Yuvaya Bakış, 1972 - NASA Bilimi

kaydeden Laura Rocchio

23 Temmuz 1972'de, Dünya'nın kara yüzeylerini görüntülemek için tasarlanan ilk sivil uydu, Kaliforniya'daki Vandenberg Hava Kuvvetleri Üssü'nden fırlatıldı. Başlangıçta Dünya Kaynakları Teknolojisi Uydusu (ERTS) olarak adlandırılan, ancak daha sonra Landsat 1 olarak bilinen uyduda iki sensör vardı. Geri Dönüş Işını Vidicon (RBV) adı verilen birincil sensör, fotoğraf çekmek için üç adet kapaklı kamera kullandı; ikincil sensör olan Multispektral Tarayıcı Sistemi (MSS) deneysel bir cihazdı.

Her iki sensör de, başarılı Nimbus hava durumu görevlerinden yeniden tasarlanan "kelebek şeklindeki" bir uzay aracına yerleştirildi. Sensörler, özellikle de birincil RBV sensörü ve veri kaydediciden daha hafif olan deneysel MSS için katı boyut ve ağırlık sınırlamaları vardı. (150 poundun üzerindeki ağırlıkla, gemideki veri kayıt sistemi şimdiye kadar yörüngeye yerleştirilmiş en büyük kayıt cihazıydı.)

MSS teknolojisi Dünya'ya bakmanın yeni bir yoluydu. Uydu, Dünya'nın etrafında 24.400 mil/saatin üzerinde bir hızla dönerken, uydunun yer yolunu saniyede 13,62 kez tarayan altı tarama çizgisine sahip, piksel piksel bir görüntü oluşturmak için bir tarama aynası kullandı. Dünya yörüngesinde dolaşan ilk sivil görüntüleme tarayıcısı olarak, tarayıcı meraklılarından oluşan küçük kadro dışındaki bilim adamlarının ve mühendislerin çoğu, uydunun MSS cihazının bu kadar yüksek hızda hareket eden bir görüntüyü başarılı bir şekilde üretip üretemeyeceğini merak ediyordu. Bu, ilk görüntülerin fırlatmadan iki gün sonra Dünya'ya geri iletildiği üzücü bir gündü.

Bir grup Landsat bilim insanı ve mühendisi, NASA'nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi'ndeki Landsat veri işleme tesisinde, ilk MSS dijital iletiminin bir elektron ışını kaydedici tarafından 70 mm'lik filme çevrilmesi ve ardından gösterilmesi için bir araya geldi. İlk görüntü akışını izlerken bulutları, daha fazla bulutu ve sonunda karayı gördüler... ancak siyah beyaz görüntünün üzerinde düzensiz dalgalı çizgiler vardı.

Bir teknisyen, "Korkunç. Hareli desenleri var" diye yakınıyordu. Odadakiler görüntünün coğrafi olarak nerede gösterildiğini kısa sürede anladılar: Oklahoma'nın güneydoğusundaki Ouachita Dağı bölgesi. Daha sonra odadaki jeologlar antik dağların eğrisel çıkıntılarını gördüklerini fark ettiler.

Kaygı heyecana dönüştü. Arazi uzaktan algılamanın jeoloji için faydası konusunda ikna olmayan NASA jeolog Nicholas Short, NASA Uzay Uygulamalarından Sorumlu Yönetici Yardımcısına döndü ve şöyle dedi: "Bu konuda çok yanılmışım. Karga yemeyeceğim. Yeterince büyük değil. Kuzgun yiyeceğim."

Kartografik olarak doğru verilerin "uzaydaki küçük bir ayna" ile toplanması konusunda alaycı davranan USGS haritacısı Alden Colvocoresses, odadaki meslektaşlarına döndü ve basitçe "Beyler, bu bir harita" dedi.

Pek çok kişiyi şaşırtacak şekilde, Landsat 1'in ikincil aracı olan deneysel Multispektral Tarayıcı Sistemi, görevin görüntüleme gücü haline geldi.

MSS aracı birçok “ilk”i temsil ediyordu. Dünya yüzey verilerini dijital olarak kodlayan ve ileten ilk uzay tabanlı sensördü; Yörünge kalibrasyon verilerini elde eden ilk Dünya gözlem aracıydı; bu, Dünya bilim adamlarının zaman içinde ve coğrafyalar arasında Dünya yüzeyinde meydana gelen değişiklikleri sağlam bir şekilde karşılaştırmak için kullanabileceği ilk araç olduğu anlamına geliyordu. Hızlı bir şekilde birincil Geri Dönüş Işını Vidicon cihazından daha iyi olduğunu kanıtladı - ve bu da iyi bir şey çünkü fırlatıldıktan sadece 15 gün sonra RBV'nin güç anahtarlama devresiyle ilişkili büyük bir elektriksel kısa devre, RBV'nin uydunun görevinin geri kalanı boyunca kapatılmasına yetecek kadar soruna neden oldu.

MSS verilerinin doğru geometrik doğruluğu, onu önemli bir kartografik araç haline getirdi ve Landsat'ın sabah ortası çekim zamanının düşük güneş açısı, topografik özelliklerin gölgelerini vurguladı ve görüntüleri jeologlar için özellikle değerli kıldı; ancak tarım, orman yönetimi ve deniz çalışmaları da dahil olmak üzere pek çok alan verileri faydalı buldu.

