GMES Sentinel

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun

GMES on Euroopan unionin kaukokartoitusohjelma, jota ESA tukee satelliittitekniikan osalta. Nimensä Global Monitoring of Environment and Security mukaisesti hankkeessa pyritään satelliittien avulla tarkkailemaan ympäristöä ja turvallisuutta globaalisti. Euroopan komission DG ENT-pääosasto muutti 2008 GMES-akronyyminimen muotoon Kopernikus, mutta sittemmin tätä nimeä on käytetty vähemmin, koska saksalainen kirjoitusasu ei ollut kaikille EU-maille mieleen.

Sentinelit ovat GMES-ohjelman ne satelliitit, jotka ovat Euroopan komission ja ESAn yhdessä rahoittamia. GMES-järjestelmä ostaa kaukokartoitussatelliittien myös muiden satelliittien keräämää dataan (Data Access-ostot v. 2009 alkaen).

Satelliitit[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

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 [1], joka voi merkitä kustannusylityksiä tai voi johtua satelliittien suuremmasta määrästä (Sentinel A- ja B-satelliitit, kun alun perin näin ei ilmeisesti ollut tarkoitus).

Sentinel 1[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Ensimmäisenä Sentinel-satelliittisarjoista alkoi Sentinel-1-tutkasatelliitin suunnittelu ja valmistus. Se on kuvaava tutkasatelliitti.

Se 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. Suomalainen DA-Design Oy on merkittävässä roolissa tutkan komponenttien toteuttamisessa.

Sen tehtäviin kuuluu

  • merijään ja arktisen kalotin ympäristön seuranta
  • merien tilan seuranta
  • maan nousu
  • metsien, järvien ja maanpinnan, ml. maatilojen pellot, seuranta
  • kartta-aineston keruu luonnononnettomuusalueilta ja kriisialueilta

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.

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.

Satelliitti on kolmiakselistabiloitu. Sen massa on 2300 kg, josta 130 kg on ajoainetta. Se tuottaa sähkötehoa 4800 W ja sen paristojen kapasiteetti in 324 Ah. Aluksen muistikapasiteetti in 900 gigabittiä. Sen tiedonsiirtokapasiteetti on 600 Mb/s.

Se laukaistaan Sojuz-kantoraketilla. Se voidaan laukaista myös Zenit-kantoraketilla. Laukaisun piti tapahtua joulukuussa 2012, joka on noin vuotta myöhemmin kuin alussa arvioitiin. [2] Kesällä 2012 uskotaan satelliitin laukaisun tapahtuvan vuoden 2013 aikana. [3] Laukaisu tapahtuu aikaisintaan marraskuussa 2013. Sisaralus Sentinel 1 B lentää vuonna 2015.

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.[4] Suomalainen DA-Design Oy toteuttaa osan Sentinel 1A ja Sentinel 1B -satelliittien SAR-tutkien komponenteista perustuen yrityksen saamaan kokemukseen mm. Saksan TerraSAR-X-satelliitista. Sentinel 1B laukaistaan vuonna 2015 ja kolmas Sentinel 1 -satelliitti vuonna 2018. Sitä seuraava satelliitti laukaistaan vuonna 2021 ja myöhemmät sitä mukaa kuin avaruudessa toimivien satelliittien toiminta-aika umpeutuu.[5]

Sentinel 2[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Toinen Sentinel-satelliitti 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.

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.[6]

Sentinel 2A piti laukaista vuonna 2013 venäläisellä Rockot-kantoraketilla. [7]. Laukaisu on siirtynyt vuodelle 2014 ja Sentinel 2B lentää vuonna 2016.

Patria toimittaa Sentinel-2 satelliittehin Remote Interface Unitit, jotka ohjaavat mm. asennonsäätöön liittyviä komponentteja.

Sentinel 3[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Kolmas Sentinel-satelliitti on meriä tutkiva satelliitti.

Satelliitin pääinstrumentin altimetri (kuten esimerkiksi TOPEX/Poseidon ja Jason-satelliitit). Satelliitti kuvaa meren "väriä" optisilla ja infrapuna-alueen radiometreillä. Se mittaa meren pintalämpötilaa. Instrumentit

  • SLST, Sea and Land Surface Temperature -radiometri mittaa pintalämpötilaa
  • OCLI; Ocean and Land Colour Instrument -instrumentti, mittaa meren klorofyllin määrää ja maapeitteen kasvustoa
  • RA, Radar Altimeter, tutkakorkeusmittari, mittaa merenpinnan korkeutta

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.[4] Patria rakentaa Sentinel 3A ja Sentinel 3B -satelliittien aurinkopaneleiden hiilikuiturakenteet. Kolmas satelliitti laukaistaan vuonna 2023 ja sitä seuraava vuonna 2023.

Sentinel 3A piti laukaista vuonna 2013 venäläisellä Rockot-kantoraketilla. [8] Laukaisu tehdään vuonna 2014 ja Sentinel 3B lentää vuonna 2017.

Sentinel 4[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

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 totauttaa laitteet 150 miljoonan euron hintaan. [9]

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[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

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 Precursor[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

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. [10] [11] [12]

Suomessa TROPOMIn tiedekäyttäjä on Ilmatieteen laitos. [13]

Jason CS[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

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.[14]

Viitteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Aiheesta muualla[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]