Ein Beitrag von Roland Rischer. Quelle: NASA, USGS.

Nach dem erfolgreichen Start von LDCM (künftig Landsat 8) am 11. Februar 2013 von Vandenberg aus ist es still geworden um den Satelliten. Das ist nicht ungewöhnlich, zwischen Start und ersten mediengerechten Bildern oder Arbeitsergebnissen vergehen in der Regel Wochen, in denen der vorgesehene Orbit angesteuert wird und umfangreiche Prozeduren zur Inbetriebnahme des Satelliten ablaufen. Der jüngste Statusbericht zu LDCM vom 16. April 2013 besagt, dass alle Systeme normal laufen. Inzwischen ist auch die endgültige Umlaufbahn in 705 km Höhe erreicht.
Bei Beobachtungssatelliten wie LDCM kommt vor Aufnahme der Arbeit noch die Kalibrierung der Bildaufnahmetechnik hinzu. An Bord des LDCM befinden sich der Operational Land Imager (OLI) für Bilder vom sichtbaren und nah- beziehungsweise ferninfraroten Bereich und ein Thermal Infrared Sensor (TIRS) zur Messung der Oberflächentemperatur.

Bei der Kalibrierung geht es nicht nur darum, dass die OLI-Aufnahmen Farben so wiedergeben, wie sie auch am Boden wahrgenommen werden. Die Bilder müssen auch mit früheren Landsat-Bildern vergleichbar bleiben. Inzwischen existiert eine über vierzigjährige Bilddatenhistorie. Ein großer Teil davon, 652.000 Aufnahmen aus den Jahren 1972 bis 1992, wurde 2011 bei der UNESCO als Weltkulturerbe registriert mit der kurzen Begründung „einzigartig“. Die langjährige Landsat-Bilderserie erlaubt inzwischen wissenschaftlich gesicherte Aussagen zu langfristigen Trends bei der Entwicklung von Klima, Vegetation und Besiedlung der Erde. Die Landsat-Daten werden vom U.S. Geological Survey (USGS) verwaltet und archiviert.

Der Red Lake Playa in Arizona spielt bei der Kalibrierung des OLI eine entscheidende Rolle. Der Trockensee wurde von den Wissenschaftlern des NASA Goddard Space Flight Center ausgewählt, weil sich Störungen durch Dunst und Luftverschmutzung in engen Grenzen halten. Außerdem verändert sich die Umgebung auch auf längere Sicht nur marginal, so dass der ehemalige See über Jahre für die Kalibrierung von optischen Aufnahmegeräten im Weltraum geeignet erscheint.

Ende März 2013 wurde die Region von Landsat 7 und LDCM (auf niedrigerer Umlaufbahn) mehrere Tage lang gemeinsam überflogen, um von den Lichtverhältnissen her vergleichbare Aufnahmen zu bekommen. Die mit diesen rund 1.000 Aufnahmen mögliche Anpassung des OLI wird verfeinert durch Daten, die von einem Team vor Ort am Boden und von einem Flugzeug aus aufgenommen werden. Zur Anwendung kommt ein Solar and Lunar for Absolute Reflectance Imaging Spectrometer (SOLARIS). Das Instrument erlaubt die Analyse der Eigenschaften des vom Boden reflektierten Lichtes wie etwa Intensität, Ausbreitungsrichtung, Farbspektrum oder Polarisation. Im Flugzeug befindet sich das Goddard Lidar, Hyperpectral and Thermal Instrument (G-LiHT). Lidar steht für Light Detection and Ranging (angelehnt an Radar – Radio Detection…), wobei mit „Light“ ein Laserstrahl gemeint ist. Mit dem G-LiHT werden hauptsächlich Bodenstrukturen und -bedeckung sowie Oberflächentemperaturen untersucht.

Diese Vor-Ort-Bilddaten dienen nicht nur der Optimierung der OLI-Sensoren. Weil der neueste Satellit auch detailliertere Bilder liefert, können und müssen oft auch alte Bilder neu interpretiert werden. Die am Red Lake Playa gewonnenen Daten sind dabei Referenz bei Abweichungsanalysen zwischen alten und neuen Landsat/LDCM-Bilddaten, damit Sensor-bedingte Unterschiede zwischen den Bildern nicht als Landschaftsveränderungen interpretiert werden.

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• Landsat Data Continuity Mission auf Atlas V AV035

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Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: NASA, OSC, Raumcon, Skyrocket, Wikipedia.

Der Start erfolgte gegen 19.02 Uhr MEZ vom Gelände der Vandenberg Air Force Base. Zum Einsatz kam eine Atlas 5 ohne Booster mit einer Centaur-Oberstufe. Der von der Orbital Sciences Corporation im Auftrag der NASA gebaute Satellit hat eine Masse von etwa 3 t und soll mindestens 5 Jahre lang Bilder von der Erdoberfläche anfertigen und zur Erde übermitteln.

