Neues Auge auf Planet Erde rast von Kalifornien aus in die Umlaufbahn

Zeitstempel: 27. September 2021, 5:47 Uhr
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Eine Atlas 5-Rakete der United Launch Alliance startet mit dem Satelliten Landsat 9 von der Vandenberg Space Force Base in Kalifornien. Bildnachweis: NASA/Bill Ingalls

Die NASA und die United Launch Alliance haben am Montag nach dem Start einer Atlas 5-Rakete von der Vandenberg Space Force Base in Kalifornien einen neuen Landsat-Satelliten in die Umlaufbahn gebracht , Stadtplaner und Klimawissenschaftler.

Der Satellit Landsat 9 ist der nächste in einer Reihe von Fernerkundungssatelliten, die von der NASA und dem US Geological Survey entwickelt wurden und seit 1972 einen kontinuierlichen, ununterbrochenen Strom von Bildern der Landoberflächen der Erde liefern.

Das Startteam von Atlas 5 löste während des Countdowns am Montag geringfügige Probleme und gab um 194:59 Uhr PDT (9:11 Uhr EDT; 12 .) Entwarnung für den Start der 2 Meter hohen Rakete mit dem Landsat 12-Satelliten MITTLERE GREENWICH-ZEIT).

Der Atlas 5 lief auf einem automatisierten Countdown-Sequenzer, zündete sein in Russland hergestelltes RD-180-Haupttriebwerk und öffnete die Niederhalterückhaltevorrichtungen, sodass die Trägerrakete einen Aufstieg vom nebligen Space Launch Complex 3-East in Vandenberg beginnen konnte.

Das mit Kerosin betriebene RD-180-Triebwerk erzeugte 860,000 Pfund Schub, um die Atlas 5-Rakete durch die Atmosphäre zu treiben, und schwenkte seine Doppeldüsen, um die Kontrolle zu behalten, während die Trägerrakete von der kalifornischen Küste über den Pazifischen Ozean nach Süden fuhr.

Nachdem die Schallgeschwindigkeit überschritten war, setzte die Atlas 5 ihre Reichweite fort, bis die RD-180-Hauptmaschine etwa vier Minuten nach Beginn des Fluges abgeschaltet wurde. Sekunden später löste sich die entbehrliche Einweg-Boosterstufe aus Bronze, um in den Pazifischen Ozean zu fallen.

Eine Centaur-Oberstufe zündete ihren kryogenen Motor, der mit flüssigem Wasserstoff und flüssigem Sauerstoff gespeist wurde, für eine 12-minütige Zündung, um Landsat 9 genug Geschwindigkeit zu geben, um eine stabile Umlaufbahn um die Erde zu erreichen.

Das RL10-Triebwerk der Oberstufe traf seine Ziele und platzierte Landsat 9 in einer nahezu kreisförmigen Umlaufbahn rund 420 Kilometer über dem Planeten. Nach einer einstündigen Küste über der Antarktis und zurück nach Norden über Afrika setzte die Centaur-Stufe um 675:5,975 Uhr PDT (2,710:9 Uhr EDT; 12 GMT) das 32 Pfund (3 Kilogramm) schwere Raumfahrzeug Landsat 32 frei.

Ein paar Minuten später erweiterte die von Northrop Grumman gebaute Raumsonde ihre Solaranlage, um Strom für ihre Mission zu produzieren, die mindestens fünf Jahre dauern soll. Eine Bodenstation in Norwegen erhielt die ersten Signale von der Raumsonde und bestätigte, dass Landsat 9 im Orbit lebendig und gesund war.

Die Mission der Zentauren-Oberstufe war noch nicht beendet.

Zwei weitere Verbrennungen des RL10-Triebwerks von jeweils etwa 10 Sekunden Dauer reduzierten die Höhe der Rakete für die Trennung von vier CubeSat-Fahrgemeinschaftsnutzlasten. Die kleinen Satelliten – zwei für die NASA und zwei gesponsert von der Defense Innovation Unit des US-Militärs – wurden laut ULA von Trägermodulen auf der Centaur-Bühne ausgeworfen.

Einer der CubeSats namens CuPID wird die Wechselwirkungen zwischen der Sonnenaktivität und dem Erdmagnetfeld untersuchen und dabei die Dynamik untersuchen, die das Weltraumwetter beeinflusst. Ein weiterer von der NASA unterstützter CubeSAT, bekannt als CUTE, trägt ein winziges Teleskop, um Atmosphären auf Planeten außerhalb unseres Sonnensystems zu untersuchen.

