Na dnešní večer je plánován start rakety Atlas V od firmy United Launch Alliance s další observatoří programu Landsat. Ta by měla navázat na rekordně dlouhou fázi nepřetržitých sledování rozvoje měst, využívání vody, odlesňování pralesů, ubývajících ledovců a dalších jevů, ke kterým došlo za poslední půl století. Družice Landsat 9 bude dalším zástupcem rodiny snímkovacích družic, které od roku 1972 mapují Zemi a změny na ní. „Už jen dny nás dělí od startu naší deváté mise Landsat,“ říká Karen St. Germain, ředitelka divize výzkumu Země v NASA a dodává: „Program Landsat trvá již téměř 50 let a je základním stavebním kamenem našeho chápání zemského povrchu.“

„Každá nová družice programu Landsat přinesla stále sofistikovanější data a snímky dokumentující změny na zemském povrchu. Každá další družice také zlepšila naše chápání planety v regionálním, národním i globálním měřítku,“ doplnila St. Germain na nedávné tiskové konferenci a dodala: „Data z družic Landsat umožní přijímat široké spektrum rozhodnutí od zajištění zdravé úrody až po vodní zdroje. Jde o kritická rozhodnutí pro omezení globálních problémů jako je regionální hladomor, či nedostatek jídla v době zrychlené klimatické změny. Tato data jsou nezbytná pro globální humanitární organizace, ale i členy záchranných týmů v USA, politiky na všech úrovních, velké producenty potravin, ale i jednotlivce – od farmářů a rančerů až po plánovače rozvoje měst.“

Program Landsat je společným projektem mezi agenturou NASA a U.S. Geological Survey (USGS). NASA je zodpovědná za vývoj družic a její vypouštění. USGS má naopak na starost pozemní systémy i datový archiv a také bude mít na starost řízení mise po startu. Jak již bylo uvedeno výše, Landsat 9 bude již devátým zástupcem rodiny družic, z nichž první byla vypuštěna v roce 1972. Tyto družice za půl století služby přinesly cenné informace také o změnách korálových útesů, úrodě či tektonických poruchách.

V minulých týdnech technici na Vandenbergově základně v Kalifornii naplnili nádrže Landsatu 9 pohonnými látkami a poté mohla být 2 713 kg těžká družice uzavřena do aerodynamického krytu rakety Atlas V. 15. září byla celá sestava vyzvednuta na vrchol rakety Atlas V, která byla sestavena na vzletovém komplexu SLC 3E. Samotný přesun družice k rampě byl odložen o několik dní kvůli startu Falconu 9 z nedaleké rampy. To si v důsledku vynutilo odklad startu Atlasu V z původně plánovaného 23. září na aktuálně platné 27. září.

S termínem startu to však bylo ještě složitější. Minulý měsíc totiž padla původně zvažovaná verze, že  by se mohlo letět 16. září. Tehdy byla na vině zpožděná dodávka zkapalněného dusíku na základnu Vandenberg. Speciální cisterny, které běžně vozí dusík na kosmodrom, totiž byly nárazově využity k transportu kapalného kyslíku do nemocnic, kde tento životodárný plyn potřebovali pacienti s Covid-19 na jednotkách intenzivní péče. Na kosmodromu je přitom plynný dusík (který se vytvoří jednoduše vypařeném kapalného dusíku) potřebný k předstartovním testům, které společnost ULA provádí. Ani tohle však není kompletní výčet významných odkladů. V loňském roce NASA oznámila, že start družice Landsat 9 se odkládá z dubna 2021 na září téhož roku. Za vše mohla zpoždění vynucená dopady pandemie. Sestavování a testy družice totiž nabraly zpoždění.

Nyní však do startu Landsatu zbývají pouze hodiny. Start Atlasu V z rampy SLC-3E Vandenbergovy základny je plánován na 27. září ve 20:12 SELČ. Atlas V poletí ve své základní konfiguraci bez pomocných urychlovacích motorů na tuhé pohonné látky a po startu nabere směr k jihu vstříc Tichému oceánu. Ruský raketový motor RD-180 na prvním stupni zhasne po zhruba čtyřech minutách letu. Poté se ke slovu dostane raketový motor RL-10 od firmy Aerojet Rocketdyne usazený na horním stupni Centaur. Ten by měl pracovat 12 minut a po jeho zhasnutí bude dosaženo cílové oběžné dráhy. Až se Landsat 9 oddělí od horního stupně Centaur, provede RL-10 ještě dva zážehy. Potřebuje totiž dosáhnout nové oběžné dráhy, na které bude moci uvolnit čtyři CubeSaty, které jsou zde v roli sekundárního nákladu.

