GMES
Global Monitoring for Environment and Security (GMES)" "eli Copernicus," "on Euroopan unionin ympäristötiedon palveluverkosto, joka yhdistää kaukokartoitussatelliittitietoa maanpinnalta tehtyihin havaintoihin.
Se on tarkoitettu käytettäväksi muun muassa EU:n ilmanlaadun seurannassa, ympäristönsuojelussa, hätätilan hallinnassa ja meriliikenteen valvonnassa EU:n sisä- ja ulkopuolella.
Järjestelmään kuuluvat sen puitteissa rakennettavat Euroopan komission ja ESAn yhdessä rahoittamat Sentinel 1, Sentinel 2,Sentinel 3, Sentinel 4, Sentinel 5, Sentinel 5 Precursor sekä Sentinel 6 (Jason CS) kaukokartoitussatelliitit. Järjestelmä ostaa kaukokartoituskuvamateriaalia myös muiden kaukokartoitussatelliiteilta.
Järjestelmän perustan luovat eurooppalaiset kaukokartoitustutkimuksen ja -havainnoinnin verkostot, jotka ovat aloittaneet Euroopan komission kuudennen ja seitsemännen tutkimuksen puiteohjelman projekteina.
Marraskuussa 2010 GMES:ästä tuli EU:n kaukokartoitusohjelma, jolla voi rahoittaa jatkuvaa toimintaa, eikä vain tutkimus- ja kehitystoimia. Ensimmäiselle kolmelle vuodelle budjetti oli 107 miljoonaa euroa. Vuonna 2013 ohjelman nimeksi vaihtui Copernicus Nikolai Kopernikuksen kunniaksi. Operatiivisen vaiheen alussa hankkeelle myönnettiin vuosille 2014–2020 massiivinen 3 786 miljoonan euron budjetti.
Vuoden 2014 alusta alkaen kyseiset verkostot alkavat toimia pysyvinä organisaatioina. Ne käsittelevät satelliittien ja muuten kerättävän maapallon, merien ja ilmakehän tilaa ja turvallisuutta koskettavan
mittausdatan.
GMES-hankkeen suurin tavoite ei liity satelliitteihin vaan niiden keräämän datan käsittelyyn. Satelliitit vievät suuren osan rahoituksesta, mutta tietojen käytön laajentaminen on tärkein tavoite. Tavoitteena on saada data jalostettua käytännön hyötyä antaviksi "lopputuotteiksi" nopeasti ja että aikanaan ko. "lopputuotteet" olisivat likimain reaaliajassa käytettävissä. Näitä palveluita kehitettiin seitsemännen puiteohjelman tutkimusprojekteissa vuosina 2007–2013.
Tutkimusprojektit ovat Euroopan komission kuudennen (2002–2006) ja seitsemännen tutkimuksen puiteohjelman (2007–2013) hakujen luomia useiden maiden konsortioprojekteja. ESAn puolella on vastaavana aikana ollut käynnissä GMES Service Element -ohjelma, jota on jatkettiin vuoteen 2011. Sen jälkeen EU hoitaa satelliittikaukokartoituksen tutkimuksen ja operatiivisen toiminnan ja ESA keskittyy tieteellisen kaukokartoituksen satelliittien kehitykseen.GMESin ESAn ja EU:n yhteisrahoitteiset viisi satelliittiprojektia kantavat nimeä Sentinel, joka on suomeksi vartiosotilas. Tämä termi kuten esimerkiksi nimet (LISA) Pathfinder (suunnistaja) ja (Aurora) Flagship (lippulaiva) ovat ESA:n 2000-luvun alussa valitsemia termejä missioilleen, jotka on suoraan kopioitu suoraan yhdysvaltalaisesta avaruuspoliittisesta sanastosta, joka puolestaan on lainannut Yhdysvaltain 1800-luvun maaseutuun ja myöhempiin sotiin liittyviä avainsanoja.
Satelliitteja ei ole tarkoitus tehdä yksin kappalein vaan synnyttää satelliittiperhe, jossa samankaltaisia mutta aika ajoin uudistettuja satelliitteja valmistetaan vuosikymmenien ajan. Tällöin niiden tehtävä ei enää ole tieteellistä tutkimusta vaan operatiivista seurantaa.
ESA ja EU toteuttavat viisi "GMES Sentinel" -satelliittimissiota seuraavien 10 vuoden aikana. Vuoden 2006 loppuun mennessä Euroopan Komissio on päättänyt omasta tutkimuksen 7. puiteohjelmasta tulevasta rahoitusosuudestaan. Satelliitit maksavat muutamia satoja miljoonia euroja kappale. Komissio panostaa noin 650-700 miljoonaa euroa Sentinel 1-3-satelliittien kehitykseen vuosina 2007-2013. Se on noin 50% satelliittien suunnittelu- ja valmistuskustannuksista. Lopun rahoittaa ESA. Kesäkuussa 2010 ESA ilmoitti Sentinel-satelliittien rakentamisessa olevan 600 miljoonan dollarin rahoitusvaje, joka voi merkitä kustannusylityksiä tai voi johtua satelliittien suuremmasta määrästä (Sentinel A- ja B-satelliitit, kun alun perin näin ei ilmeisesti ollut tarkoitus).