Die beiden vom Militär gesponserten CubeSats wurden von einem in Austin, Texas, ansässigen Unternehmen namens CesiumAstro entwickelt, um fortschrittliche Kommunikationstechnologien zu testen.

„Der heutige erfolgreiche Start ist ein wichtiger Meilenstein in der fast 50-jährigen gemeinsamen Partnerschaft zwischen USGS und NASA, die seit Jahrzehnten zusammenarbeiten, um wertvolle wissenschaftliche Informationen zu sammeln und diese Daten zu verwenden, um die Politik mit höchster wissenschaftlicher Integrität zu gestalten“, sagte der Sekretär des Innendeb Haaland in einer Pressemitteilung.

„Da sich die Auswirkungen der Klimakrise in den Vereinigten Staaten und auf der ganzen Welt verstärken, wird Landsat 9 Daten und Bilder bereitstellen, um wissenschaftlich fundierte Entscheidungen zu wichtigen Themen wie Wasserverbrauch, Auswirkungen von Waldbränden, Korallenriffdegradation, Gletscher- und Eisbildung zu treffen. Schelfrückzug und tropische Abholzung“, sagte Haaland.

Die NASA ist für die Entwicklung von Raumfahrzeugen und die Startdienste im Landsat-Programm verantwortlich. Das USGS ist für Bodensysteme und das Landsat-Datenarchiv verantwortlich und wird die Landsat-9-Mission betreiben, nachdem sie die ersten Checkouts nach dem Start abgeschlossen hat.

Landsat 9 wird in eine polare Umlaufbahn in 438 Meilen (705 Kilometer) Höhe über dem Planeten manövrieren und den Globus alle 16 Tage in Bildstreifen von 115 Meilen (185 Kilometer) Breite vermessen. Die beiden Instrumente von Landsat 9 werden die Erde in Infrarot- und sichtbaren Lichtbändern beobachten und Einblicke in die Vegetation und andere Arten der Landbedeckung geben.

Jedes Pixel in den Bildern, die mit dem Operational Land Imager 9 oder OLI 2 von Landsat 2 aufgenommen wurden, wird einen Durchmesser von etwa 100 Metern haben, etwa so groß wie ein Baseballdiamant. Das andere Instrument von Landsat 30 – der Thermal Infrared Sensor 9 oder TIRS 2 – kann Merkmale mit einer Größe von etwa 2 Metern auflösen, was ungefähr der Länge eines Fußballfelds entspricht.

Die Landsat 9-Mission basiert auf dem Landsat 8-Satelliten, der 2013 gestartet wurde. Die Obama-Regierung wies die NASA und die USGS an, Landsat 9 im Jahr 2015 zu entwickeln, wobei neue Kopien der OLI- und TIRS-Instrumente auf Landsat 8 verwendet wurden.

Der Satellit Landsat 8, der für eine Lebensdauer von fünf Jahren ausgelegt ist, bleibt betriebsbereit. Landsat 8 und 9 werden im Tandembetrieb alle acht Tage alle Landmassen der Erde abdecken, so Jeff Masek, NASA-Projektwissenschaftler für die Landsat-9-Mission.

„Diese Häufigkeit ist wirklich entscheidend für die Bewertung von Veränderungen, sowohl innerhalb eines Jahres als auch zwischen den Jahren“, sagte Masek.

Landsat 9 wird auch mit anderen Land-Imaging-Satelliten wie den europäischen Sentinel 2-Missionen zusammenarbeiten, um die kontinuierliche globale Abdeckung von Landmassen seit dem Start von Landsat 1 im Jahr 1972 zu erweitern.

„Wenn wir die Daten der ähnlichen Sentinel 2A und 2B (Satelliten) weiter hinzufügen, können wir diese Aktualisierung auf zwei bis drei Tage reduzieren“, sagte St. Germain.

Das Landsat-Datenarchiv katalogisiert laut NASA Änderungen der Landbedeckung, der Wasserqualität, des Gletscherflusses und anderer Eigenschaften der Erdoberfläche. Die thermischen Infrarotdaten von Landsat-Satelliten liefern Informationen über Bewässerung und Wasserverbrauch.

Wissenschaftler und Forstmanager verwenden Landsat-Daten, um die Auswirkungen von Waldbränden zu messen und das Wachstum von Städten aufzuzeichnen.

„Ich stelle mir Landsat gerne als so etwas wie ein Schweizer Taschenmesser vor“, sagte Masek. „Aus einem grundlegenden Satz von Beobachtungen oder Messungen speisen wir eine ganze Reihe verschiedener erdwissenschaftlicher Anwendungen.

