Mengamati Bumi untuk Meningkatkan Pemahaman tentang Iklim, Cuaca, Tanah, dan Atmosfer
Status
Aktif
Sejarah program
Biaya
$33 Miliar USD
Earth Observing System (EOS) adalah program NASA yang terdiri dari serangkaian misi peluncuran satelit buatan dan instrumen ilmiah di orbitBumi yang dirancang untuk pengamatan global jangka panjang dari permukaan tanah, biosfer, atmosfer, dan lautan. Sejak awal 1970-an, NASA telah mengembangkan Sistem Pengamatan Bumi, meluncurkan serangkaian satelit LANDSAT dalam beberapa dekade ini. Beberapa yang pertama termasuk pencitraan Pasif-Microwave pada tahun 1972 melalui Satelit Nimbus 5.[1] Setelah peluncuran berbagai misi satelit, konsep program dimulai pada akhir 80-an dan berkembang pesat sepanjang tahun 90-an.[2] Sejak awal program, program ini terus berkembang menjadi apa yang dapat kami kumpulkan dalam data saat ini, termasuk; daratan, laut, radiasi dan atmosfer.[1] Data tersebut dikumpulkan dalam sistem yang dikenal sebagai EOSDIS, NASA menggunakan data ini untuk mempelajari perkembangan dan perubahan di biosfer Bumi. Fokus utama pengumpulan data ini seputar ilmu iklim. Program ini merupakan inti dari Earth Science Enterprise (ESE) NASA.
Sebelum pengembangan Sistem Pengamatan Bumi saat ini, dasar untuk program ini diletakkan pada awal 1960-an dan 1970-an. TIROS-1, merupakan satelit cuaca orbit rendah skala penuh pertama.[3] Tujuan utama TIROS-1 adalah untuk mengeksplorasi pengamatan inframerah televisi sebagai metode pemantauan dan pembelajaran permukaan Bumi. Penting untuk pengembangan satelit yang digunakan saat ini, TIROS-1 adalah program perintis yang memulai kemampuan NASA untuk menggunakan instrumen eksperimental dan metode pengumpulan data untuk mempelajari meteorologi di seluruh dunia. Yang terpenting, informasi baru yang dikumpulkan oleh TIROS-1 ini akan memungkinkan ahli meteorologi dan ilmuwan untuk mengamati peristiwa cuaca skala besar. Dengan melakukannya, mereka akan dapat menjawab pertanyaan seperti "haruskah kita mengungsi dari pantai karena badai?".[3] Mengikuti TIROS, program eksperimental Applications Technology Satellite (ATS) dikembangkan . Tujuan utama dari satelit ini adalah prediksi cuaca dan studi tentang lingkungan luar angkasa. Secara signifikan, program ini berfokus pada peluncuran satelit untuk mengorbit secara geo-sinkron dan mengevaluasi efektivitas pola orbit ini dalam mengamati Bumi.[1] ATS-3, misi paling lama, melihat rentang kehidupan lebih dari 20 tahun. Itu adalah satelit pertama yang menangkap gambar berwarna dari luar angkasa dan bertindak secara signifikan sebagai media komunikasi.[1]
Di luar kesuksesan TIROS-1 dan ATS-3, NASA bersama dengan United States Geological Survey (USGS), maju ke depan dalam pengamatan Bumi melalui serangkaian Satelit Landsat yang diluncurkan sepanjang tahun 1970-an dan 1980-an. Satelit Nimbus-5 yang diluncurkan pada tahun 1972 menggunakan pencitraan gelombang mikro pasif; metode yang sangat berhasil untuk mengamati perubahan lapisan es laut.[1] Pengamatan dilanjutkan dengan misi yang berhasil seperti Nimbus-7, dilengkapi dengan pemindai warna zona pesisir (CZCS) untuk merinci perubahan warna pada Lautan Bumi, dan Total Ozone Mapping Spectrometer (TOMS) untuk mengukur radiasi matahari dan pancaran pancaran dari Atmosfer Bumi.[1] Satelit awal dari program ini telah membuka jalan bagi sebagian besar EOS program hari ini. Satelit TIROS sangat penting dalam pengujian dan pengembangan tidak hanya instrumen pengamatan Bumi seperti spektrometer, tetapi juga banyak yang dipelajari dari berbagai sensor yang digunakan untuk mempertahankan satelit ini di orbit untuk periode waktu yang berkelanjutan. Sensor seperti sensor horizon telah diuji pada satelit awal ini dan telah diadaptasi untuk menghasilkan metode observasi dan konfigurasi operasi yang lebih canggih.[1]
Operasi dan teknologi - Logistik
Menurut halaman misi Sistem Pengamatan Bumi NASA, ada lebih dari 30 misi yang tetap aktif hari ini.[4] Sebagai program yang berkembang, EOS saat ini dapat mengumpulkan berbagai data melalui berbagai instrumen yang telah dikembangkan. Di bawah ini menguraikan berbagai sensor pada misi EOS yang berbeda dan data yang dikumpulkannya.
