Sentinel-sarja

Sentinel on eurooppalainen sarja kaukokartoitussatelliitteja, jonka satelliitit ovat kuvanneet Maan pintaa vuodesta 2014. Sarjaan kuuluvat satelliitit ovat osa Copernicus-ohjelmaa, jossa ne muodostavat sen avaruuskomponentin. Sentinel-sarjan satelliiteista kahdeksan on jo laukaistu ja toiminnassa (Sentinel-1A/B, Sentinel-2A/B, Sentinel-3A/B, Sentinel-5P, Sentinel-6 Michael Freilich).

Satelliitteja ei ole tarkoitus tehdä yksin kappalein vaan synnyttää satelliittiperhe, jossa samankaltaisia mutta aika ajoin uudistettuja satelliitteja valmistetaan vuosikymmenien ajan. ESA ja EU toteuttavat kuusi Sentinel-satelliittimissiota vuosina 2014–2030. Sentinel-sarjan jatkuvuus mahdollistaa pitkän aikavälin operatiivisen ympäristönseurannan.

Satelliitit

Sentinel-1 

Ensimmäisenä Sentinel-satelliittimissioista alkoi Sentinel-1-tutkasatelliitin suunnittelu ja valmistus. Sentinel-1 on kuvaava tutkasatelliitti. Sentinel-1A laukaistiin Sojuzilla Kourousta 3. huhtikuuta 2014, ja Sentinel-1B laukaistiin Sojuzilla Kourousta 25. huhtikuuta 2016.

Sentinel-1 jatkaa ESAn ERS-1, ERS-2 ja ENVISAT-tutkasatelliittien sarjaa. Sen synteettisen apertuurin tutka (SAR) toimii C-taajuuskaistalla (5,405 GHz, vaaka-, pysty- ja ristipolarisaatiot). SAR-tutkan kuvausalan leveys on eri toimintamoodeissa 80 km – 400 km maastoerotuskyvyn ollessa parhaimmillaan 5 m x 5 m ja alimmillaan 25 m x 100 m. SAR-tutkan toteutti saksalainen EADS Astrium GmbH.

Satelliitti on kolmiakselistabiloitu. Yksittäisen Sentinel-1 -satelliitin massa on 2 300 kg, josta 130 kg on ajoainetta. Aurinkopaneelit tuottavat sähkötehoa 4 800 W, ja paristojen kapasiteetti in 324 Ah. Satelliitin muistikapasiteetti on 900 gigabittiä ja tiedonsiirtokapasiteetti 600 Mb/s.

Sentinel-1:n tehtäviin kuuluu

 merijään ja arktisen kalotin ympäristön seuranta,
 merien tilan seuranta,
 maan nousu,
 metsien, järvien ja maanpinnan (ml. pellot) seuranta ja
 kartta-aineiston keruu luonnononnettomuusalueilta ja kriisialueilta.

Sentinel-1 -satelliitin nimellinen toiminta-aika on seitsemän vuotta, ja siinä on ajoainetta 12 vuoden toimintaa varten. Se lentää aurinkosynkronisella 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. Satelliitti voi toimia ainakin 96 tuntia ilman maa-aseman apukomentoja. Se joutuu enintään 19 minuutiksi Maan varjoon.

Sentinel-1:n varsinainen suunnittelu ja valmistus alkoi tammikuussa 2007. 18. syyskuuta 2007 ESA ja Thales Alenia Space solmivat arvoltaan 229 miljoonan euron sopimuksen Sentinel-1 -satelliitin valmistamisesta.

Ensilaukaisun piti tapahtua vuonna 2011. Lopulta ensimmäinen Sentinel-1 (Sentinel-1A) laukaistiin 2014. Sen sisarsatelliitti Sentinel-1B laukaistiin 2016, minkä myötä Sentinel-1 -satelliitit kiertävät Maata samalla radalla mutta 180 astetta eri kohdassa eli toisiinsa nähden vastakkaisilla puolilla Maata.

Sentinel-1-konstellaatiota voidaan täydentää myös Sentinel-1C- ja Sentinel-1D-satelliiteilla vuoteen 2030 mennessä, mikäli avaruudessa toimivien satelliittien toiminta-aika umpeutuu.

Sentinel-2 

Sentinel-2 on optinen kaukokartoitussatelliitti. Eräässä mielessä se korvaa NASAn Landsatin ja jatkaa CNESin SPOT-satelliittien sarjaa. Sentinel-2 sisältää MSI-instrumentin (MultiSpectral Instrument), joka kuvaa maanpintaa 13 spektrikanavalla. Kanavista neljä keskittyy näkyvään valoon, viisi lähi-infrapunaan ja neljä lyhytaaltoiseen infrapunaan. Sen maastoerotuskyky on 10, 20 tai 60 metriä riippuen kanavasta. Sentinel-2-satelliitit kuvaavat keskileveysasteilla saman paikan 2–3 päivän välein.

Keväällä 2008 ESA solmi EADS Astriumin kanssa sopimuksen Sentinel-2A -satelliitin valmistuksesta. Keväällä 2010 Astrium sai ESAlta myös Sentinel 2B -satelliitin valmistussopimuksen. Sopimussummat olivat yhteensä 323 miljoonaa euroa.

