Satelit pengamat Bumi

Satelit pengamat Bumi atau Satelit observasi Bumi atau Satelit Observasi adalah satelit yang dirancang khusus untuk mengamati Bumi dari orbit, mirip dengan satelit mata-mata tetapi ditujukan untuk penggunaan non-militer seperti pengawasan lingkungan, meteorologi, pembuatan peta, dll.
Banyak jenis observasi dapat dibuat dari satelit, termasuk pengintai militer, pemetaan medan, fotografi astronomi, inspeksi internasional, pengamatan awan, dan fotografi Bumi-berguna dalam ilmu bumi.
Pengamatan dapat dilakukan dengan berbagai cara, menggunakan sensor yang beroperasi di bagian yang berbeda dari spektrum elektromagnetik. Sensor pertama kali digunakan oleh manusia adalah mata telanjang. Berikutnya datang fotografi dengan kemampuannya untuk merekam dalam jumlah besar bentuk permanen dari informasi rinci. Kemudian disusul pengembangan radar pengintai, intersepsi elektronik, dan pengintaian inframerah.
Kebanyakan satelit observasi bumi membawa instrumen yang harus dioperasikan pada ketinggian yang relatif rendah. Ketinggian di bawah 500-600 kilometer yang pada umumnya dihindari, meskipun, karena gaya tarik air-drag udara yang signifikan pada ketinggian rendah sehingga sering membuat maneuvres seperti orbit reboost jadi diperlukan. Satelit pengamat Bumi ERS-1, ERS-2 dan Envisat dari European Space Agency serta pesawat ruang angkasa MetOp dari EUMETSAT semua dioperasikan pada ketinggian sekitar 800 km. Proba 1, Proba-2 dan pesawat ruang angkasa SMOS Badan Antariksa Eropa mengamati bumi dari ketinggian sekitar 700 km.
Untuk mendapatkan (hampir) cakupan global dengan orbit rendah satelit itu harus ditempatkan pada orbit polar atau mendekati. Sebuah orbit rendah akan memiliki periode orbit sekitar 100 menit dan bumi akan berputar di sekitar sumbu polar dengan sekitar 25 deg antara orbit secara berturut-turut, dengan hasil bahwa jalur darat yang bergeser ke arah barat dengan 25 deg di bujur. Kebanyakan berada di orbit matahari-sinkron.
Instrumen pesawat ruang angkasa yang membawa yang ketinggian 36000 km kadang-kadang cocok menggunakan orbit geostasioner. Orbit memungkinkan cakupan lebih dari 1/3 dari bumi. Tiga pesawat ruang angkasa geostasioner pada garis bujur dipisahkan dengan 120 deg dapat menutupi seluruh bumi kecuali daerah kutub ekstrem. Jenis orbit terutama digunakan untuk satelit meteorologi.

Cuaca

Sebuah satelit cuaca adalah jenis satelit yang terutama digunakan untuk memantau cuaca dan iklim bumi. Satelit ini merupakan satelit meteorologi, yang bagaimanapun, dapat melihat lebih dari awan dan sistem cuaca. Lampu-lampu kota, kejadian kebakaran, efek dari polusi, aurora, pasir dan badai debu, salju, pemetaan es, batas-batas arus laut, aliran energi, dll, jenis lain dari informasi lingkungan dikumpulkan dengan menggunakan satelit cuaca.
Citra satelit cuaca membantu dalam memantau awan abu vulkanik dari Gunung St Helens dan aktivitas dari gunung berapi lainnya seperti Gunung Etna. Asap dari kebakaran di Amerika Serikat bagian barat seperti Colorado dan Utah juga telah dimonitor.
El Niño Southern Oscillation dan dampaknya pada cuaca dipantau setiap hari dari citra satelit. Lubang ozon Antartika dipetakan dari data satelit cuaca. Secara kolektif, satelit cuaca diterbangkan oleh AS, Eropa, India, Cina, Rusia, dan Jepang memberikan pengamatan hampir terus menerus untuk memonitor cuaca global, yang digunakan melalui cahaya tampak dan sinar inframerah dari spektrum elektromagnetik.