Der im Rahmen der Landsat Data Continuity Mission gestartete Satellit setzt eine mehr als 40-jährige erfolgreiche Arbeit fort, die mit dem Start von Landsat 1, der 1972 als Earth Resources Technology Satellite gestartet wurde, begann. Bei der Erderkundung arbeiten NASA und der Geologische Dienst der USA (U.S. Geological Survey) eng zusammen.

Landsat 8 ist mit zwei wissenschaftlichen Haupt-Instrumenten ausgestattet, die hochaufgelöste Bilder bereitstellen. Der Operational Land Imager (OLI) arbeitet im Bereich sichtbaren Lichts sowie im nahen Infrarot. Außerdem verfügt der Messkomplex über zwei zusätzliche Spektralkanäle zur Untersuchung von Küstengebieten und Aerosolen sowie zur Erkennung von Cirruswolken. Der Thermal Infrared Sensor (TIRS) arbeitet hingegen im langwelligen Infrarot-Bereich und verfügt über einen besonders empfindlichen Quantentopf-Infrarot-Photodetektor.

Landsat 8 bewegt sich übrigens auf gleicher Bahn wie seine Vorgänger Landsat 4, 5 und 7. Insbesondere dadurch werden Aufnahmen der letzten Jahrzehnte mit den neuen absolut vergleichbar, allerdings sind sie qualitativ besser. Landsat 8 befindet sich in einem Orbit mit einer Flughöhe von 705 Kilometern bei einer Bahnneigung von 98 Grad und einer Umlaufzeit von 99 Minuten. Innerhalb von 16 Tagen wird die komplette Erdoberfläche einmal erfasst.

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• Landsat Data Continuity Mission

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Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: NASA, ULA.

LDCM steht für Landsat Data Continuity Mission und beschreibt die Aufgabe des neuen Satelliten: Die Gewährleitung der Datenkontinuität im Landsat-Programm. Das künftig auch als Landsat 8 bezeichnete Raumfahrzeug auf Basis eines Satellitenbusses von General Dynamics soll nach aktuellem Planungsstand am 11. Februar 2013 auf eine Umlaufbahn um die Erde gelangen.
Die US-amerikanischen Luft- und Raumfahrtagentur (NASA) hatte das LDCM-Projekt zusammen mit dem Geologischen Dienst der USA (U.S. Geological Survey, USGS) begonnen, und dem seit 1972 laufenden Landsat-Programm damit ein weiteres Kapitel hinzugefügt. Das Programm ermöglicht Nutzern rund um den Erdball, Beobachtungen der Landmassen unseres Planeten vorzunehmen. Eine künftig zur Verfügung stehende weiter verbesserte Bildqualität kommt zu einer Zeit, in der ausgezeichnete Erdbeobachtungsdaten wichtig und hilfreich sind.

Die Geschwindigkeit der Veränderung der Landnutzung durch den Menschen war noch nie so hoch wie heute. Erklären lässt sich dies insbesondere mit den gestiegenen Bevölkerungszahlen und den weiterentwickelten technischen Möglichkeiten der Menschheit.

Damit LDCM die erwarteten Daten liefern kann, wird das Raumfahrzeug von einer zweistufigen Trägerrakete des Typs Atlas V in der Version 401 in den Weltraum transportiert. Die zunächst auf fünf Jahre angesetzte Mission beginnt mit einem Start von der Luftwaffenbasis Vandenberg (VAFB) in Kalifornien an der Westküste der Vereinigten Staaten von Amerika. Wenn die Arbeiten zur Überprüfung und Inbetriebnahme des Satelliten im All dann maßgebliche Fortschritte gemacht haben, wird LDCM offiziell die Bezeichnung Landsat 8 erhalten. Mit der Umzeichnung des Satelliten einher gehen wird die Übernahme seiner Steuerung und Überwachung durch ein Kontrollzentrum des USGS.

Bis dato wurden seit 1972 sechs Satelliten im Rahmen des Landsat-Programms erfolgreich in den Weltraum gebracht. Mehr als vier Jahrzehnte lieferten Satelliten des Programms quasi ununterbrochen Bilder von der Oberfläche der Erde. Landsat 7, der jüngste Späher des Programms, umrundet die Erde seit April 1999.