Ensimmäisenä Sentinel-satelliittisarjoista alkoi Sentinel-1-tutkasatelliitin suunnittelu ja valmistus. Se on kuvaava tutkasatelliitti.
Sentinel 1 jatkaa ESAn ERS-1, ERS-2 ja ENVISAT-tutkasatelliittien sarjaa. Sen SAR-tutka toimii C-taajuuskaistalla (5,405 GHz, polarisaatiot: HH, HV, VH, VV) ja tekee interferometristä mittausta (jahka satelliitteja on taivaalla useampia). SAR-tutkan kuvausalan leveys on eri toimintamoodeissa 80–400 km paikkaresoluution ollessa parhaimmillaan 5 m x 5 m ja alimmillaan 25 m x 100 m. Se voi tarkentaa ottamaan 20 km x 20 km kuvia. SAR-tutkan toteuttaa saksalainen EADS Astrium GmbH.
Satelliitti on kolmiakselistabiloitu. Massa on 2300 kg, josta 130 kg on ajoainetta. Aurinkopaneelit tuottavat sähkötehoa 4800 W ja paristojen kapasiteetti in 324 Ah. Aluksen muistikapasiteetti on 900 gigabittiä ja tiedonsiirtokapasiteetti 600 Mb/s.
Sentinel 1:t laukaistaan Sojuz-kantoraketilla, mutta voidaan laukaista myös Zenit-kantoraketilla.
Sentinel 1:n tehtäviin kuuluu
Sentinel 1 -satelliitin nominaalinen toiminta-aika on seitsemän vuotta ja siinä on ajoainetta 12 vuoden toimintaa varten. Se lentää aurinkosynkroonisella 693 km korkealla kiertoradalla (inklinaatio on 98,18 astetta). Se palaa maanpinnan suhteen samalle radalle 12 vuorokauden välein, jossa välissä se kiertää maan 175 kertaa. Alus voi toimia ainakin 96 tuntia ilman maa-aseman apukomentoja. Se joutuu enintään 19 minuutiksi maan varjoon, joka on etu sen sähköjärjestelmän suunnittelun kannalta.
Sentinel 1:n varsinainen suunnittelu ja valmistus alkoi tammikuussa 2007 ESAn puitteissa. 19. syyskuuta 2007 ESA ja Thales Alenia Space solmivat arvoltaan 307 miljoonan euron kokoisen sopimuksen Sentinel 1 -satelliitin valmistamisesta.
Ensilaukaisun piti tapahtua joulukuussa 2012, joka on noin vuotta myöhemmin kuin alussa arvioitiin. Lopulta ensimmäinen Sentinel 1 laukaistiin 2014. Toinen Sentinel 1B laukaistiin 2016, minkä myötä Sentinel 1 -satelliitit kiertävät Maata samalla radalla mutta 180 astetta eri kohdassa eli toisiinsa nähden vastakkaisilla muolilla Maata.
Vuoteen 2020 mennessä ESA haluaisi rakentaa 3-4 tällaista satelliittia. ESA ja Thales Alenia Space solmivat maaliskuun puolivälissä 2010 sopimuksen toisen Sentinel 1 (Sentinel 1B) ja Sentinel 3 (Sentinel 3B) -satelliitin valmistuksesta yhteensä 270 miljoonan euron hintaan. Suomalainen DA-Design Oy toteuttaa osan Sentinel 1A ja Sentinel 1B -satelliittien SAR-tutkien komponenteista perustuen yrityksen saamaan kokemukseen mm. Saksan TerraSAR-X-satelliitista. Kolmas Sentinel 1 -satelliitti laukaistaan vuonna 2018. Sitä seuraava satelliitti laukaistaan vuonna 2021 ja myöhemmät sitä mukaa kuin avaruudessa toimivien satelliittien toiminta-aika umpeutuu.
Sentinel 1A laukaistiin Sojuzilla Kourousta 3. huhtikuuta 2014.
Sentinel 1B laukaistiin Sojuzilla Kourousta 25. huhtikuuta 2016. Samalla laukaisulla laukaistiin neljä muuta satelliittia, joista kolme on pieniä nanosatelliitteja ja yksi jääkaapin kokoinen tutkimuslaite.
Sentinel 2 on optisen alueen kaukokartoitussatelliitti.
Eräässä mielessä se korvaa NASAn Landsatin ja jatkaa CNESin SPOT-satelliittien sarjaa. Satelliitti kuvaa maanpintaa 13 kanavalla (multispektraalikuvaus). Sen kuvauksen epätarkkuus on 10, 20 ja 60 metriä riippuen kuvausmoodista. Kohteina kaupungit, metsät, pellot jne. Kahdella satelliitilla sama paikka kuvataan joka kuudes päivä.