Dikembangkan oleh Ball Aerospace & Technologies Corporation, OLI adalah aspek penting dari kendaraan LandSat modern. Menggunakan 7000 sensor per band (Spectrum band), OLI pada satelit LandSat (LANDSAT 8) terbaru NASA, akan mengambil gambar/melihat seluruh bumi setiap 16 hari.
Digunakan bersama dengan OLI, ETM + mencitrakan Bumi dalam 30m Piksel. Untuk memastikan kualitas, setiap pemindaian memiliki koreksi karena koreksi Scan-Line.
Beroperasi pada 96 GHz. Yang terpenting, CPR digunakan untuk merinci partikel berukuran awan. Ini bisa dalam bentuk salju, awan es, air dan hujan ringan.
Sama halnya dengan Radar, Lidar mengukur waktu yang dibutuhkan sumber cahaya (Laser) untuk kembali ke sensor. CALIPSO, dilengkapi dengan Lidar Level 2, terutama berfokus pada pengukuran uap yang dapat dikondensasikan seperti air dan asam nitrat. Mengumpulkan data awan Polar Stratific.
Digunakan untuk mengukur emisi gelombang mikro (Thermal) yang terjadi secara alami. Nama Limb mengacu pada "tepi" atmosfer Bumi. Data yang dikumpulkan ini meliputi profil gas atmosfer serta suhu dan tekanan atmosfer.
TES adalah sensor inframerah kapal AURA yang digunakan untuk menyelidiki troposfer Atmosfer Bumi. Yang terpenting, ini membantu para ilmuwan memahami dampak Karbon dioksida di atmosfer dan lapisan OZON serta perubahannya.
AMSR-E, instrumen penting yang digunakan untuk mengukur sifat fisik yang terjadi di Bumi. Curah hujan, berbagai suhu laut dan daratan, lapisan salju dan es, dan uap air dari lautan hanyalah beberapa sifat yang diukur menggunakan radiometer pemindaian gelombang mikro. Mendeteksi emisi gelombang mikro, data dievaluasi untuk menentukan berbagai karakteristik tentang setiap properti geofisika.
Mengukur dalam 36 band spektral yang berbeda, sistem MODIS sangat penting pada AQUA. Digunakan untuk meningkatkan pemahaman tentang sifat dan dinamika global, MODIS membantu Ilmuwan untuk memprediksi perubahan di Darat, air, dan atmosfer yang lebih rendah.
Pengumpulan dan penggunaan data
Sejak awal program, tujuan keseluruhan tetap sama: "memantau dan memahami komponen utama sistem iklim dan interaksinya melalui pengamatan global jangka panjang."[4] Melalui penggunaan berbagai program seperti LandSat dan program A-Train, para ilmuwan memperoleh pemahaman yang lebih baik tentang Bumi dan perubahannya. Saat ini, data yang dikumpulkan oleh satelit di EOS didigitalkan dan dikumpulkan oleh Sistem Data dan Informasi Sistem Pengamatan Bumi. Para ilmuwan kemudian menggunakan data ini untuk memprediksi peristiwa cuaca, dan baru-baru ini untuk memprediksi dampak perubahan iklim untuk perjanjian seperti Perjanjian Iklim Paris, dengan data yang sebagian besar dikumpulkan oleh EOS dan kemudian dianalisis.
