Zprávy ze světa

4e3fd_illustration-sentinel2a
11.09.2015

Družice Sentinel-2A...

… úspěšně pořizuje první pokusné snímky a připravuje se k uvedení do plného provozu.

Anglické slovo „sentinel“ znamená „stráž“, „hlídka“ nebo „ochránce“ ale i „indikátor“, obecně něco nebo někoho, kdo je na svém místě, aby zpozoroval a ohlásil problém. Po radarové družici Sentinel-1A je to druhá družice vypuštěná speciálně pro evropský program monitorování životního prostředí a bezpečnostních aplikací v rámci evropského programu Copernicus (dříve označovaného zkratkou GMES z angl. Global Monitoring for Environment and Security). Cílem družice je pořizovat optická obrazová data ve vysokém počtu barevných kanálů pro mapování krajinného pokryvu (zejména vegetace) a sledování změn.

Celková hmotnost družice Sentinel-2 A je 1200 kg. Rozměry tělesa družice jsou 3.45 x 1.8 x 2.35 metru, plocha slunečních panelů je 7.2 m² a jsou schopné dodat družice 1.7 kW. Oběžná dráha družice je ve výšce 786 km nad Zemí. Družici pro evropskou vesmírnou agenturu ESA  postavila společnost Airbus Defence and Space. Zdroj: ESA/ATG medialab

 

Obr.: Celková hmotnost družice Sentinel-2 A je 1200 kg. Rozměry tělesa družice jsou 3.45×1.8×2.35 metru, plocha slunečních panelů je 7.2 m² a jsou schopné dodat družice 1.7 kW. Oběžná dráha družice je ve výšce 786 km nad Zemí. Družici pro evropskou vesmírnou agenturu ESA postavila společnost Airbus Defence and Space. Zdroj: ESA/ATG medialab

Družice odstartovala z evropského kosmodromu Kourou na území Francouzské Guyany v Jižní Americe dne 23.června 2015. Původně byl start naplánovaný na 12.června 2015, ale byl odložen kvůli řešení několika drobných technických problémů s proudnicovým krytem a tlakovým senzorem na nosné raketě Vega.

Po bezproblémovém nočním startu a vypuštení družice na oběžnou dráhu převzalo ovládání družice středisko ESA v německém Darmstadtu. Protože jsou přetížení, otřesy a následné vypuštení do kosmického prostředí pro družice značným fyzikálním šokem, jejich oživování a uvádění do provozu probíhá vždy velmi pomalu, opatrně a krok za krokem. Základní uvedení družice do provozu trvalo v tomto případě 3 dny a byly během něho úspěšně vyřešeny potíže s jedním z ventilů, čidlem pro orientaci podle zaměřování na jasné hvězdy a GPS jednotkou. Ve výsledku byl technický stav vypuštěné družice ohodnocen jako vynikající. První snímek pořízen již 4 dny od startu a následuje delší období kalibrace senzoru pořizováním testovacích snímků.

Noční start rakety Vega s družicí Sentinel-2A z evropského kosmodromu Kourou na území Francouzské Guyany v Jižní Americe dne 23.června 2015. Zdroj: ESA/CNES/Arianespace – Optique Video du CSG

 

Obr.: Noční start rakety Vega s družicí Sentinel-2A se uskutečnil z evropského kosmodromu Kourou na území Francouzské Guyany v Jižní Americe dne 23.června 2015 v 1:52 světového času, tj. 3:52 našeho středoevropského letního času. Podle místního času na kosmodromu bylo teprve 22:52 předchozího dne, tedy 22.června. Aby se zabránilo nedorozuměním, je do tabulek startů uváděn čas a datum podle světového času označovaného jako GMT (z angl. Greenwich Mean Time) případně UTC (z angl. Universal Time Cooridnated). Tyto časy sice nejsou zcela totožné, čas GMT je odvozen od rotace Země, kdežto čas UTC je založen na atomových hodinách, rozdíly mezi nimi jsou však udržovány v rozmezí +/- 0.9 sekundy vkládáním jedné přestupné sekundy průměrně jednou za rok až rok a půl. V běžném použití se proto časy UTC a GMT příliš nerozlišují. Zdroj: ESA/CNES/Arianespace – Optique Video du CSG