Alkuperäisessä suunnitelmassa ensimmäinen Sentinel 2 -satelliitti laukaistaan vuonna 2013, toinen vuonna 2016, kolmas vuonna 2019 ja niitä seuraavat alkaen vuonna 2022.
Maaliskuussa 2010 ESA solmi 105 miljoonan euron sopimuksen EADS Astriumin kanssa Sentinel 2B -satelliitin valmistuksesta.
Patria toimittaa Sentinel-2 satelliitteihin Remote Interface Unitit, jotka ohjaavat mm. asennonsäätöön liittyviä komponentteja.
Sentinel 2A piti laukaista vuonna 2013 venäläisellä Rockot-kantoraketilla.. Laukaisu siirtyi vuodelle 2014 ja edelleen vuodelle 2015. Sentinel 2A laukaistiin lopulta kesäkuussa 2015 Vega-raketilla Guyanan avaruuskeskuksesta ja viikon sisään voitiin ottaa ensimmäiset kuvat. Kameralaitteistojen kalibrointivaihe kestää noin kolme kuukautta ennen varsinaisten havaintojen aloittamista.
Kolmas Sentinel-satelliitti on meriä tutkiva satelliitti. Se laukaistiin helmikuussa 2016 Plesetskin kosmodromista. Satelliitin pääinstrumentin altimetri (kuten esimerkiksi TOPEX/Poseidon ja Jason-satelliitit). Satelliitti kuvaa meren "väriä" optisilla ja infrapuna-alueen radiometreillä. Se mittaa meren pintalämpötilaa. Instrumentit:
Mittauksen tarkkuus on 300 metriä.
Ensimmäinen satelliitti laukaistaan vuonna 2013 ja toinen vuonna 2017. ESA ja Thales Alenia Space solmivat maaliskuun puolivälissä 2010 sopimuksen toisen Sentinel 1 ja Sentinel 3 -satelliitin valmistuksesta yhteensä 270 miljoonan euron hintaan. Patria rakentaa Sentinel 3A ja Sentinel 3B -satelliittien aurinkopaneeleiden hiilikuiturakenteet. Kolmas satelliitti laukaistaan vuonna 2023 ja sitä seuraava vuonna 2023.
Sentinel 3A piti laukaista vuonna 2013 venäläisellä Rockot-kantoraketilla. Laukaisu tehdään 16. maaliskuuta 2016 Kazakstanista. Sentinel 3B lentää vuonna 2017.
Sentinel 4 ei ole satelliitti, vaan se on EUMETSATin MTG Sounder-sääsatelliitin laite, joka mittaa ilmakehän kemiaa geosynkroniselta kiertoradalta. Sen pääurakoitsija on Astrium GmbH, joka toteuttaa laitteet 150 miljoonan euron hintaan.
Ensimmäinen MTG-satelliitti laukaistaan vuonna 2019. EU rahoittaa siihen Sentinel 4 -instrumentin ja itse MTG-sääsatelliitin kehittävät ESA ja EUMETSAT nimellä Meteosat Third Generation, jonka kehitystyö on alkanut ESAn puitteissa vuonna 2008. Myöhempien MTG-satelliittien mukana Sentinel 4 -laite lentää vuonna 2024 ja 2031 (tai vuonna 2027 riippuen lähteistä).
Sentinel 5 ei ole satelliitti, vaan mittalaite, joka lentää EUMETSATin Post-EPS-sääsatelliitin, joka mittaa ilmakehää matalalta naparadalta, mukana.
Post-EPS on EUMETSATin Metop-satelliittien seuraaja. Ensimmäinen satelliitti laukaistaan vuonna 2019, seuraava vuonna 2026 ja sitä seuraava vuonna 2032.
Sentinel 5/Post-EPS-sääsatelliittia varten on ESAssa aloitettu Sentinel 5 Precursor -satelliittiprojekti, joka on Hollannin avaruusjärjestön NIVRin ja ESAn yhteisrahoitteinen. EU on liittynyt sen rahoittajiin.
Sentinel 5 Precursor -satelliitti lentää vuonna 2015 kuljettaen TROPOMI-otsoni-instrumenttia, joka perustuu NASAn EOS-Aura-satelliitilla lentävään OMI-otsoni-instrumenttiin. TROPOMIn tuleva käyttäjä on KNMI ja kehittäjä TNO-tutkimuslaitos.
Suomessa TROPOMIn tiedekäyttäjä on Ilmatieteen laitos.
Jason Cryosat tai Jason Continuous Service lisäys alkuperäiseen GMES Sentinel-ohjelmaan. Se on ESAn toteuttaman Cryosat-satelliitin jatkomissio ja Ranskan CNESin ja Yhdysvaltain NASAn Jason-satelliittien jatkomissio.
Se mittaa merta ja merijäätä.
Ensimmäinen satelliitti laukaistaan vuonna 2017.