Запуск Falcon-9 15 апреля 2023 года

Вчерашний запуск Falcon-9 (v1.2, Block 5) вывел на орбиту много чего. Из интересного для дистанционного зондирования отметим

* Umbra-SAR 06 — очередной радар X-диапазона от компании Umbra. Способен получать снимки с разрешением до 25 см (на площади около 16 кв. км). Масса аппарата — 65 кг.
* четыре аргентинских ÑuSat (с номерами 36–39), разработанных и управляемых компанией Satellogic S.A. Все спутники группировки представляют собой идентичные аппараты размером 51 см × 57 см × 82 см и массой 37,5 кг. Съемка ведется в видимом и инфракрасном диапазонах, с разрешением 1 м. Есть возможность съемки видео.
* три спутника Hawk (7A–7C), завершающие создание группировки спутников радиоразведки (SIGINT — Signal Intelligence) компании HawkEye 360. Будут определять положение наземных объектов по излучаемым ими радиосигналам. Спутники разработаны компанией UTIAS Space Flight Laboratory.
* два аппарата GHOSt (Global Hyperspectral Observation Satellite) — первенцы группировки гиперспектральных спутников от Orbital Sidekick. Всего спутников должно быть 6, каждый — массой 85 кг. GHOSt’ы должны вести съемку в более чем 400 спектральных каналах в диапазонах от видимого до коротковолнового инфракрасного (400 – 2500 нм). Orbital Sidekick — одна из шести компаний, с которыми NRO подписало пятилетнее соглашение о сотрудничестве.
* три GHGSat (Greenhouse Gas Satellite) (С6–С8) — микроспутники, массой 15 кг, предназначенные для мониторинга парниковых газов. Аппараты изготовлены UTIAS Space Flight Laboratory для GHGSat Inc. Съемочная аппаратура состоит из двух приборов. Основной прибор — миниатюрный гиперспектрометр коротковолнового ИК-диапазона предназначен для мониторинга точечных источников выбросов парниковых газов, таких как хвостохранилища, свалки, дымовые трубы. Второй прибор будет измерять облака и аэрозоли, чтобы улучшить результаты, полученные с помощью основного прибора.
* BRO 9 (Breizh Reconnaissance Orbiter) — очередной спутник радиоразведки, разработанный UnseenLabs и изготовленный датской компанией GOMSpace. Формат спутника: 6U CubeSat, то есть аппарат состоит из 6 “кубиков” (U – unit), каждый из которых размером 10х10х10 см и массой до 1 кг.
* два аппарата Lemur компании Spire. Несмотря на массу в 4 кг, каждый спутник имеют несколько приборов. Прибор SENSE фиксирует изменения сигналов спутников GPS при прохождении через атмосферу Земли. Опираясь на эти изменения, можно рассчитать профили температуры, давления и влажности на Земле. Прибор STRATOS предназначен для отслеживания судов (принимает сигналы АИС — автоматических систем идентификации), а AirSafe — для отслеживания самолетов. Запущен еще один спутник, разработанный Spire на базе Lemur, но у него несколько другие задачи.
* Taifa 1 — первый кенийский спутник наблюдения Земли. Формат: 3U CubeSat. Должен вести съемку в мультиспектральном (пространственное разрешение 32 м) и панхроматическом (16 м) режимах. Спутник является первым в планируемой группировке малых спутников наблюдения Земли.

#sigint #гиперспектр #климат #SAR

Художественное изображение аппарата Umbra-SAR (источник).

Снимки проекта Mercury

На Earth Observation Timeline утверждают, что во время беспилотных испытательных полетов по проекту Mercury в конце 1950-х годов были получены сотни фотографий, полезных для научного сообщества. Это еще до августа 1959 года, до полета Explorer 6. Однако обнаружить эти снимки Земли нам нигде не удалось.

Самые ранние снимки относятся к запуску Mercury-Redstone 1A 19 декабря 1960 года. Один из них — перед вами.

#снимки #история

Галереи проекта Mercury ("Меркурий"): https://tothemoon.ser.asu.edu/gallery/Mercury

Галереи разделены по номерам миссий. В каждой содержаться снимки одной или нескольких камер. В некоторых миссиях использовалось несколько камер для экспериментов и документирования. У каждой камеры своя галерея.

