Landsat arv:NASA–USGS-program, der observerer Jorden fra rummet fylder 50 år

På en varm julidag i 1972 opsendte NASA en ny jordbilledsatellit kaldet Earth Resources Technology Satellite. "ERTS" var den første satellit af det, der senere blev NASA og U.S. Geological Survey's Landsat-program, en ambitiøs indsats med en vision om at dokumentere hele Jorden fra rummet. Den første Landsat var så succesfuld, at den førte til en række satellitter, der har skabt den længste sammenhængende registrering af Jordens overflade fra et rumøjesyn - som fortsætter med at vokse den dag i dag, 50 år senere.

"De tidlige Landsats revolutionerede den måde, vi observerede Jorden fra rummet på," sagde Jim Irons, emeritusdirektør for Earth Sciences Division ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland.

Siden debuten har Landsat samlet over 10 millioner billeder. Disse billeder, også kaldet scener, viser aktuelle øjebliksbilleder af land og kyster, men parrer med billeder fra tidligere år, og de afslører også ændringer gennem tiden – gletschere, der langsomt forsvinder, eller byrum, der breder sig ud over landskabet.

Disse scener og tidsserier har utallige anvendelser over hele kloden:Hydrologer bruger dem til at spore, hvordan floder ændrer sig; økologer bruger dem til at bestemme omfanget af skovrydning; landmænd og landbrugsorganisationer bruger dem til at analysere afgrødes sundhed.

I løbet af Landsats fem årtier har otte forskellige Landsat-satellitter cirklet rundt om planeten. I øjeblikket fortsætter tre med at indsamle globale observationer fra rummet:Landsats 7, 8 og 9. (Landsat 6 gik tabt kort efter opsendelsen.) Landsat 9, den nyeste af bunken, gik i kredsløb i efteråret 2021. Mens Landsat 9 deler ligheder med sine forgængere har Landsat satellitdesignet udviklet sig enormt siden programmets fremkomst.

Tidlige dage

De første to Landsats kunne se i fire spektralbånd, eller bølgelængder af lys:synligt lys i rødt og grønt, og to nær-infrarøde bånd. Det nær-infrarøde gjorde det muligt for satellitterne at skelne vegetation fra andet landdækning og vurdere plantesundhed, mens de synlige bølgelængder differentierede lyse overflader, som sne, ørkener og skyer, fra mørke overflader som vand. Hver scene omfattede et omtrent kvadratisk område på omkring 115 miles til en side.

De første Landsats' data, der blev transmitteret til Jorden, blev optaget på magnetbånd, den samme grundlæggende teknologi som musikkassetter - men meget større:De omfangsrige bredbånds videobåndoptagere, der fløj på de første tre Landsats, havde hver 1.800 fod bånd og vejede 76 pund stykket.

Ud fra disse data genererede og printede videnskabsmænd fotografiske billeder. Disse billeder gav et generelt rum-øjebillede af et område, men den virkelige kraft af dataene kom efter, at computeralgoritmer hjalp videnskabsmænd og ressourceforvaltere til mere effektivt at identificere de kategorier af landdækning, de repræsenterede. Printere spyttede papirkort ud med bogstav-, tal- og symbolkombinationer, hvor hvert tegn repræsenterede en landdækningskategori, såsom afgrødejord eller skov.

"Du ville få farveblyanter eller magiske markører frem, og du ville farve de forskellige karakterer, hver med sin egen farve," sagde Irons. "Det ville give dig en tidlig version af et farvekodet landdækningskort."

Goddard var NASAs hjemsted for Landsat tilbage til programmets begyndelse. Irons fungerede som viceprojektforsker på Landsat 7 og projektforsker på Landsat 8, og hjalp med at forme programmet yderligere og spillede en central rolle i satellitternes udvikling. I sine 43 år med Landsat har han set satellitterne vokse til, hvad de er i dag.

Landsat-data i 80'erne og 90'erne var kritiske for mange projekter, såsom at forstå omfanget af trætab i regnskove, sagde Irons. På samme måde bruger Chris Neigh, Landsat 9's projektforsker ved Goddard, tidsserier til at se den langsomme nordgående krybning af boreale skove, mens træerne gradvist bevæger sig mod polen som reaktion på den globale opvarmning. Den lange stamtavle af Landsat-data er afgørende for denne form for forskning, tilføjede Neigh:Der er få andre optegnelser at referere til, og ingen er så omfattende.

2000'erne:Gratis adgang til Landsat-arkivet

Efter en mislykket lancering af Landsat 6, startede Landsat 7 med succes i 1999, udstyret med forbedrede instrumenter og omtrent dobbelt så stor opløsning som sine forgængere. NASA overvejede i syv år mellem opsendelserne af Landsat 7 og Landsat 8, og forsøgte at beslutte, hvordan man skulle komme videre med programmet, inden man påbegyndte endnu en syv-årig proces med at bygge og opsende den næste satellit.

I den tid vendte billedhåndteringen tilbage fra kommercielle udbydere til USGS, som gjorde hele Landsat-arkivet frit tilgængeligt i 2008. Billedforespørgsler steg i vejret. Landsat all-time downloads toppede 100 millioner scener i 2020, og antallet fortsætter med at stige.

Efterhånden som Landsat fortsætter med at forvandle sig, vokser de mennesker og projekter, der bruger det, også:Det amerikanske landbrugsministerium er afhængig af Landsat til at vejlede landmænd i vandingspraksis og arealforvaltning; klimaforskere ser gletsjere trække sig tilbage, når temperaturerne stiger; i det tørkeramte Vesten overvåger vandforvaltere reservoirniveauer.

Landsats næste eventyr

Med et databrugerfællesskab, der bliver ved med at vokse, ser videnskabsmænd og ingeniører allerede frem til den næste mission. NASA og USGS er ved at udvikle muligheder for den næste iteration af Landsat, i øjeblikket kaldet Landsat Next.

Landsats øjne i rummet har givet nye muligheder for at forstå vores skiftende planet, men den simple ærefrygt ved at se Jorden bliver nogle gange glemt, sagde Irons.

"Vi kan ikke alle være astronauter," sagde Irons. "Men hvis vi ser på Landsat-billeder, kan vi forstå, hvordan Jorden ville se ud, hvis vi kredsede om Jorden i rummet." + Udforsk yderligere

Jordovervågende Landsat 9-satellitlancering i Californien