Explorer 1 misyonu ABD'nin uzaya akınlarını başlatmıştı, ancak Explorer 1'i hızlı bir şekilde arka arkaya takip eden uzay görevlerinden gelen çarpıcı bir fark (Merkür, İkizler, Apollo), uzayın ana gezegenimizi gözlemlemek için farklı bir bakış açısı sunduğuydu.

Landsat 1'in lansmanından birkaç ay önce İçişleri Bakanı ve Landsat şampiyonu Stuart Udall, şunları açıklamıştı: New York Times"Bir Dünya uygulamaları programının, uzayın faydalarını Dünya'ya geri getirmenin mükemmel bir yolu olduğunu düşündüm."

Landsat ve MSS cihazı fırlatıldıktan sonra kendini kanıtladıktan sonra, NASA Yöneticisi James C. Fletcher, Udall'ın inancını doğruladı ve Landsat'ın, yeni teknolojinin çevre sorunlarının anlaşılmasını geliştirme potansiyeli nedeniyle “insanlık için ikinci büyük bir adım” olduğunu belirtti. Landsat'ın "dünyanın düşünme biçimi üzerinde, özellikle de çevremizi koruma ve Dünya'daki tüm insanların yaşam kalitesini sürdürme konusunda ortaya çıkan sorunlara yaklaşımımız üzerinde derin bir etkisi olduğunu" söyledi. Sadece temiz hava ve su değil, temiz toprak da."

16 Temmuz 1982'de, o zamanlar "bir NASA programı için şimdiye kadar önerilen en karmaşık ve öncü Dünya görüntüleme cihazını" taşıyan dördüncü Landsat uydusu gökyüzüne çıktı.

Bu ikinci nesil Dünya gözlem uydusu ile ilgili neredeyse her şey, önceki Landsat 1, 2 ve 3 modellerinden yükseltilmişti. Landsat 4, MSS sensörüne ek olarak Tematik Haritalayıcı veya TM cihazı adı verilen ikinci nesil bir Dünya gözlem sensörü taşıyordu. MSS'nin daha gelişmiş bir versiyonu olan TM, misyonun radikal yeniden tasarımının yalnızca bir yönüydü.

Landsat 4 uzay aracı, özel olarak tasarlanmış bir platformdu ve ilk üç Landsat için kullanılan, yeniden tasarlanmış bir Nimbus hava durumu uydu platformu değildi. Ancak görevin gereksinimleri çok fazlaydı; uydunun Uzay Mekiği randevusuna hazır olması gerekiyordu (Mekik tabanlı onarım konsepti için); NASA'nın İzleme ve Veri Aktarma Uydu Sistemi (TDRSS) ile iletişim kurmak için büyük bir anten (12,5 fitlik uzun bir bomun sonunda) taşımak; ve bir GPS alıcısı taşımak.

Landsat 4, uzayda GPS alıcı paketi taşıyan ve konumunu hesaplamak için GPS sinyallerini kullanan ilk sivil uyduydu. GPS kavramı o zamanlar o kadar yeniydi ki, Landsat 4 basın iletişiminde "GPS" kısaltmasının yazılması ve "Yer İstasyonlarıyla veri iletişiminin bir parçası olarak navigasyon bilgilerine ihtiyaç duyan diğer uyduların tam konumunu üçgenlemek için yörüngedeki navigasyon uydularını içeren yeni bir ABD Hava Kuvvetleri uydu navigasyon sistemi" olarak tanımlanması gerekiyordu.

GPS alıcıları, GPS'in geleneksel yöntemlerden (yerden tahmin edilen efemeris veya matematiksel olarak modellenmiş konumlar) toplanan verilerden daha doğru konum-konum verileri sağlayıp sağlayamayacağını değerlendirmek için hem Landsat 4 hem de 5 uydularında kullanıldı.

GPS henüz emekleme aşamasındaydı ve Landsat 4'ün fırlatılması sırasında planlanan 24 GPS takımyıldızı uydusundan yalnızca 4'ü yörüngedeydi. Dolayısıyla Landsat 4'ün yörüngesi sırasında menzil içinde hiçbir GPS uydusunun bulunmadığı zamanlar sıklıkla yaşandı.

NASA'nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi'nden iki araştırmacı, Howard Heuberger ve Leonard Church, Landsat 4 GPS navigasyon sonuçları hakkında, GPS uyduları görüş alanındayken GPS'in Landsat 4'ün konumunu 50 metre içinde ve hızını saniyede altı santimetre içinde belirleyebildiğini gösteren bir makale sundular. Her ne kadar bu hata marjları, GPS uyduları erişilemez hale geldiğinde (ölçümler arasındaki boşluklar nedeniyle) katlanarak artsa da, Heuberger ve Church, GPS takımyıldızının tamamı yörüngeye girmeden önce bile, gelecekteki uzay aracı sistemlerine yerleşik efemeris sağlamak için GPS'in iyi bir alternatif olduğu sonucuna vardı.

Deney büyük ölçüde başarılı oldu ancak operasyonel kullanıma hazır olmadığı görüldü. GPS alıcıları Landsat uzay aracının rutin bir parçası haline gelmesi ancak Landsat 8'in 2013 yılında piyasaya sürülmesinden (Landsat 4 GPS deneyinden neredeyse otuz yıl sonra) gerçekleşti.

Landsat programının kapsamlı teknik geçmişi için yeni kitaba bakın: Landsat's Enduring Legacy: Pioneering Global Land Observations from Space.