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. Sentinel-2B laukaistiin Vega-raketilla Guyanasta 7. maaliskuuta 2017.

Sentinel-2-perheeseen kuuluu myös kaksi suunnitteilla olevaa satelliittia, Sentinel-2C ja Sentinel-2D, joiden laukaisu tapahtuu aikaisintaan vuonna 2021.

Sentinel-3 

Kolmas Sentinel-satelliitti mittaa meren pintalämpötilaa, maan ja veden väriä sekä merenpinnan korkeutta. 

Sentinel-3:n instrumentit ovat

 SLST (Sea and Land Surface Temperature) -radiometri, joka mittaa pintalämpötilaa,
 OLCI (Ocean and Land Colour Instrument) -instrumentti, jolla voi esimerkiksi mitata meren pintaveden klorofyllipitoisuutta ja maanpeitteen kasvustoa. OLCI on tarkoitettu ENVISAT MERIS -satelliitti-instrumentin seuraajaksi.
 RA (Radar Altimeter) -satelliittialtimetri, joka mittaa merenpinnan korkeutta (samaan tapaan kuin Nasan ja CNESin TOPEX/Poseidon ja Jason-1).

OLCI-instrumentin spektrikanavien maastoerotuskyky on 300 metriä.

Ensimmäinen Sentinel-3 (Sentinel-3A) laukaistiin helmikuussa 2016 venäläisellä Rockot-kantoraketilla Plesetskin avaruuskeskuksesta ja toinen (Sentinel-3B) huhtikuussa 2018. Sentinel-3-satelliittien rakennuttaja on Thales Alenia Space.

Sentinel-4 
Sentinel-4 ei ole satelliitti, vaan se on EUMETSATin Meteosat Third Generation Sounder-sääsatelliitin laite, joka mittaa ilmakehän kemiaa geostationaariselta kiertoradalta. Sentinel-4:n on tarkoitus havainnoida ilmanlaatua, erityisesti otsonin, typpidioksidin, rikkidioksidin ja formaldehydin pitoisuutta ilmakehässä, sekä aerosolien optista paksuutta.

Instrumentin pääurakoitsija on Astrium GmbH, joka toteuttaa laitteet 150 miljoonan euron hintaan.

MTG-S-satelliitti on tarkoitus laukaista vuonna 2023.

Sentinel-5 
Sentinel-5 ei ole satelliitti, vaan mittalaite, joka lentää EUMETSATin MetOp-SG A -sääsatelliitin mukana. Sen on tarkoitus mitata ilmanlaatua ja ilmakehän koostumuksen ja ilmaston välistä suhdetta. Pääasialliset tuotteet ovat otsoni, typpidioksidi, rikkidioksidi, formaldehydi, hiilimonoksidi, metaani ja aerosolien optinen paksuus.

MetOp-SG A1 on tarkoitus laukaista vuonna 2022.

Sentinel-5P (Precursor) 
Sentinel 5-satelliittia varten on ESAssa aloitettu Sentinel 5P (Precursor) -satelliittiprojekti, joka on Hollannin avaruusjärjestön NIVRin ja ESAn yhteisrahoitteinen. EU on liittynyt sen rahoittajiin. Satelliitin tuottaa Astrium Ltd.

Sentinel 5P-satelliitti laukaistiin lokakuussa 2017 Plesetskin avaruuskeskuksesta. Sen kyydissä on TROPOMI-instrumentti (Tropospheric Monitoring), joka tuottaa datatuotteita otsonin, rikkidioksidin, typpidioksidin, hiilimonoksidin, formaldehydin ja metaanin pitoisuuksista sekä ilmakehän aerosolien ominaisuuksista. Aineistoa on käytetty esimerkiksi metsäpalojen tuottamien ilmansaasteiden tarkkailuun.

Sentinel-6 
Sentinel-6 on lisäys alkuperäiseen Sentinel-ohjelmaan. Se on ESAn Cryosat 2 -satelliitin jatkomissio ja Ranskan CNESin ja Yhdysvaltain NASAn Jason-satelliittien jatkomissio. Sentinel-6:n pääinstrumentti on merenpinnan korkeutta mittaava satelliittialtimetri (POSEIDON-4). Lisäksi sen kyydissä on radiometri, jonka avulla voidaan mitata tutkamittauksiin vaikuttavan vesihöyryn pitoisuutta ilmakehässä (AMR-C).

Sentinel-6-ohjelman ensimmäinen satelliitti, Michael Freilich, laukaistiin 21. marraskuuta 2020. Satelliitin aiempia työnimiä olivat mm. Jason-CS A ja Sentinel-6A, mutta se sai lopulta nimensä NASAn entisen geotieteiden jaoston johtajan Michael H. Freilichin mukaan. Freilich oli kuollut haimasyöpään 5. elokuuta 2020. Ohjelman toinen satelliitti, Sentinel-6B, laukaistaan noin vuonna 2025.

Lähteet

Aiheesta muualla 

 ESA Sentinel Online 
 Copernicus Open Access Hub 
 Sentinel Hub EO Browser

Kaukokartoitussatelliitit
Euroopan unionin avaruusohjelma