Pemantauan lingkungan

Satelit lingkungan lainnya dapat membantu pemantauan lingkungan dengan mendeteksi perubahan vegetasi bumi, kandungan gas jejak atmosfer, laut wilayah suatu negara, warna laut, dan wilayah es. Dengan memonitor perubahan vegetasi dari waktu ke waktu, kekeringan dapat dipantau dengan membandingkan vegetasi suatu negara saat ini untuk waktu rata-rata jangka panjang. Sebagai contoh, tumpahan minyak 2002 di lepas pantai barat laut Spanyol diawasi dengan cermat oleh ENVISAT Eropa, yang meskipun bukan satelit cuaca, instrumen (ASAR) yang dapat melihat perubahan di permukaan laut. Emisi antropogenik dapat dipantau dengan mengevaluasi data NO2 dan SO2 di troposfer.
Jenis satelit hampir selalu ditempatkan di Sun sinkron dan merupakan suatu orbit "beku". Orbit sinkron matahari secara umum cukup dekat dengan kutub untuk mendapatkan cakupan global yang diinginkan sedangkan geometri relatif konstan dengan Matahari bagi sebagian besar dan merupakan keuntungan bagi instrumen. Orbit "beku" dipilih karena ini adalah yang paling dekat dengan orbit lingkaran yang mungkin dalam medan gravitasi Bumi

Pemetaan Indra jauh

Penginderaan jauh adalah ilmu untuk memperoleh informasi tentang suatu objek, daerah, atau fenomena melalui analisis data yang diperoleh dengan suatu alat tanpa kontak langsung dengan objek, daerah, atau fenomena yang dikaji (Lillesand dan Kiefer, 1997). Karakteristik dari objek dapat ditentukan berdasarkan radiasi elektromagnetik yang dipancarkan atau dipantulkan oleh objek tersebut dan terekam oleh sensor. Hal ini berarti, masing-masing objek mempunyai karakteristik pantulan atau pancaran elektromagnetik yang unik dan berbeda pada lingkungan yang berbeda (Murai, 1996). Sistem penginderaan jauh pasif (foto udara dan citra aster), yaitu sistem penginderaan jauh yang energinya dari matahari. Panjang gelombang yang digunakan oleh sistem pasif, tidak memiliki kemampuan menembus atmosfer yang dilaluinya, sehingga atmosfer ini dapat menyerab (absorp) dan menghamburkan (scatter) energi pantulan (reflektan) objek yang akan diterima oleh sensor (Lillesand dan Kiefer, 1997). Faktor inilah yang menyebabkan nilai reflektan objek yang diterima sensor tidak sesuai dengan nilai reflektan objek yang sebenarnya di bumi. Secara umum, konsep perekaman objek permukaan bumi pada sistem penginderaan jauh pasif .

Deskripsi

Satelit observasi bumi digunakan untuk mengamati permukaan bumi, permukaan laut, arus laut, awan, dll, dari ruang angkasa. Instrumen observasi dipasang pada satelit untuk tujuan penginderaan jauh. Ada waktu pengembangan yang relatif singkat untuk misi durasi jangka panjang. Setelah diluncurkan, ia memiliki keuntungan untuk dapat mengamati wilayah yang luas. Operasi instrumen dapat dengan mudah dilakukan dari konsol stasiun kontrol darat.
Masalah dengan penginderaan jauh berbasis satelit adalah sebagai berikut: waktu pengembangan yang panjang dari perencanaan operasi yang sebenarnya, investasi awal yang signifikan, risiko kegagalan peluncuran dan ketidakmampuan untuk memperbaiki satelit di ruang angkasa.

Perintah untuk satelit observasi Bumi (Command Processing)

Berbagai perintah dikirim ke subsistem satelit untuk tujuan observasi dan rumah tangga, untuk menentukan waktu dan lokasi untuk pengamatan dan untuk mempertahankan satelit dalam keadaan sehat. Ada tiga jenis perintah: perintah uplinked dari stasiun tanah, perintah disimpan dalam satelit dan dieksekusi pada waktu diprogram, dan perintah mandiri dieksekusi dalam kondisi satelit yang telah ditetapkan.

Image Data Transmission to the Ground (TLM (telemetry)):

Gambar dan data yang dihasilkan oleh rumah tangga instrumen dari satelit observasi bumi yang ditransmisikan dari satelit ke stasiun bumi dalam bentuk sinyal digital. Ada dua mode yang berbeda: modus realtime mentransmisikan data ke darat karena mereka sedang dihasilkan, dan modus non-realtime yang menyimpan data dalam perekam data dan mengirimkan ke tanah ketika satelit datang dalam lingkup stasiun tanah. Kisaran di mana satelit dan stasiun bumi dapat berkomunikasi adalah terbatas. Data yang dikumpulkan di luar kisaran tersebut akan dikirim ke tanah ketika satelit berada dalam jangkauan, di mana ia dapat berkomunikasi dengan darat.