„Die Schlüsselrolle besteht darin, sowohl vom Menschen verursachte als auch natürliche Veränderungen der Landumgebung zu verfolgen, um die Entscheidungsfindung bei der Landbewirtschaftung besser zu unterstützen“, sagte Masek. „Und nebenbei können wir eine erstaunliche Geschichte darüber zusammenstellen und visualisieren, wie sich der Planet im letzten halben Jahrhundert verändert hat.“

Der erste Landsat-Satellit wurde 1972 gestartet. Hier ist eine Liste der bisherigen Landsat-Missionen:

• Landsat 1: Gestartet am 23. Juli 1972 mit einer Delta 900-Rakete. Bis Januar 1978 in Betrieb.

• Landsat 2: Gestartet am 22. Januar 1975 mit einer Delta 2910-Rakete. Betriebsbereit bis Februar 1982.

• Landsat 3: Gestartet am 5. März 1978 mit einer Delta 2910-Rakete. Betriebsbereit bis März 1983.

• Landsat 4: Gestartet am 16. Juli 1982 mit einer Delta 3920-Rakete. Bis 1993 in Betrieb.

• Landsat 5: Gestartet am 1. März 1984 mit einer Delta 3920-Rakete. Bis 2013 in Betrieb.

• Landsat 6: Gestartet am 5. Oktober 1993 mit einer Titan-2-Rakete. Hat die Umlaufbahn aufgrund eines Ausfalls des Apogäumsantriebssystems nicht erreicht.

• Landsat 7: Gestartet am 15. April 1999 mit einer Delta 2-Rakete. Bleibt betriebsbereit.

• Landsat 8: Gestartet am 11. Februar 2013 mit einer Atlas-5-Rakete. Bleibt betriebsbereit.

Der neue Satellit Landsat 9 wird Landsat 7 ersetzen, der weit über seine geplante Lebensdauer hinaus in Betrieb ist. Sobald Landsat 9 betriebsbereit ist, wird Landsat 7 in eine andere Umlaufbahn gebracht, wo es auf das Andocken einer NASA-Roboter-Satellitenwartungsmission wartet, die versuchen wird, den alternden Satelliten später in diesem Jahrzehnt aufzutanken.

Ein RD-180-Haupttriebwerk treibt die Atlas 5-Trägerrakete am Montag vom Startplatz aus an. Bildnachweis: NASA/Bill Ingalls

Landsat-Satelliten haben Veränderungen in der Gesundheit und Abdeckung von Wäldern festgestellt und die Auswirkungen des Klimawandels auf Ökosysteme auf der ganzen Welt beobachtet. Masek sagte, die Landsat-Satelliten hätten aufgrund der Erwärmungstemperaturen in höheren Breiten eine erhöhte Pflanzenbedeckung und das Abschmelzen von Eiskappen festgestellt.

„Wir können uns die Arten der angebauten Pflanzen ansehen, wir können ihre Gesundheit messen, wir können uns die landwirtschaftliche Produktivität ansehen“, sagte Masek. „Wir können auch die Oberflächentemperaturmessungen von TIRS und Energiebudgetmodelle verwenden, um den Wasserverbrauch von Pflanzen zu messen, was eine wichtige Anwendung im Westen der USA ist.“

Während sich Landsat-Satelliten auf die Landabbildung konzentrieren, können Beobachtungen laut Masek auch Veränderungen der Seegröße und der Wasserqualität verfolgen und bei der Früherkennung von Algenblüten helfen.

„Es entstehen ständig neue Anwendungen, daher freut sich die Benutzergemeinschaft, die Wissenschaftsgemeinschaft, mit der Einführung von Landsat 9 absolut auf diese Einführung und darauf, dass Landsat 9 der Landsat-Konstellation beitritt“, sagte Masek.

Laut NASA enthält das Landsat-Archiv mehr als 8 Millionen Bilder, die seit 1972 aufgenommen wurden.

David Applegate, amtierender Direktor der USGS, sagte, dass die Landsat 8- und 9-Satelliten zusammen fast 1,500 Bilder pro Tag zur kostenlosen Verteilung an Hunderttausende von Benutzern auf der ganzen Welt übertragen werden.

„Ähnlich wie GPS- und Wetterdaten werden Landsat-Daten jeden Tag verwendet, um uns zu helfen, unseren dynamischen Planeten besser zu verstehen“, sagte Applegate.

Landsat-Daten sind auch im Westen der USA weit verbreitet, wo Landwirte, Viehzüchter und Stadtverwalter knappe Wasserressourcen aufteilen.

„Landsat“ ist unser  am wirtschaftlichsten einflussreiche geowissenschaftliche Mission“, sagte St. Germain.

