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    El satélite Earth Observing – 1 está retirado, dejando un legado de imágenes espectaculares

    Este pancromático afilado La imagen en color natural de Boston se generó a partir de datos recopilados durante un 23 de abril, Escaneo de 2001 realizado por el Advanced Land Imager de Earth-Observing-1. Crédito:NASA

    Después de más de 16 años de funcionamiento, La nave espacial Earth Observing-1 (EO-1) de la NASA fue desmantelada el 30 de marzo. El satélite EO-1 fue un componente del Programa Nuevo Milenio de la NASA para validar nuevas tecnologías que podrían reducir costos y mejorar las capacidades para futuras misiones espaciales. A bordo del EO-1 se encontraba el instrumento Advanced Land Imager (ALI) desarrollado por MIT Lincoln Laboratory como una alternativa al sensor de imágenes terrestres que fue utilizado por el programa de observación de la Tierra Landsat.

    "Desde sus inicios, ALI tenía la intención de demostrar nuevas tecnologías que continuarían con el legado de más de 30 años de Landsat de monitoreo continuo de la tierra al tiempo que proporcionarían un tamaño sustancial, peso, poder, y reducciones de costos, "dice Jeffrey Mendenhall, actual líder del Grupo de Tecnología de Imágenes Avanzadas de Lincoln Laboratory y miembro del equipo de desarrollo de ALI. "Treinta equipos internacionales de ciencias de la Tierra evaluaron una variedad de datos de ALI, por ejemplo, datos para la agricultura, silvicultura, desarrollo Urbano, clima, vulcanología glaciología, geología, gestión del agua:recopilada durante el primer año de funcionamiento para evaluar el desempeño del instrumento en relación con las expectativas del programa Landsat. La conclusión final fue que ALI se reunió, o en muchos casos, superó el rendimiento del instrumento Landsat 7 ".

    ALI no solo logró una mayor resolución y calidad de imagen, también exhibió una mayor sensibilidad y rango dinámico, y se dio cuenta de una mayor precisión radiométrica. Es más, en comparación con el generador de imágenes Landsat, ALI pesaba solo unas tres cuartas partes del peso, ocupaba dos tercios del espacio, consumió una quinta parte de la energía, y cuesta mucho menos construir.

    El satélite EO-1 se lanzó el 21 de noviembre de 2000 de la Base de la Fuerza Aérea Vandenberg en California en una misión planificada de un año para recolectar 2, 000 imágenes de la Tierra. La nave espacial fue diseñada para funcionar durante un año más y transportó combustible suficiente durante otros cinco años. Sin embargo, EO-1 demostró ser un caballo de batalla. NASA, en colaboración con el Servicio Geológico de EE. UU., Oficina Nacional de Reconocimiento, Laboratorio de Investigaciones Navales, y la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica, operó EO-1 durante más de 15 años más allá de su vida útil prevista.

    ALI ha recolectado más de 90, 000 imágenes, muchos de los cuales fueron pioneros, como el primer mapeo de un flujo de lava desde el espacio y el primer seguimiento de la regeneración de un bosque amazónico visto desde el espacio. Durante su vida, ALI capturó muchas escenas dramáticas:representaciones de los depósitos de ceniza que dejaron los ataques al World Trade Center de 2001, inundaciones causadas por el huracán Katrina en 2005, y la erupción del volcán Momotombo en Nicaragua en diciembre de 2015, para nombrar unos pocos.

    En esta parte de un 21 de julio, 2002 escaneo de Nueva Orleans, la imagen se ha procesado en color para reflejar los datos recopilados de múltiples bandas, incluyendo infrarrojos, que se muestra como el rojo brillante. Crédito:NASA

    El papel del laboratorio Lincoln

    La participación del Laboratorio Lincoln en la misión EO-1 comenzó en enero de 1994. La NASA pidió al laboratorio que realizara un estudio para investigar el rápido desarrollo de una misión de imágenes terrestres de bajo costo que podría llenar el vacío en la recopilación de datos creado cuando la nave espacial Landsat 6 no logró lanzamiento. Las recomendaciones de esta investigación no se implementaron de inmediato, pero los hallazgos del estudio informaron el diseño posterior del sensor EO-1 y el concepto de misión. En la primavera de 1994, El Laboratorio Lincoln comenzó a trabajar con el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA para concebir una continuación de la misión de imágenes de la Tierra Landsat. Mayor colaboración en 1995 con el Programa Nuevo Milenio y SSG, Inc. llevó al diseño de ALI.

    El desarrollo de ALI fue un riguroso, programa de desarrollo que requiere mucho tiempo, fabricación, calibración del sistema, y pruebas previas al vuelo. "Un esfuerzo más significativo de Lincoln Lab fue el rediseño optomecánico de la estructura del telescopio utilizando tres piezas de Invar. La intención inicial de un proveedor externo era utilizar un diseño de carburo de silicio que descubrimos que no se podía implementar. En un período muy corto , para no comprometer un horario muy exigente, Vin Cerrati y Keith Doyle del [entonces] Optical Systems Engineering Group rediseñaron y analizaron la estructura para soportar de manera eficiente la óptica y el plano focal, "recuerda Steven Forman de la División de Ingeniería del laboratorio, que brindó apoyo de fabricación al equipo líder de I + D de la División Aeroespacial.