LDCM baut auf den bewährten Entwicklungen für seine Vorgänger auf, und ist mit zwei fortschrittlichen wissenschaftlichen Instrumenten ausgestattet, die klarere Bilder bereitstellen sollen. Ein OLI für Operational Land Imager genannter Bildgeber kann Licht im sichtbaren Bereich sowie im nahen und fernen Infraroten verarbeiten. Die als TIRS für Thermal Infrared Sensor bezeichnete Messeinrichtung ist dazu gedacht, Informationen über die Temperatur der Erdoberfläche zu sammeln. Im Unterschied zu Instrumenten auf älteren Erdbeobachtungssatelliten arbeiten OLI und TIRS nicht mit oszillierenden Spiegeln, die Strahlung zum eigentlichen Detektor senden, sondern mit großen Gruppen aus zahlreichen Detektoren, die in der Fokusebene des jeweiligen Instruments verteilt sind.

OLI und TIRS sollen im Dauereinsatz Daten erfassen. Bei seinem Flug auf einem annähernd kreisförmigen, fast polaren Orbit in rund 705 Kilometern über der Erde wird LDCM also einen konstanten Datenstrom aufzuzeichnen haben. Um einmal die komplette Erdoberfläche abzutasten, werden bei einer Abtastbreite von rund 185 Kilometern 16 Tage benötigt.

Damit beim Transport von LDCM auf die gewünschte Umlaufbahn während kritischer Flugphasen keine Landmassen überquert werden müssen, wählte man die Luftwaffenbasis Vandenberg für den Start. Seit Terra, einem am 18. Dezember 1999 gestarteten Erdbeobachtungssatelliten der NASA, wurde kein NASA-Satellit mehr von Vandenbergs Startrampe SLC 3 in den Weltraum gebracht. Jetzt steht die Atlas-V-Rakete mit einer Centaur-Oberstufe und LDCM an ihrer Spitze dort bereit.

Atlas V und Centaur wurden im Oktober 2012 aufgerichtet. LDCM erreichte Vandenberg im Dezember 2012 und wurde nach der erfolgreichen Beendigung abschließender Vorstarttests am 25. Januar 2013 mitsamt der vier Meter durch-messenden Nutzlastverkleidung auf die Rakete mit der Seriennummer AV035 gesetzt.

Das Startfenster am 11. Februar 2013 öffnet sich um 1:02 Uhr MEZ und ist etwa eine dreiviertel Stunde lang. Funktioniert die Trägerrakete wie vorgesehen, wird LDCM rund 78 Minuten nach dem Abheben auf einem Orbit mit einem Perigäum, dem der Erde nächstliegenden Bahnpunkt, von 660 km, und einem Apogäum, dem erdfernsten Bahnpunkt, von 677 km, ausgesetzt. Die zu erreichende Bahnneigung gegen den Erdäquator beträgt 98,2 Grad.

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• Landsat Data Continuity Mission auf Atlas V AV035

Der Beitrag Erdbeobachtungssatellit LDCM vor dem Start erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: NASA, USGS.

Der USGS bezeichnet die Mission von Landsat 5 als in jeder Hinsicht außerordentlich erfolgreich. Landsat 5 lieferte einen beispiellosen Beitrag zur Erfassung von Veränderungen auf den Landmassen unseres Planeten. Im Verlauf seiner langen Einsatzzeit gelang es dem USGS mehrfach, den alternden Satelliten kritische Situationen überstehen zu lassen. Der zuletzt aufgetretene Fehler eines Gyroskops, also eines Trägheitsrades zur Stabilisierung des Satelliten, macht es jetzt allerdings erforderlich, die Außerdienststellung des beim Start rund 1.938 kg schweren Satelliten einzuleiten.

Landsat 5, der mittlerweile über 28 Jahre um die Erde kreist, überlebte seine ursprüngliche Auslegungsbetriebsdauer von drei Jahren um ein Vielfaches. Der von der US-amerikanischen Luft- und Raumfahrtorganisation (NASA) entwickelte, am 1. März 1984 auf der Delta-Rakete D174, Typ 3920, gestartete Satellit hat die Erde mittlerweile über 150.000 mal umrundet und dabei über 2,5 Millionen Bilder des Zustands der über den Erdball verteilten Landmassen zu Empfangsstationen auf der Erde übertragen.

Jedes Ereignis seit 1984 auf den Landmassen der Erde, das Spuren hinterlassen hat, die eine größere Fläche als die eines Footballfeldes (rund 109,73 Meter x 48,46 Meter) einnehmen, wurde höchstwahrscheinlich von Landsat 5 erfasst. Solche Ereignisse sind beispielsweise Hurrikane, Tsunamis, Flächenbrände und Ölverschmutzungen.