Nejnovější družice Landsat postavená firmou Northrop Grumman bude obíhat Zemi na polární dráze ve výšce 705 kilometrů. Její snímkovací pruh bude 185 kilometrů široký a každých 16 dní nafotí kompletní zemský povrch. Každý pixel (obrazový bod) zachycený přístrojem OLI 2 (Operational Land Imager 2) bude zachycovat přibližně 30 metrů. Další palubní přístroj TIRS 2 (Thermal Infrared Sensor 2) zase dokáže rozlišit stometrové objekty. Mise družice Landsat 9 za 885 milionů dolarů vychází ze zkušeností družice Landsat 8, která startovala v roce 2013. Administrativa prezidenta Obamy v roce 2015 zadala NASA a USGS vyvinout Landsat 9 s využitím nově postavených dvojčat přístrojů OLI a TIRS vyvinutých pro Lansat 8.

Zmíněný Landsat 8 byl navržen na pětiletou službu, ale stále zůstává v provozu. Landsat 8 a 9 tedy mají zpočátku pracovat v tandemu, díky čemuž bude možné pokrýt veškerou zemskou pevninu každých osm dní. „Tato frekvence je velmi důležitá pro vyhodnocení změn – ať už v jednom roce nebo meziročně,“ vysvětluje Jeff Masek, vědec z NASA podílející se na projektu Landsat 9. Tato družice ale bude spolupracovat i s dalšími družicemi, které mají za úkol snímkovat Zemi – jde například o evropskou řadu Sentinel 2. Tato spolupráce má za úkol dále rozšířit možnosti nepřerušeného globálního pokrytí pevnin, které začalo v roce 1972 vypuštěním Landsatu 1. „Když přidáme data z podobných družic Sentinel 2A a 2B, můžeme se dostat až na obnovovací frekvenci dva až tři dny,“popisuje  St. Germain.

Archiv dat programu Landsat  podle NASA katalogizuje změny půdního pokryvu, kvality vody, pohybu ledovců a dalších změn pevnin. Infračervená měření z družic Landsat zase poskytují informace o zavlažování a využívání vody.  Vědci a lesníci používají data z družic Landsat k měření dopadů lesních požárů. „Osobně rád přirovnávám družice Landsat ke švýcarskému zavíracímu noži,“ říká Masek a pokračuje: „Z jedné základní sady pozorování nebo měření využíváme celou řadu různých aplikací pro vědy o Zemi. Landsat hraje klíčovou roli při sledování změn – ať už přírodních nebo lidmi vyvolaných. Jsme tak schopni lépe podpořit rozhodovací proces při hospodaření s půdou. Při tom všem navíc můžeme sestavit a zobrazit úžasnou historii toho, jak se planeta za poslední půlstoletí změnila.“

První družice programu Landsat startovala v roce 1972. Zde je souhrn všech družic z tohoto programu, které byly doposud vypuštěny.

• Landsat 1: Vypuštěn 23. července 1972 raketou Delta 900 fungoval do ledna 1978
• Landsat 2: Vypuštěn 22. ledna 1975 raketou Delta 2910 fungoval do února 1982
• Landsat 3: Vypuštěn 5. března 1978 raketou Delta 2910 fungoval do března 1983
• Landsat 4: Vypuštěn 16. července 1982 raketou Delta 3920 fungoval do roku 1993
• Landsat 5 Vypuštěn 1. března 1984 raketou Delta 3920 fungoval do roku 2013
• Landsat 6: Vypuštěn 5. října 1993 raketou Titan 2 nedosáhl oběžné dráhy kvůli závadě pohonného sysétmu
• Landsat 7: Vypuštěn 15. dubna 1999 raketou Delta 2 stále funguje
• Landsat 8: Vypuštěn 11. února 2013 raketou Atlas V stále funguje

Družice Landsat pomohly zaznamenat změny zdravotního stavu a rozložení lesů, sledovaly dopady klimatických změn na ekosystémy po celém světě. Kvůli rostoucím teplotám také zachytily zvýšené pokrytí povrchu rostlinami a tání ledového příkrovu ve vyšších zeměpisných šířkách. „Můžeme se díky tomu podívat na druhy pěstovaných plodin, můžeme sledovat jejich zdravotní stav, můžeme se podívat na celkovou produktivitu zemědělství,“ říká Masek. „Můžeme také využít měření povrchové teploty z přístroje TIRS a modely energetického rozpočtu k měření spotřeby vody v plodinách, což je důležitá otázka třeba v západní části USA.“