Проект Mercury, начатый в 1958 году и завершенный в 1963 году, был первой космической программой США по запуску человека в космос. В рамках программы с 1961 по 1963 год было совершено шесть пилотируемых полетов. Целями программы были вывод на орбиту вокруг Земли космического корабля с экипажем, проверка способности человека функционировать в космосе, а также успешный вход в атмосферу и возвращение космического корабля с экипажем.

Перспективы спутниковой группировки “Арктика-М”

Орбитальную группировку “Арктика-М” планируется увеличить до четырех аппаратов. Это даст возможность производить наблюдения одновременно с двух витков — западного и восточного. При одновременной съемке с обоих витков появится возможность обрабатывать получаемые снимки стереографическими методами и точнее выделять границы облаков над снежным и ледовым покровом. Это важно для авиации и мореплавания. При поочередной съемке с западного и восточного витков орбиты периодичность съемки повысится в два раза — до 7,5 минут, что важно для краткосрочных прогнозов погоды, оперативного мониторинга чрезвычайных ситуаций и экстремальных погодных явлений.

Запуск второго аппарата "Арктика-М" планируется на декабрь 2023 года.

Описание группировки "Арктика-М": https://www.laspace.ru/press/news/information_brochure_arctic.pdf

#погода #арктика

Кондор-ФКА

По докладу Космические системы и аппараты радиолокационного наблюдения Земли, AO «BПK «НПО машиностроения», Свиридов А. С.

Радар Кондор-ФКА S-диапазона позволяет делать снимки поверхности Земли в прожекторном режиме (ПР) с разрешением 1/2 м (азимут/дальность) и размером кадра 10х10 км, в маршрутном режиме (МР) — с разрешением 2/3 метра и размером кадра 10×15 км, и в обзорном режиме (ОР) с разрешением 6/12 метров и размером кадра 125 км. Период повторения трасс для одного аппарата – 16 суток.

Даты запуска аппаратов Кондор-ФКА: "Кондор-ФКА №1" — 27.05.2023, "Кондор-ФКА №2" —08.06.2024.

Ведутся работы по разработке аппаратов №3, 4, которые заменят аппараты № 1 и 2.

Предполагается проведение интерферометрической съемки парой аппаратов. Есть возможность выстраивания орбитальной системы так, чтобы съемка второго аппарата осуществлялась через период от 1 до 8 суток после съемки первого аппарата.

Пара аппаратов Кондор-ФКА по разрешающей способности больше всего похожа на пару TerraSAR-X – TanDEM-X. Если будет обеспечено покрытие большой территории (а не эпизодическая съемка на заказ) и снимки в обзорном режиме будут доступны, это будет большой шаг вперед.

После запуска "Кондор-ФКА №1" начнется период летных испытаний и калибровки данных. Для калибровки создан полигон под Пятигорском. Отдельные снимки будут доступны по запросам еще в период испытаний. Ввод в штатную эксплуатацию и получение данных широкой аудиторией планируется около 1 января 2024 года.

#SAR

Перспективный аппарат Кондор-ФКА-М

Продолжение

Аппарат со значительно увеличенным пространственным разрешением потребовал иной энергетики. Особенностью аппарата является гибридная антенная система — рефлектор и АФАР-облучатель. Улучшены не только разрешение, но и другие целевые характеристики, например ширина полоса захвата. Обеспечена кросс-поляризация, то спутник принимает сигнал одновременно в двух поляризациях — горизонтальной и вертикальной, что важно для многих приложений (например, сельского хозяйства и лесоводства). Увеличена скорость передачи целевой информации. В результате масса спутника выроста с одной тонны до двух.

#SAR

Перспективный аппарат Diamond-X

Аппарат радиолокационного наблюдения класса миниспутник (350–400 кг.). В отличие от “Кондоров” будет работать в X-диапазоне. Радиолокатор на базе АФАР. https://ru.wikipedia.org/wiki/Активная_фазированная_антенная_решётка При меньших массово-габаритных характеристиках, он позволяет получить приемлемое пространственное разрешение — от 0.8 метров в детальном проекторном режиме съемки.