Badan dan kemitraan antar pemerintah
Dalam pengertian pengamatan bumi yang lebih luas dan semua misi yang berdampak pada EOS, ada berbagai kemitraan antar pemerintah dan kemitraan internasional yang telah membantu mendanai, meneliti, dan mengembangkan susunan kompleks satelit dan pesawat ruang angkasa yang membuat Sistem Pengamatan Bumi berhasil dalam perannya. Secara total, kemitraan antar pemerintah menyumbang hampir 37% dari semua misi sementara 27% dari misi juga melibatkan kemitraan internasional dengan negara lain dan perusahaan internasional.
Hingga tahun 2022, telah ada sembilan satelit LandSat dengan LandSat 7, 8, dan 9 yang mengorbit bumi. Program LandSat telah melibatkan banyak organisasi sejak awal, khususnya United States Geological Survey (USGS). Lembaga antar pemerintah lainnya yang telah menjadi bagian dari program Pengamatan Bumi termasuk Administrasi Layanan Ilmu Lingkungan (ESSA), Departemen Pertahanan AS (USDOD), Departemen Energi Amerika Serikat (USDOE) dan Administrasi Kelautan dan Atmosfer Nasional AS (NOAA). Kerjasama antar lembaga pemerintah ini memungkinkan pendanaan yang lebih besar untuk program ini bersama dengan kolaborasi sumber daya pemerintah dari berbagai lembaga. Seringkali kemitraan ini dimulai dengan lembaga pemerintah lain yang menginginkan instrumen tertentu sebagai bagian dari muatan yang disertakan dalam misi.[14]
Demikian pula, kemitraan internasional dengan negara-negara baik dihasilkan dari muatan (instrumen) tertentu yang menyertai misi yang telah dikembangkan NASA atau NASA yang berkolaborasi dan memerlukan penggunaan fasilitas badan Antariksa lain seperti Badan Antariksa Eropa. Kemitraan seperti ini diamati pada tahun 2000 ketika satelit ERS-1 diluncurkan dari Pusat Antariksa Guyana; sebuah pelabuhan antariksa di Guyana Prancis, Amerika Selatan. Lembaga internasional yang telah membantu atau bekerja sama dengan NASA antara lain CONAE (Badan Antariksa Argentina), CNES (Badan Antariksa Prancis), DLR (Pusat Dirgantara Jerman), federasi antariksa negara bagian Roscosmos dari Federasi Rusia, dan JAXA (Badan Antariksa Jepang; sebelumnya NASDA).[2]
Selama program berjalan, juga telah terjadi berbagai kemitraan perusahaan dan organisasi dengan perusahaan-perusahaan baik yang berbasis di Amerika maupun internasional. Pada tahun 2002, misi SeaWIFS melihat kolaborasi dengan GEOeye, sebuah perusahaan pencitraan satelit Amerika. Demikian pula, organisasi seperti International Council for Science (ICSU), International Standards Organization (IOS), World Data System (WDS) dan komite Earth Observing Satellites (CEOS) telah terlibat dalam perencanaan, pengumpulan data, dan analisis data. dari misi. Seperti disebutkan, pendanaan, penambahan instrumental dan bantuan lebih dalam koordinasi dan analisis data adalah semua manfaat dari kemitraan ini.[15]
Daftar misi dengan tanggal peluncuran
Misi Operasi Divisi Ilmu Bumi NASA per 2 Februari 2015
Animasi ini menunjukkan orbit armada observatorium penginderaan jauh Bumi tahun 2011 milik NASA
Gambar permukaan tanah global, kelanjutan dari Program Landsat
Misi masa depan
Ilustrasi Sentinel 6B
Sentinel 6B