Ačkoliv se družice Landsat specializují na snímkování pevniny, jsou schopny zaznamenat i změny velikosti jezer, kvality vody a pomoci s včasnou detekcí růstu sinic. „Neustále se objevují nové aplikace. S blížícím se startem Landsatu 9 se komunita uživatelů, tedy vědecká komunita, nemůže dočkat, až se Landsat 9 zapojí do družicové sítě Landsat,“ uvedl Masek. NASA uvádí, že družice Landsat od roku 1972 pořídily 8 milionů snímků. David Applegate, výkonný ředitel USGS zase uvedl, že Landsat 8 a 9 budou společně produkovat každý den téměř 1500 snímků, které zdarma využijí stovky tisíc uživatelů po celém světě.

Podobně jako Landsat 8, má i Landsat 9 plánovanou pětiletou životnost. Nese však dostatek pohonných látek na to, aby mohl fungovat nejméně deset let. „Pokud si obě družice porovnáte, tak vypadají velmi podobně,“ říká Del Jenstrom, projektový manažer Landsat 9 z Goddardova střediska a dodává: „Stejně jako na Landsatu 8 máme dva vědecké přístroje. Je tu Thermal Infrared Sensor 2, kterému říkáme TIRS 2, což je dvoupásmový termální snímač. Pak je tu Operational Land Imager 2, tedy OLI 2. To je pro změnu devítipásmový reflektivní snímač se spektrálním pokrytím od viditelné po krátkovlnnou infračervenou oblast.“ Největší vylepšení oproti Landsatu 8 najdeme na přístroji TIRS 2, který postavili na Goddardově středisku. Inženýři do něj zapracovali více záložních systémů, aby přístroj fungoval spolehlivěji. TIRS 2 také dostal vylepšenou optiku pro korekci problémů, které nastaly, když se boční světlo dostalo na ohniskovou rovinu. Týmy pracující s družicí Landsat 8 musely tento problém odstraňovat až při zpracování snímků na Zemi, ale na Landsatu 9 už byla odstraněna samotná příčina a k tomuto jevu nebude docházet.

Přístroj OLI 2 postavený firmou Ball Aerospace má navíc dvě snímkovací pásma pro detekci cirrovité oblačnosti a zlepšení kvality snímků v pobřežních oblastech. OLI 2 navíc bude dodávat 14-bitová data, přičemž původní přístroj OLI na Landsatu 8 má pouze 12-bitová. Tahle změna sama o sobě zlepší citlivost asi o 25 procent. Landsat 9 navíc dostal novou generaci avioniky a softwaru. Nová družice je také lépe chráněna před nárazy kosmické tříště a také před hromaděním statického náboje.

Ačkoliv se v poslední době objevuje stále více soukromých firem, které vypouští komerční družice snímkující Zemi, nepočítá se s nimi jako s náhradou družic programu Landsat. Nové komerční firmy však mají svůj význam, protože mohou vědcům poskytnout dodatečná pozorování pro lepší vědecký výzkum. „V současné době tyto firmy nekopírují ani nenahrazují typ dat, která sbíráme pomocí Landsatu, ale obecně mají doplňující funkci a mohou rozšířit naši základnu znalostí,“ uvedl St. Germain a dodala: „Komerční systémy například mohou obecně pozorovat častěji, ale většinou nepozorují ve všech vlnových délkách, které potřebujeme pro práci, kterou děláme s Landsatem. Také tyto komerční systémy často spoléhají na systémy jako Landsat jako jakousi spolehlivou kotvu pro jejich kalibraci a stabilitu.“

Přeloženo z:
https://spaceflightnow.com/

Zdroje obrázků:
https://mk0spaceflightnoa02a.kinstacdn.com/…/2020/09/Landsat9_CA_01272.jpg
https://images-assets.nasa.gov/…/KSC-20210816-PH-RNB01_0090~large.jpg
https://images-assets.nasa.gov/…/KSC-20210816-PH-CNO01_0046~large.jpg
https://images-assets.nasa.gov/…/KSC-20210825-PH-RNB01_0006~large.jpg
https://mk0spaceflightnoa02a.kinstacdn.com/../2021/09/9-6-2015_Main-label.jpg
https://mk0spaceflightnoa02a.kinstacdn.com/…/2021/09/E_gRJUiXsAYA7N6.jpeg
https://images-assets.nasa.gov/…/KSC-20210712-PH-ANM01_0163~large.jpg
https://landsat.gsfc.nasa.gov/wp-content/uploads/2016/10/TIRS2_chamber.png
https://landsat.gsfc.nasa.gov/wp-content/uploads/2016/10/OLI2_ball.png