    Lincoln Laboratory entregó ALI a la NASA en 1999, y el sistema se integró en el satélite EO-1 en Swales Aerospace. Cinco días después del lanzamiento de EO-1 en 2000, ALI capturó sus primeras imágenes de tierra. Esas imágenes mostraban un detalle notable de Sutton, Alaska, una pequeña ciudad encajada en un valle oscuro. Más tarde ese día, 25 de noviembre ALI recopiló imágenes del este de la Antártida, la isla marshalesa de Roi-Namur, y el centro-norte de Australia.

    El impacto de ALI

    Uno de los objetivos de la demostración de ALI fue comparar sus imágenes con las del instrumento Landsat 7. Por lo tanto, El EO-1 se puso en órbita para seguir el Landsat 7 en un minuto, ya que completaba 14 órbitas cada día y repetía las recolecciones cada 16 días. La comparación de los resultados de ALI y Landsat en la obtención de imágenes de las mismas regiones en prácticamente los mismos tiempos confirmó que el nuevo generador de imágenes podría obtener imágenes de la Tierra con el mismo nivel de detalle (30 metros por píxel) que el sensor Landsat; sin embargo, El conjunto de sensores de ALI permitió una mayor nitidez, imágenes similares a fotografías una vez que los datos se procesaron en la estación terrestre.

    La imagen de banda pancromática de la ciudad de Sutton, Alaska, fue una de las primeras imágenes obtenidas a partir de datos de ALI durante su escaneo inaugural el 25 de noviembre, 2000. Crédito:NASA

    La combinación de opciones de diseño de ALI resultó en un sistema innovador. "El Advanced Land Imager empleó una nueva arquitectura que eliminó el espejo de escaneo Landsat e implementó nuevas tecnologías, como grande, matrices modulares de plano focal y ópticas de amplio campo de visión, "dice William Brown, jefe de la División Aeroespacial en el momento del desarrollo de ALI.

    Para reducir el diámetro óptico del sensor, y así su peso, Los investigadores del laboratorio aumentaron el número de detectores en la matriz del plano focal. Esta elección permitió un enfoque de "empujar la escoba" para escanear una amplia franja de la Tierra cada día. El sistema Landsat había empleado un sensor que recopilaba datos en un modo de "escoba batidora", es decir., usando una sola cámara que enfoca una sección estrecha de una escena. Un sensor de escoba batidor de este tipo es pesado y caro, que requieren grandes piezas móviles que son difíciles de estabilizar. "Al construir un plano focal que podría usarse como una 'escoba de empuje' para recopilar los datos mientras el satélite vuela a lo largo de la trayectoria terrestre, El equipo de ALI demostró que los datos necesarios se podían adquirir con un instrumento que no tuviera partes móviles. Este fue un avance tecnológico revolucionario. "dice Grant Stokes, jefe de la División de Tecnología y Sistemas Espaciales del laboratorio.

    Además, ALI utilizó detectores fabricados con diferentes materiales para permitir el uso de varias bandas espectrales para obtener imágenes completas de objetos y topografía. y el sistema de datos terrestres se automatizó para permitir a un operador adquirir y procesar rápidamente datos ALI.

    "La comprensión única del laboratorio de la tecnología de sensores y las necesidades de la misión permitió desarrollar una tecnología revolucionaria para el programa Landsat. EO-1 demostró tecnología en órbita que se transfirió a la industria para habilitar Landsat 8, "Dice Stokes. El instrumento Landsat 8, el Operational Land Imager, se basa en el diseño ALI y ha estado en órbita desde 2013, recopilar datos valiosos sobre las superficies de la Tierra en lo visible, infrarrojo cercano, y bandas infrarrojas de onda corta.

    Despedida

    Cuando, el 30 de marzo La operación de EO-1 terminó, La NASA había apagado el satélite agotando su combustible, detener todas las partes móviles, descargar la batería, y apagando el transmisor. La órbita de EO-1 se degradará lentamente y, en aproximadamente 39 años, EO-1 volverá a entrar en la atmósfera de la Tierra, donde se espera que se fragmente y luego se queme.

    EO-1 ha tenido una gran carrera. Cambió la forma en que la comunidad científica realiza y utiliza las mediciones espectrales, según Betsy Middleton, Científico del proyecto EO-1 en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA. EO-1 también ha validado nuevos conceptos y sistemas para misiones científicas, y nos ha ofrecido intrigantes, espectaculares vistas de la Tierra.

    Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un sitio popular que cubre noticias sobre la investigación del MIT, innovación y docencia.




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