Družice Sentinel-2A je vybavena senzorem označovaným jako MSI (z angl. Multispectral Imager) a bude jím snímat obrazová data v pásu širokém 290 km ve 13 pásmech vlnových délek ve viditelném, blízkém infračerveném a krátkém infračerveném oboru. Rozlišení snímaných dat je pro 4 nejdůležitější barevné kanály 10 metrů, pro 6 dalších 20 metrů a pro zbývající kanály, které jsou určené především pro atmosférické korekce, je rozlišení 60 metrů. Čím vyšší počet barevných pásem je snímán, tím je možné jemnější rozlišení jednotlivých druhů a stavů zemského pokryvu, tedy například jaká vegetace pokrývá dané území a zda je zdravá nebo nějak poškozená. Kalibrace senzoru MSI a další činnosti nutné pro uvedení družice do plného provozu budou dokončené zhruba za tři až čtyři měsíce od vypuštění družice Družice bude ze své oběžné dráhy systematicky snímkovat všechny kontinenty a ostrovy nacházející se mezi 83° severní a 56° jižní šířky, tedy prakticky (kromě oblasti Antarktidy) celou zemskou souš.
Pro období, kdy družice na své oběžné dráze nebude momentálně v přímém dosahu pozemních přijímacích stanic je vybavena laserovým terminálem pro přenos dat přes geostacionární telekomunikační družice ve výšce 36 tisíc kilometrů.
Opakovat snímkování oblasti bude družice schopná v průměru znovu po 10 dnech. V polovině roku 2016 se plánuje vypuštění identické družice Sentinel-2B, která bude pracovat stejně jako Sentinel-1A, pouze fáze její oběžné dráhy bude posunuta tak, aby se interval snímkování snížil na 5 dní.

Pouhé čtyři dny po svém startu pořídila družice Sentinel-2A dne 27.června 2015 svůj první zkušební snímek, jehož částí byl i teto pohled na italské město Milán. Barevná kompozice v přirozených barvách. Zdroj: Copernicus data (2015)/ESA

 

Obr.: Pouhé čtyři dny po svém startu pořídila družice Sentinel-2A dne 27.června 2015 svůj první zkušební snímek. Pás široký 290km začínal ve Švédsku a vedl přes střední Evropu a Středomoří a končil až v Alžíru. Protože severní a střední Evropa byla převážně pod oblačností, jedním z nejoblíbenějších výřezů tohoto rozsáhlého snímku se stal pohled na slunečné italské město Milán. Barevná kompozice v přirozených barvách. Zdroj: Copernicus data (2015)/ESA

Barevný obraz z nasnímaných dat vzniká na monitoru uživatele složením tří nasnímaných pásem. Pokud se použijí kanály červeného, zeleného a modrého světla, vznikne obraz v přirozených barvách, které zhruba odpovídají běžnému barevnému vidění lidského oka. Použije-li se kombinace z jiných pásem vlnových délek, vzniká obraz v nepravých barvách. Jednotlivá snímaná pásma lze libovolně kombinovat a nebo je vhodně výpočetně spojovat, například průměrováním. Při správně zvoleném postupu jsou pak ve výsledku barevně odlišitelné i jevy, které při běžném pohledu ve viditelném světle rozlišitelné nejsou.
Při vyšším počtu snímaných spektrálních pásem před vizuální interpretací vzrůstají výhody automatické multispektrální interpretace, kdy počítačový program provádí pro daný objekt porovnání odrazivostí v družicí nasnímaných spektrálních kanálech s pro daný jev nebo objekt očekávaným průběhem křivky spektrální odrazivosti v závislosti na vlnové délce.

Další výřez prvního snímku pořízeného družicí Sentinel-2A dne 27.června 2015 zobrazuje severozápadní část ostrova Sardinie. V této barevné kompozici byl použit i infačervený kanál a je proto v nepravých barvách. Zdroj: Copernicus data (2015)/ESA

 

Obr.: Další výřez prvního snímku pořízeného družicí Sentinel-2A dne 27.června 2015 zobrazuje severozápadní část ostrova Sardinie. V této barevné kompozici byl použit i infačervený kanál a je proto v nepravých barvách. Vegetace tu je v různých odstínech červená a v tomto případě jasnější červená znamená zdravější vegetaci s vyšším obsahem chlorofylu. Světlé plochy v lesích jsou místa povrchové těžby. Zdroj: Copernicus data (2015)/ESA

Odhadovaná životnost družice Sentinel-2A je více než 7 roků aktivního provozu a družice si nese zásobu 120 kg paliva hydrazinu (N2H4), která jí vystačí až na 12 roků, včetně rezervy pro závěrečné manévry při odstranění družice z oběžné dráhy po ukončení jejího provozu.