Справа на рисунке показано размещение 8 однотипных спутников на переходной ферме под головным обтекателем ракеты-носителя. Можно будет запускать пакетами.

#SAR

Продолжение

На вопрос, что мешает создавать такие группировки как у ICEYE или Umbra — с аппаратами массой в десятки килограмм — прозвучал очень простой ответ: требуется миниатюризация служебной и целевой аппаратуры. Пока разрабатывают в расчете на ту, что есть. Отметим еще, что миниатюрные радары могут вести съемку очень недолго. Поэтому они, в основном, про целевое наблюдение. “Кондоры” же должны покрывать большие площади. Предполагается, что они будут работать в полосе широт от 85° с.ш. до 85° ю.ш.

GEE-27. Выбор порога по гистограмме

Раньше мы строили маску, удаляющую со снимка водную поверхность, не задумываясь над пороговым значением, разделяющим воду и сушу. Мы опирались на общий смысл индекса NDWI: вода имеет положительные значения, остальное — отрицательные.

В основном, это верно. Но не совсем. Вода бывает пресной, соленой, мутной или цветущей. “Остальное” еще разнообразней. Вот и получается, что пороговое значение индекса для каждого региона и сезона нужно уточнять.* Сейчас мы самостоятельно выберем пороговые значения по гистограмме. Район исследования: окрестности озера Севан (Армения).

Код: https://code.earthengine.google.com/d4414108d22d8f04b7914d6f11b0a840

У нас есть безоблачный снимок image, а в нем — канал ближнего инфракрасного света (NIR). Для Sentinel-2 — это канал B8. Если отобразить этот канал на карте

Map.addLayer(image, {bands: 'B8', max: 0.5}, 'NIR');

мы увидим, что вода на нем будет почти черной, а суша отобразится более светлыми оттенками серого.** Гистограмма значений B8 будет иметь два пика: низкие значения, относящиеся к воде, и высокие, принадлежащие суше. Построим гистограмму:

var chartB8 = ui.Chart.image.histogram({
  image: image.select('B8'), 
  scale: 1000,
  region: bbox
});
print(chartB8);

Здесь в параметре image указан канал, по значениям которого мы строим гистограмму, scale — число интервалов, на которые разделена гистограмма, region — район интереса, в котором берутся значения image. У нас это некий заданный bbox.

Построенная гистограмма называется бимодальной, потому что в ней два пика — один относится к воде, другой к суше. Где-то между ними лежит значение, разделяющее оба класса поверхности. Мы возьмем его примерно посредине между пиками (0.22):

var waterB8 = image.select('B8').lt(0.22).selfMask();
Map.addLayer(waterB8, {palette: '#0000FF'}, 'Water NIR Mask', false);

Как видно, мы получили приличный результат без всяких индексов. Горное озеро с прозрачной водой — прекрасный объект для маскирования. С мутной, как в дельте реки Колорадо (Point (-114.7861, 31.7909)), или с цветущей водой так бы просто не вышло.

Построим теперь порог по значениям NDWI. Вначале, вычислим индекс и добавим его на снимок:

function addSI(image) {
  var ndwi = image.normalizedDifference(['B3', 'B8']).rename('NDWI');
  return image.addBands(ndwi, null, true);
}

Гистограмма строится так же, как раньше:

var chartNDWI = ui.Chart.image.histogram({
  image: image.select('NDWI'), 
  scale: 1000,
  region: bbox
});
print(chartNDWI);

Ну и, собственно, маска воды:

var waterNDWI = image.select('NDWI').gt(-0.05).selfMask();
Map.addLayer(waterNDWI, {}, 'Water NDWI Mask');

*Вообще говоря, приходится подбирать не только порог, но и индекс, подходящий к конкретной ситуации. Или даже отказаться от индексов и использовать методы машинного обучения. Но всему свое время…

**Еще лучше было бы использовать для разделения суши и воды каналы SWIR, так как отражательная способность воды в них еще ниже, чем в NIR. Но это каналы имеют в Sentinel-2 MSI более низкое разрешение (20 м).

Учебник по GEE

#GEE #вода