Wie Landsat 8 hat die neue Raumsonde Landsat 9 eine Lebensdauer von fünf Jahren, trägt aber genug Treibstoff, um mindestens ein Jahrzehnt lang zu arbeiten.

„Wenn man die beiden Satelliten nebeneinander stellt, würden sie sich sehr ähnlich sehen“, sagte Del Jenstrom, Landsat-9-Projektmanager am Goddard Space Flight Center der NASA. „Wie Landsat 8 haben wir zwei Instrumente. Wir haben den Thermal Infrared Sensor 2, den wir TIRS 2 nennen, eine Zweiband-Wärmebildkamera, und wir haben den Operational Land Imager 2, OLI 2, einen Neun-Band-Reflexions-Imager mit spektraler Abdeckung von sichtbar bis kurzwellig Infrarot.“

Jenstrom sagte, dass die größte Verbesserung des neuen Satelliten gegenüber Landsat 8 darin bestand, Änderungen am TIRS 2-Instrument vorzunehmen, das intern bei Goddard gebaut wurde. Die Ingenieure fügten weitere Backup-Komponenten hinzu, um das TIRS 2-Instrument zuverlässiger zu machen, und verbesserten die Optik im Sensor, um ein Problem mit Streulicht zu beheben, das die Fokusebene erreicht.

Die Teams vor Ort kompensierten das Streulichtproblem von Landsat 8 durch Änderungen in der Art und Weise, wie sie die Bilder verarbeiten, aber das zugrunde liegende Problem wurde für Landsat 9 behoben.

Das von Ball Aerospace gelieferte OLI 2-Instrument verfügt über zwei zusätzliche Bildgebungsbänder, um Zirruswolken zu erkennen und die Bilder von Küstengewässern zu verbessern. Jenstrom sagte, dass der Satellit Landsat 9 14-Bit-Daten von OLI 2 downlinken wird, verglichen mit 12-Bit-Daten von OLI auf Landsat 8, was die Empfindlichkeit um etwa 25 % verbessert.

Landsat 9 fliegt auch mit einer neuen Generation von Avionik und Software. Laut Jenstrom ist der Satellit auch besser gegen orbitale Trümmereinschläge und statische Aufladung abgeschirmt.

Künstlerische Darstellung des Satelliten Landsat 9 im Orbit. Bildnachweis: NASA/GSFC

Aufstrebende kommerzielle Weltraumkapazitäten, wie beispielsweise privat finanzierte Raumsonden zur Erdbildgebung, sind kein Ersatz für die staatlichen Landsat-Satelliten, sagte St. Germain.

Neue kommerzielle Start-ups bieten Geowissenschaftlern „zusätzliche Wissenschaft“ und „zusätzliche Beobachtungen“, sagte sie.

„Sie replizieren oder ersetzen heute nicht die Art von Daten, die wir mit Landsat sammeln, aber sie haben im Allgemeinen komplementäre Stärken und können unser Verständnis erweitern“, sagte St. Germain.

„Zum Beispiel können kommerzielle Systeme im Allgemeinen häufiger beobachten, aber sie beobachten im Allgemeinen nicht in allen Wellenlängen, die wir für die Arbeit mit Landsat benötigen“, sagte sie. „Und auch diese kommerziellen Systeme verlassen sich oft auf Systeme wie Landsat als Anker für ihre Kalibrierung und Stabilität.“

Die NASA und die USGS befinden sich in der frühen Planungsphase für die nächste Landsat-Mission mit dem vorläufigen Namen Landsat Next, die Ende der 2020er Jahre starten könnte.

Der Start am Montag war der vorletzte Flug einer Atlas-5-Rakete von Vandenberg. Eine weitere Atlas-5-Mission steht im September 2022 auf dem Startplan der ULA in Vandenberg. Dieser Flug wird einen NOAA-Wettersatelliten in die Umlaufbahn bringen.

Es war der 88. Atlas-5-Flug insgesamt und der 16. Atlas-5-Start von Vandenberg.

Insgesamt verbleiben noch 28 Atlas 5-Starts, bevor ULA das Arbeitspferd zugunsten der neuen Vulcan Centaur-Rakete zurückzieht, die das Unternehmen 2022 auf den Markt bringen will.

Die restlichen Atlas 5-Missionen werden von Cape Canaveral in Florida aus starten. Der nächste Start von ULA ist ein Atlas-5-Flug von Florida aus, der für den 16. Oktober mit der Roboter-Asteroidensonde Lucy der NASA geplant ist.

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Quelle: https://spaceflightnow.com/2021/09/27/new-eye-on-planet-earth-rockets-into-orbit-from-california/

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