視開始」NASA、2013年5月30日。 この記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
- ^ 米国地質調査所 (2012 年 7 月)。「Landsat データ継続ミッション」(PDF)。Rolla Publishing Service Center。2013年2 月 12 日閲覧。
- ^ abc US Geological Service. 「LDCMの歴史」(PDF) 。 2013年2月12日閲覧。 この記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
- ^ Orbital Sciences Corporation. 「LDCM ファクトシート」(PDF) . 2013 年2 月 12 日閲覧。
- ^ NASA. 「LDCM プレスキット」(PDF) . 2013年2月12日閲覧。 この記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
- ^ ab USGS. 「Landsat 8 米国地質調査所」。 この記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
- ^ 「Landsat 8 Ground System」Wayback Machineで2019年4月2日にアーカイブ Landsat Science 2017年1月3日閲覧この記事には、パブリックドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
- ^ Parken, Oliver; Rogoway, Tyler (2023年4月6日). 「軌道上の衛星を別の衛星が撮影した画像をご覧ください」。The Drive 。 2023年4月8日閲覧。
- ^ クレッブス、グンター。「アトラス-5(401)」。グンターの宇宙ページ。 2013年2月12日閲覧。
- ^ Ray, Justin (2013年2月11日). 「アトラス5ロケットの打ち上げはランドサットの伝統を引き継ぐ」. Spaceflight Now . 2013年2月12日閲覧。
- ^ 「アトラス打ち上げレポート - ミッションステータスセンター」。Spaceflight Now 。 2013年2月12日閲覧。
- ^ 「LDCM の最初のシーンを詳しく見る」NASA、2013 年 3 月 21 日。 この記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
- ^ “2015年3月6日 - Landsat 8 TIRSセンサーが通常運用を再開”. 2018年7月25日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2018年7月25日閲覧。 この記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
- ^ “2015年11月3日 - TIRSシーン選択ミラーエンコーダー電流異常”. 2018年7月25日時点のオリジナルよりアーカイブ。2018年7月25日閲覧。 この記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
- ^ “2016年4月12日 - 今後のLandsat 8 TIRS再処理情報”. 2018年7月25日時点のオリジナルよりアーカイブ。2018年7月25日閲覧。 この記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
- ^ Montanaro, Matthew; et al. (2015). 「Landsat 8 Thermal Infrared Sensor の運用上の迷光補正に向けて」.応用光学. 54 (13): 54(13), 3963–3978. Bibcode :2015ApOpt..54.3963M. doi :10.1364/AO.54.003963.
- ^ 「Landsat 8 Thermal Stray Light Algorithm」。2018年7月25日時点のオリジナルよりアーカイブ。2018年7月25日閲覧。 この記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
- ^ Gerace, Aaron; et al. (2017年3月). 「Landsat 8搭載熱赤外線センサーの迷光補正アルゴリズムの導出と検証」.環境リモートセンシング. 191 : 191, 246–257. Bibcode :2017RSEnv.191..246G. doi : 10.1016/j.rse.2017.01.029 .
外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、 Landsat 8に関連するメディアがあります。
- NASA の Landsat ウェブサイト
- USGS ランドサット ウェブサイト
- EarthNow! ランドサット画像ビューア
- ケネディ ランドサット 8 メディア ギャラリー