Karena Sistem Pengamatan Bumi menjadi lebih penting dalam mempelajari iklim dan perubahan Bumi, program ini akan terus berkembang. NASA bersama dengan lembaga pemerintah lainnya seperti European Space Agency dan NASDA (Jepang), telah merencanakan banyak misi masa depan. Sentinel 6B adalah salah satu misi tersebut dengan tujuan untuk melanjutkan pengamatan air dan laut. Tujuan utama misi sentinel adalah untuk memantau kenaikan permukaan laut, indikator utama perubahan iklim dan pemanasan global. Karena kebijakan Perjanjian Paris dan lebih banyak negara bertujuan untuk dunia yang netral karbon, data yang dikumpulkan oleh misi Sentinel akan membantu dalam pemahaman berkelanjutan tentang perubahan iklim di Bumi. Diharapkan juga salah satu satelit sentinel akan menguji eksperimen baru terkait prediksi cuaca. Sebagai bagian dari muatannya, ia akan menggunakan Global Navigation Satellite System Radio Occultation (GNSS-RO), sebuah metode untuk merinci perubahan dan informasi berbagai lapisan di atmosfer.[18]
JPSS-3 dan 4
Sistem JPSS atau Joint Polar Satellite diharapkan diluncurkan pada tahun 2027. Proyek ini akan menjadi kolaborasi antar pemerintah antara NASA dan National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) dan akan mengamati generasi baru satelit lingkungan Polar Orbiting. Yang terpenting, satelit yang mengorbit kutub ini bersifat non-geosynchronous yang berarti kedua satelit ini akan memiliki sudut kemiringan mendekati 90 derajat ke khatulistiwa. Yang terpenting, proyek ini terus berlanjut dan merupakan satelit ketiga dan keempat dalam seri JPSS. Payload untuk jenis satelit ini akan mencakup Radiometer pencitraan Inframerah Terlihat, Sounder Microwave Teknologi Canggih dan Pemetaan Ozon dan Suite Profiler. Data yang dikumpulkan oleh berbagai instrumen ini akan mencakup prediksi cuaca numerik yang akan digunakan untuk pemodelan dan prediksi prakiraan.[19]
EVM-3 INCUS
Awan Cumuionimbus INCUS di atas Polandia. Tujuan EVM-3 INCUS adalah untuk menyelidiki pembentukan awan ini dan badai petir yang sering dikaitkan.
Sebuah cabang dari Earth Venture Missions, misi Investigasi Convective Updrafts direncanakan memiliki tiga satelit kecil. Ketiga satelit tersebut akan mengorbit dalam koordinasi yang ketat dan bertujuan untuk memahami pembentukan badai konvektif dan curah hujan yang tinggi. Ini bertujuan untuk mengetahui tidak hanya bagaimana, tetapi tahu persis di mana dan kapan mereka akan terbentuk. Meski masih dalam tahap perencanaan dan pengembangan, satelit pertama dari tiga satelit di EVM-3 pada tahun 2027. Setelah melalui pertimbangan antara 12 proposal EVM pada tahun 2021, misi INCUS terpilih setelah melalui tinjauan panelis. Direktur Ilmu Bumi NASA Karen St. Germain menyatakan, "Dalam iklim yang berubah, informasi yang lebih akurat tentang bagaimana badai berkembang dan meningkat dapat membantu meningkatkan model cuaca dan kemampuan kita untuk memprediksi risiko cuaca ekstrem." Karena dampak perubahan iklim yang semakin meningkat dengan meningkatnya suhu permukaan laut secara global, diperkirakan badai akan memiliki intensitas yang lebih besar dan lebih sering terjadi. Ini adalah hasil dari peningkatan uap air yang bergerak ke atas menciptakan arus konveksi. INCUS akan membantu ilmuwan memahami arus ini dan membantu memprediksi kemungkinan dan lokasi badai besar saat beroperasi penuh.[20]
.jpg)
