在1972年一個溫暖的七月天，NASA發(fā)射了地球資源技術(shù)衛(wèi)星–一個新的地球成像衛(wèi)星?！癊RTS”是后來NASA和美國地質(zhì)調(diào)查局(USGS)的Landsat項目的第一顆衛(wèi)星，這是一項雄心勃勃的努力，目標(biāo)是從太空中記錄整個地球。

第一顆Landsat衛(wèi)星相當(dāng)成功，進而引發(fā)了一系列的衛(wèi)星發(fā)射，這創(chuàng)造了從空間視角看地球表面的最長的連續(xù)記錄。事實上，50年后的今天，它仍在繼續(xù)增長。

NASA戈達德太空飛行中心地球科學(xué)部榮譽主任Jim Irons說道：“早期的Landsat衛(wèi)星徹底改變了我們從太空觀察地球的方式?！?/p>

自開始以來，陸地衛(wèi)星已經(jīng)積累了超1000萬張圖像。這些圖像也稱為場景顯示了當(dāng)前土地和海岸的快照。然而當(dāng)跟過去幾年的圖像配對時，它們也揭示了時間的變化。這包括冰川的慢慢消失和城市空間在景觀上的蔓延。

這些場景和時間序列在全球有廣泛的有用的應(yīng)用。生態(tài)學(xué)家用它們來確定森林砍伐的程度；水文學(xué)家用它們來跟蹤河流的變化；農(nóng)民和農(nóng)業(yè)組織用它們來分析作物的健康。

在Landsat的五十年間，有八顆不同的Landsat衛(wèi)星在地球上運行。目前，有三顆衛(wèi)星–Landsat 7、8和9繼續(xù)從太空收集全球觀測數(shù)據(jù)。Landsat 9是其中最新的一顆，于2021年秋天進入軌道。雖然Landsat 9跟它的前輩有相似之處，但自該計劃開始以來，Landsat衛(wèi)星的設(shè)計已經(jīng)發(fā)生了巨大變化。

早期

前兩顆Landsat衛(wèi)星能看到四個光譜帶或光的波長：紅色和綠色的可見光及兩個近紅外帶。近紅外線使衛(wèi)星能將植被跟其他土地覆蓋物區(qū)分開來并評估植物的健康狀況，而可見光波段則將明亮的表面如雪、沙漠和云跟黑暗的表面如水區(qū)分開來。每個場景包括一個大約115英里的方形區(qū)域。

從第一批陸地衛(wèi)星傳輸?shù)降厍虻臄?shù)據(jù)被記錄在磁帶上，跟音樂磁帶的基本技術(shù)相同–但大得多。在前三顆陸地衛(wèi)星上飛行的笨重的寬帶錄像帶記錄器，每個都有1,800英尺的磁帶，每個重達76磅。

根據(jù)這些數(shù)據(jù)，科學(xué)家們生成并打印出了攝影圖像。這些照片提供了一個地區(qū)的總體空間視角，但在計算機算法幫助科學(xué)家和資源管理人員更有效地識別它們所代表的土地覆蓋類別之后數(shù)據(jù)的真正力量才得以體現(xiàn)。打印機吐出帶有字母、數(shù)字和符號組合的紙質(zhì)地圖，其中每個字符代表一個土地覆蓋類別如森林或耕地。

Irons說道：“你可以拿出彩色鉛筆或魔術(shù)筆，給不同的字符上色，每個字符都有自己的顏色。這將給你一個早期版本的彩色編碼的土地覆蓋圖?！?/p>

追溯到該計劃的開始，戈達德一直是NASA的大地衛(wèi)星之家。Irons曾擔(dān)任Landsat 7的副項目科學(xué)家和Landsat 8的項目科學(xué)家，其幫助進一步塑造該計劃并在衛(wèi)星的發(fā)展中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。在他為Landsat工作的43年中，他目睹了這些衛(wèi)星成長為今天的樣子。

Irons稱，80年代和90年代的Landsat數(shù)據(jù)對許多項目至關(guān)重要，如了解雨林中樹木的損失程度。同樣，Landsat 9在戈達德的項目科學(xué)家Chris Neigh使用時間序列來觀察北方森林緩慢向北爬行的情況，因為這些樹木在應(yīng)對全球變暖時逐漸向極地移動。Neigh補充道，Landsat數(shù)據(jù)的悠久血統(tǒng)對這種研究至關(guān)重要：很少有其他記錄可以參考也沒有如此全面的記錄。

21世紀(jì)20年代：免費訪問陸地衛(wèi)星檔案

在Landsat 6發(fā)射失敗后，Landsat 7于1999年成功登場，其配備了一個改進的儀器。NASA在發(fā)射Landsat 7和Landsat 8之間考慮了七年并試圖決定如何推進該計劃，然后開始另一個七年的建造和發(fā)射下一顆衛(wèi)星的過程。

在這段時間里，圖像管理從商業(yè)供應(yīng)商回到了USGS，該局在2008年免費提供了整個Landsat的檔案資料。對圖像的要求急劇上升。2020年，Landsat的全部下載量超過了1億且這個數(shù)字還在繼續(xù)上升。

隨著Landsat的不斷轉(zhuǎn)變，使用它的人和項目也在不斷增加。美國農(nóng)業(yè)部依靠Landsat來指導(dǎo)農(nóng)民的澆灌方法和土地管理；氣候科學(xué)家觀察冰川隨著溫度的升高而退縮；在遭受干旱的西部，水資源管理者利用它們來監(jiān)測水庫水位。

Landsat的下一次冒險

隨著數(shù)據(jù)用戶群體的不斷壯大，科學(xué)家和工程師已經(jīng)開始期待下一次任務(wù)。NASA和USGS正在為Landsat的下一次迭代開發(fā)方案–目前稱為Landsat Next。

Irons表示，雖然Landsat在太空中的眼睛為了解我們不斷變化的星球提供了新的機會，但看到地球的簡單敬畏感有時會被遺忘。

“我們不可能都成為宇航員，”Irons說道，“但如果我們看一下大地衛(wèi)星的圖像，我們就可以理解如果我們在太空中圍繞地球運行時地球會是什么樣子。”