ICESat

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
ICESat
Icesat.jpg
Inne nazwy Ice, Cloud and Land Elevation Satellite
Indeks COSPAR 2003-002A
Zaangażowani NASA
Rakieta nośna Delta II
Miejsce startu Vandenberg Air Force Base, Stany Zjednoczone
Orbita (docelowa, początkowa)
Perygeum 586 km
Apogeum 594 km
Okres obiegu 101 min
Nachylenie 94°
Mimośród 0,0013
Czas trwania
Początek misji 13 stycznia 2003 (00:45:00 UTC)
Koniec misji 11 listopada 2010
Powrót do atmosfery 14 sierpnia 2013
Wymiary
Masa całkowita 970 kg
Masa ładunku użytecznego 298 kg

ICESat (Ice, Cloud and land Elevation Satellite) – misja satelitarna, której celem była przede wszystkim obserwacja lodowców na obszarach polarnych[1]. Jej badania obejmowały również pomiary wysokości i pionowego rozmieszenia chmur, topografię terenu oraz wysokości roślinności. Przeprowadzona została w latach 2003–2010 przez NASA, jako część systemu obserwacji Ziemi. Satelita ICESat został wyniesiony w przestrzeń kosmiczną 13 stycznia 2003 roku. Jego orbita znajdowała się 600 km nad powierzchnią Ziemi, była prawie polarna i prawie kołowa, co umożliwiło obserwację Ziemi pomiędzy 86°N i 86°S. Misja została oficjalnie zakończona w sierpniu 2010 roku z powodu awarii instrumentu badawczego.

Misja dostarczyła danych umożliwiających np. określenie bilansu topnienia lodowców na Grenlandii[2][3], walidację informacji o zachmurzeniu[4], utworzenie globalnej mapy wysokości roślinności[5][6], czy ocenę takich numerycznych modeli terenu jak SRTM C-Band[7] i Aster[8]. Pełna lista publikacji związanych z misją znajduje się na stronie NASA[9] i NSIDC[10].

Instrument badawczy[edytuj | edytuj kod]

Instrumentem badawczym satelity ICESat był GLAS (Geoscience Laser Altimeter System) – pierwszy instrument typu LiDAR, obserwujący Ziemię z przestrzeni kosmicznej. Pracował on w dwóch zakresach fali elektromagnetycznej: 1064 nm (bliska podczerwień) i 532 nm (światło zielone). Instrument składał się z trzech jednakowych laserów, jednakże w danej chwili pracować mógł tylko jeden z nich. GLAS mierzył czas potrzebny emitowanemu impulsowi na przejście przez atmosferę, odbicie się od ewentualnych przeszkód (chmur, budynków, drzew itp.) i/lub powierzchni Ziemi i powrót do instrumentu. Połowa tego czasu pomnożona przez prędkość światła to odległość instrumentu od odbitego obiektu/powierzchni Ziemi. Technika pomiaru wymagała również dokładnej znajomości położenia instrumentu na orbicie oraz kąta pod jakim emitowany był impuls. Pierwsza informacja uzyskiwana była dzięki pomiarom GPS i SLR, druga między innymi przy użyciu żyroskopów i systemów śledzenia gwiazd. GLAS emitował impulsy z częstotliwością 40 Hz. Oświetlały one na powierzchni Ziemi obszary o średnicy około 70 m – tzw. plamki lasera (ang. laser footprint). Prędkość satelity na orbicie oraz częstotliwość instrumentu powodowały, że kolejne plamki lasera oddalone były od siebie średnio o 172 m.

Produkty misji[edytuj | edytuj kod]

Dane z misji zebrane są w 15 tematycznych zbiorach. Można je pobrać za darmo ze strony amerykańskiej Narodowej Bazy Danych o Śniegu i Lodzie(NSIDC). Dostępne są w dwóch formatach – binarnym i HDF. NSIDC udostępnia na swojej stronie oprogramowanie i instrukcje do pracy na plikach w formacie binarnym. Format HDF może być obsługiwany np. przez komercyjne oprogramowanie obliczeniowe MATLab. W odnalezieniu plików zawierających pomiary na konkretnym obszarze pomóc może wyszukiwarka Reverb[11].

Dokładność pomiarów[edytuj | edytuj kod]

NASA określa dokładność poziomą położenia środka plamki lasera w granicach 5-15 m – zmienia się ona w zależności od okresu w którym wykonywany był pomiar. Dokładność wyznaczania wysokości wewnątrz plamki lasera szacowana jest na lepszą niż 1 m jeżeli teren nie posiada dużego spadku. Dla obszarów o dużych spadkach błąd pomiaru wysokości nie powinien przekraczać 10m. Prace naukowe potwierdzają spełnienie tych dokładności[12].

ICESat-2[edytuj | edytuj kod]

Badania prowadzone przez ICESat będą kontynuowane. W lipcu 2016 planowany jest start satelity ICESat-2. W okresie pomiędzy zakończeniem pracy przez ICESat i rozpoczęciem pomiarów przez ICESat-2 regiony polarne monitorowe będą przy użyciu samolotów w ramach operacji IceBridge. ICESat-2 skupi się przede wszystkim na kriosferze. Pomiarowi podlegać będzie również topografia terenu i wysokość roślinności. Misja nie będzie zajmowała się jednak zbieraniem danych o chmurach. Technika pomiaru pozostanie bez zmian, lecz ICESat-2 używać będzie ulepszonego instrumentu – ATLAS (Advanced Topographic Laser Altimeter System). Będzie miał on znacznie większą częstotliwość emisji impulsów (10 kHz), a plamki lasera na powierzchni Ziemi będą miały średnicę około 10 m.

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

  1. B.E. Schutz, H.J. Zwally, C.A. Shuman, D. Hancock, and J.P. DiMarzio, “Overview of the ICESat Mission”, Geophys. Res. Lett. 2005, vol. 32, no. 21
  2. H. J. Zwally, J. LI, A. C. Brenner, M. Beckley, H. G. Cornejo, J. DiMarzio, M. B. Giovinetto, T. A. Neumann, J. Robbins, J. L. Saba, D. Yi, W. Wang, Greenland ice sheet mass balance: distribution of increased mass loss with climate warming; 2003–07 versus 1992–2002, Journal of Glaciology 2011, vol. 57, no. 201, ss. 88-102
  3. J. P. DiMarzio. GLAS/ICESat 1 km Laser Altimetry Digital Elevation Model of Greenland. Boulder, Colorado USA: National Snow and Ice Data Center 2007.
  4. D. Wylie, E. Elronata, J. D. Spinhirne, S. P. Palm, A Comparison of Cloud Cover Statistics from the GLAS Lidar with HIRS, Journal of Climate, vol. 20
  5. M. Simard, N. Pinto, J. B. Fisher,A. Baccini, Mapping forest canopy height globally with spaceborne lidar, Journal of geophysical research 2011, vol. 116
  6. Q. Chen, Retrieving vegetation height of forests and woodlands over mountainous areas in the Pacific Coast region using satellite laser altimetry, Remote Sensing of Environment 2010, vol. 114, ss. 1610-1627
  7. C.C. Carabajal, and D.J. Harding, “ICESat validation of SRTM C-band digital elevation models”, Geophys. Res. Lett. 2005, vol. 32, no. 22
  8. C. C. Carabajal, “ASTER Global DEM ver. 2.0 evaluation using ICESat geodetic ground control”, ICESat/GSFC Validation Report, 2013
  9. NASA, ICESat, ICESat-2
  10. NSIDC
  11. Reverb
  12. S. Tulski, Lidar w kosmosie, Geodeta 2014, nr 5, s. 15-17.