Každý nový start je zároveň testem spolehlivosti nosné rakety, v tomto případě evropské rakety Vega. Tyto rakety létají teprve od roku 2012, toto byl pátý let s nákladem na oběžnou dráhu a Vegy zatím mají stále 100% úspěšnost. Mediální pozornosti se dostalo předchozímu startu, kdy 11.února 2015 Vega vynesla k suborbitálnímu 100 minutovému letu experimenální návratové těleso IXV (z angl. Intermediate eXperimental Vehicle). Jedná se o těleso vzhledem připomínající malý bezkřídlý raketoplán řiditelný pomocí dvou velkých klapek na zádi. Rozměry IXV jsou jenom 5 metrů délka, 2.2 metru šířka a 1.5 metru výška. Není to tedy zatím žádný prototyp evropského raketoplánu, pouze experimentální těleso pro vyzkoušení návratových technologií možných budoucích vícenásobně použitelných orbitálních dopravních prostředků. Těleso IXV po vynesení raketou nad zemskou atmosféru vystoupalo do výšky 412 km a odtud bylo navedeno na klesání zpět k Zemi, přičemž dosáhlo maximální rychlosti 27 720 km/h a po manévrování podobném jako při přistávání raketoplánu úspěšně dosedlo za pomoci padáku a balónových plováků na hladinu v Tichém Oceánu západně od souostroví Galapágy. Pak bylo IXV vyzdviženo na palubu čekající lodě a nakonec odesláno do italského Turína na podrobné prostudování. Další podobný let ale zatím plánuje evropská agentura ESA až na rok 2020, takže evropského raketoplánu (ať už pilotovaného nebo bezpilotního) se v nejbližších letech nedočkáme.

Experimentální řiditelné návratové vztlakové těleso IXV je 11. února 2015 vyzdviženo z hladiny Tichého Oceánu na palubu lodě po svém krátkém letu hypersonickou rychlostí z výšky 412 km. Zdroj: ESA/Tommaso Javidi

 

Obr.: Experimentální řiditelné návratové vztlakové těleso IXV je 11. února 2015 vyzdviženo z hladiny Tichého Oceánu na palubu lodě Nos Aries po krátkém letu, kdy muselo být schopné zabrzdit z hypersonické rychlosti 7500 metrů za sekundu až k měkkému přistání s padákem na hladinu, kde nadnášeno nafouklými balóny čekalo na nalezení a vylovení připravenou italskou lodí. Zdroj: ESA/Tommaso Javidi

Nejbližší další start rakety Vega je naplánován už na tento listopad, kdy by měla vynést sondu LISA Pathfinder. Sonda bude testovat technologie použitelné pro měření teoreticky předpovězeného, ale zatím ne zcela prokázaného jevu – tzv. gravitačních vln. Podle evropských plánů na nejbližší roky by rakety Vega měly startovat v průměru třikrát ročně.

Co se týká dalších plánovaných startů evropských družic řady Sentinel, ještě letos by měla odstartovat kombinovaná opticko-radarová družice Sentinel-3A. V příštím roce 2016 by měly být dopraveny na oběžnou dráhu také identické sesterské družice k prvním dvěma, tedy radarová družice Sentinel-1B a optická Sentinel-2B.

Snímek Baltského moře pořízený družicí Sentinel-2A dne 7. srpna 2015. Zdroj: Copernicus Sentinel data (2015)/ESA

 

Obr.: Snímek Baltského moře pořízený družicí Sentinel-2A dne 7. srpna 2015. Srpnové vysoké teploty a klidné moře vyvolaly kvetení vody a rozbujení sinic (cyanobakterií), které pod vodní hladinou vytvářejí rozsáhlá víříci mračna. Na snímku jsou zachycené i dvě proplouvající lodě, jejichž proplutí vytvořilo v zelených sinicích dva tmavé pruhy. Zdroj: Copernicus Sentinel data (2015)/ESA

Protože nejde o komerční projekt, snímky pořízené družicí Sentinel-2A budou uživatelům poskytované zdarma a finančním návratnost investice pro Evropu má být v přínosech používání dat v oblastech zemědělství, lesnictví, vodohospodářství, ekologie a mapování průběhu a následků přírodních katastrof. Stejný přístup má i vláda USA ke snímkům z amerických družic řady Landsat, které jsou už dlouho dostupné také zdarma. Podobné parametry dat pořizovaných družicí Sentinel-2A a družicemi Landsat umožňují do určité míry i kombinování snímků, kdy lze například na datech z družice Sentinel-2A podrobně zmapovat současný stav a na základě archivních snímků z družic Landsat zachytit i vývoj v časové řadě do minulosti.

Technické podrobnosti o kanálech snímaných družicí Sentinel-2A je možné nalézt zde.

Článek o předchozí radarové družici Sentinel-1A je možné nalézt zde.

Článek o prvním startu s technickými podrobnostmi o evropské raketě Vega je zde.



Článek zpracoval: Jiří Šustera

 

nahoru

zpět