Über ein viertel Jahrhundert hat Landsat 5 Veränderungen auf unserem Heimatplaneten erfasst. Er hielt die Folgen von Naturkatastrophen, der Schwankungen und Veränderungen des Klimas, unterschiedlicher Arten der Landnutzung, der Verstädterung, der Veränderung von Ökosystemen, des gestiegenen Wasser- und Energiebedarfs und der veränderten landwirtschaftlichen Bedürfnisse fest. Entscheidende Beobachtungen wie die des Ausbruchs des Vulkans Mount Saint Helens, der Brände der Ölquellen in Kuwait, der Katastrophe von Tschernobyl, der Vernichtung von Regenwald sowie der Ausdehnung und des anschließenden Zurückweichens von Eisschelfen halfen, das Bewusstsein und Verständnis für menschgemachte Einflüsse auf das die Erde bedeckende Land zu steigern.

Bei der USGS will man sich bemühen, das Landsat-Programm noch lange produktiv fortzusetzen, ist sich jedoch sicher, dass kein anderer Satellit Landsat 5 an Langlebigkeit übertreffen wird.

Vor kurzem haben die Satellitenkontrolleure des USGS damit begonnen, eine Absenkung des Orbits von Landsat 5 vorzubereiten. Eine erste Serie entsprechender Manöver soll im Januar 2013 erfolgen.

Bis zum Start von Landsat 8, auch als LDCM für Landsat Data Continuity Mission bezeichnet, wird Landsat 7, der 1999 in den Weltraum transportiert wurde, weiter Informationen über den Zustand der Landmassen an den USGS liefern. Allerdings arbeitet der Abtaster von Landsat 7 seit 2003 wegen einer Anomalie ohne Einsatz eines Korrekturgliedes, was zu einer reduzierten Bildqualität führt. Uneingeschränkt leistungsfähiger Ersatz wird dem USGS erst wieder zur Verfügung stehen, wenn Landsat 8 erfolgreich in Betrieb genommen wurde. Sein Start ist derzeit für Februar 2013 geplant.

Landsat 5 ist katalogisiert mit der NORAD-Nr. 14.780 bzw. als COSPAR-Objekt 1984-021A.

Der Beitrag Mission von Landsat 5 abgeschlossen erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: NASA, USGS. Vertont von Peter Rittinger.

Innerhalb von 90 Tagen wollen Techniker und Ingenieure den mittlerweile über 27 Jahre alten Erdbeobachtungssatelliten wieder in ein sinnvolles Betriebsregime überführen. In den vergangenen Monaten zeigte eine der Schlüsselkomponenten des seit dem 1. März 1984 im All befindlichen Satelliten, ein für die Übertragung von erfassten Bilddaten zu geeigneten Bodenstationen benötigter Sender, öfter wechselnde Leistungsdaten.

Anfang November 2011 führten die Schwierigkeiten mit der Sendeanlage schließlich zu einer drastischen Reduktion der Qualität der am Boden empfangenen Bilddaten. Nach Angaben des USGS hält man das für einen deutlichen Hinweis auf ein sich ankündigendes Versagen der Bildübertragungstechnik an Bord des Satelliten, was das Ende der Mission des Raumfahrzeuges bedeuten würde.

Statt den problembehafteten Verstärker der Sendeanlage einfach solange weiter zu benutzen, bis er völlig versagt, entschied sich der USGS dafür, innerhalb eines Zeitfensters von zunächst 90 Tagen keine Bilder zur Erde zu senden und jede mögliche Methode, noch einmal einen stabilen Betrieb zu verwirklichen, zu untersuchen.

Seit 1972, dem Startjahr des ersten Landsat innerhalb des gleichnamigen Programms, haben die Vereinigten Staaten von Amerika ohne Unterbrechungen Landsat-Bildmaterial gewonnen. Aktuell wird nur noch der seit 12,5 Jahren im Weltraum befindliche Landsat 7 zur Bilderfassung eingesetzt. Die Auslegungsbetriebsdauer dieses Satelliten war auf 5 Jahre angesetzt. Seit 2003 arbeitet er bei der Abtastung ohne Benutzung eines Korrekturgliedes, woraus eine reduzierte Bildqualität resultiert.

Ein neuer Satellit für die sogenannte Landsat Data Continuity Mission (LDCM), vom USGS als Landsat 8 bezeichnet, befindet sich derzeit beim US-amerikanischen Luft- und Raumfahrtkonzern Orbital Sciences Corporation (OSC) in Bau. Nach den derzeitigen Planungen soll Landsat 8 im Jahr 2013 in den Weltraum transportiert werden.

Landsat 5 ist katalogisiert mit der NORAD-Nr. 14780 bzw. als COSPAR-Objekt 1984-021A.

Der Beitrag 90 Tage Pause für Oldie Landsat 5 erschien zuerst auf Raumfahrer.net.