Orbit Satelit Observasi

Satelit dikirim ke ruang angkasa oleh roket atau pesawat luar angkasa dan ditempatkan di rute penerbangan yang disebut "orbit". Secara umum, orbit satelit merupakan orbit elips, yang dimiliki bumi sebagai salah satu titik fokus nya. Sebuah orbit lingkaran, yang merupakan kasus khusus dari orbit elips, biasanya digunakan untuk satelit observasi bumi. Dalam hal ini, orbit ditentukan oleh enam parameter orbital: ketinggian dari tanah (ketinggian), sudut bidang orbit terhadap ekuator (kemiringan), waktu di mana orbit melintasi khatulistiwa dari selatan ke utara (ascending simpul ) dan sebagainya. Meskipun jumlah tak terbatas orbit teoretis ada, orbit geostasioner, orbit polar, dan orbit matahari-sinkron yang merupakan tiga jenis utama dari orbit paling sering digunakan untuk misi pengamatan bumi. Pemilihan orbit mempengaruhi daerah observasi, siklus, dan resolusi spasial dari satelit observasi bumi. Lintang maksimum daerah pengamatan ditentukan oleh kemiringan orbit. Siklus ditentukan oleh ketinggian orbit. Resolusi spasial menurun dengan meningkatnya ketinggian orbit satelit karena itu jauh dari target pengamatan di bumi.

Orbit Transisi dari Launch peluncuran ke Orbit geostasioner

Sebuah satelit yang diluncurkan dari darat perjalanan pertama di orbit elips disebut orbit transfer.
Pada langkah berikutnya, mesin pendorong puncaknya dipasang di satelit dinyalakan di apogee (titik yang terjauh dari bumi), dan satelit bergerak ke orbit setengah lingkaran disebut orbit drift, jari-jari yang merupakan jarak antara apogee dan pusat bumi.
Setelah ditempatkan ke dalam orbit drift, satelit itu akan mencapai orbit melingkar akhir.

Orbit geostasioner

Jika satelit berputar mengelilingi bumi dengan kecepatan yang sama seperti bumi berputar (yaitu periode orbit 24 jam), satelit dapat selalu dilihat di tempat yang sama dari tanah. Hal ini berguna untuk observasi konstan untuk satu tempat di bumi. Satelit cuaca "Himawari" adalah satelit jenis ini. Dalam hal ini, ketinggian orbit geostasioner sekitar 36.000 Km dan kecenderungan adalah 0 derajat (sejajar dengan khatulistiwa).

Orbit Polar (Hubungan dengan Observation Area)

Sebuah satelit di orbit kutub melewati tepat di atas Kutub Utara dan Kutub Selatan, dan kemiringan adalah 90 derajat. Jika kecenderungan orbit adalah x derajat, orbit diproyeksikan ke tanah dalam lintang +/- x derajat. Hal ini penting untuk memahami hubungan antara daerah observasi dan kecenderungan orbital. Hanya wilayah khatulistiwa dapat diamati ketika kecenderungan orbital adalah 0 derajat. Bidang belahan selatan dan utara antara khatulistiwa dan garis lintang 45 derajat dapat diamati ketika kecenderungan orbit 45 derajat. Akhirnya, seluruh permukaan bumi dapat diamati ketika kecenderungan orbit 90 derajat. Oleh karena itu, kecenderungan orbital perlu 90 derajat untuk mengamati permukaan bumi secara keseluruhan. Sebuah orbit sinkron matahari-adalah jenis orbit yang sudut bidang orbit terhadap matahari berubah. Jenis orbit sering digunakan untuk satelit observasi bumi sejak satelit muncul pada waktu setempat yang sama setiap hari pada setiap lokasi di tanah. Khas satelit observasi bumi seperti Landsat, Satellite Resources Bumi Jepang (JERS) dan SPOT semua bergulir di orbit matahari-sinkron.
Ini bukan pertanyaan untuk satelit geosynchronous karena selalu mengamati tempat yang sama. Bila menggunakan orbit polar, sangat penting untuk perencanaan pengamatan untuk mempertimbangkan berapa hari yang dibutuhkan untuk kembali ke lokasi pengamatan yang sama.
Ini adalah siklus kekambuhan. Siklus kekambuhan ditentukan oleh ketinggian orbit.

Pencitraan radar

Radar tradisional mengirimkan pulsa arah energi elektromagnetik dan mendeteksi keberadaan, posisi dan gerak suatu objek (seperti pesawat) dengan menganalisis bagian dari energi yang dipantulkan dari objek kembali ke stasiun radar. Pencitraan radar mencoba untuk membentuk gambar objek juga, dengan pemetaan koefisien hamburan elektromagnetik ke bidang dua dimensi. Objek dengan koefisien yang lebih tinggi ditugaskan indeks reflektif optik yang lebih tinggi, menciptakan gambar optik.

Pemetaan

Medan terrain dapat dipetakan dari ruang angkasa dengan menggunakan satelit, seperti RADARSAT-1 dan TerraSAR-X.