Después de 50 años como pionero en imágenes satelitales, Landsat de la NASA está listo para 50 más

Los satélites Landsat de la NASA han hecho historia constantemente en la observación de la Tierra desde el primer lanzamiento del proyecto en 1972, y este año marca 50 años de innovación y ciencia. Su influencia puede sorprenderlo, al igual que su continua relevancia frente a un sector de imágenes satelitales comerciales de rápido crecimiento.

Landsat puede ser un nombre familiar para usted, pero no le suena de nada en particular. Es comprensible: hay un montón de satélites de la NASA mirando hacia el planeta. Pero la forma más fácil de decirlo es esta: en 1972, Landsat básicamente inventó la observación moderna de la Tierra. Entonces, ¿recuerdas hace un tiempo cuando cada imagen de Google Earth decía “USGS” en ella? Sí, eso también fue Landsat. Básicamente, el proyecto ha llevado las imágenes satelitales de una herramienta de investigación de vanguardia a la tecnología cotidiana.

Landsat 9 acaba de lanzarse en septiembre pasado, el último de una larga lista de naves espaciales influyentes.

hablé con hierros jim, que ha trabajado en la NASA desde 1978 y en Landsat desde 1992. Irons contó la historia de Landsat desde el principio, tanto en lo que participó él mismo como en la tradición que absorbió a lo largo de los años. Es apropiado que para un proyecto que redefiniría las imágenes de la Tierra, su primer satélite fuera innovador e históricamente significativo.

“Landsat 1 se lanzó en 1972: llevaba dos instrumentos, uno era el Return Beam Vidicon, y era como una cámara de televisión, tomaba datos analógicos”, dijo Irons. “Pero Hughes [Aircraft Company] convenció a la NASA de poner otro instrumento en la carga útil que era más experimental: el escáner de espectro múltiple. Y proporcionó datos digitales”.

No hace falta decir que en 1972, cualquier cosa digital era bastante innovadora, y mucho menos los sensores digitales de alto rendimiento en órbita. Pero el equipo vio claramente la escritura en la pared, y también fue bueno.

“Después del lanzamiento, la RBV tuvo problemas y los datos del MSS se convirtieron en los datos preferidos. Ese fue un gran punto de inflexión”, recordó Irons. “Era un instrumento que usaba un espejo oscilante que iba y venía para escanear un camino a 7-14 Hz, debajo del camino orbital del sensor, para crear una imagen digital. ¡Y es mecánico! Fue increíble.”

“La diseñadora de este sensor, Virginia Norwood, todavía está con nosotros, tiene 90 años. Era muy inusual en ese momento tener una ingeniera. Ella vino al lanzamiento de Landsat 9 el mes pasado, en realidad”.

Es un hecho notable que el comienzo de la revolución de las imágenes orbitales fue una creación de una de las raras mujeres en la industria del espacio y la tecnología, cuyos roles en muchos de los logros importantes de la era solo recientemente comenzaron a recibir la atención que merecen. . Puede leer más sobre el papel de Norwood en la creación del MSS, que es el precursor de muchos más sistemas de este tipo, en este artículo de historia de la NASAo esta pieza más reciente.

Un sucesor del MSS llamado Thematic Mapper se lanzó en 1982 con más bandas espectrales, pero luego, en 1984, otra gran mejora tocó la fibra sensible en la sede:

“Landsat 5 en 1984 llevó tanto un escáner multiespectral como un avance en la idea del mapeador temático que mejoró la resolución espacial de los datos, de lo que había sido de 80 metros con el MSS a 30 metros, y se agregaron bandas espectrales”, dijo Irons. “¡Pero había toda esta información! Algunas personas temían esos datos, que los analistas se sintieran abrumados por ellos, pero no resultó así. Las capacidades informáticas se mantuvieron y pronto se prefirieron los datos del mapeador temático”.

Eso sería una regla a medida que pasaba el tiempo y hasta el presente: realmente no existe tal cosa como demasiados datos. Siempre que pueda recolectarlo y almacenarlo, alguien encontrará un uso para él.

Es posible que incluso le paguen por ello, pero un intento de privatizar Landsat en los años siguientes fracasó o se quemó al volver a entrar en el caso de Landsat 6, que nunca llegó a la órbita. Mientras tanto, la empresa privada creada para operar y distribuir el resto de los datos subió el precio hasta que nadie estuvo dispuesto a pagar más. “Era hasta $4400 por escena de datos del mapeador temático. La gente simplemente dejó de usarlo”, dijo Irons.

Cuando la NASA y el USGS, que originalmente se encargaron de la distribución de las imágenes, volvieron a tomar las riendas, tuvieron un problema internacional de recuperación de datos. Imagine tener montones de datos en una estación terrestre en China o América del Sur, mucho antes de las redes de banda ancha ubicuas. ¿Cómo lo devuelve a la sede en los Estados Unidos para su procesamiento y análisis central? Le dije a Irons que me estaba imaginando grandes camiones llenos de discos duros, el equivalente de combustión interna de Sneakernet.

“¡Eso es exactamente lo que pasó!” Él rió. “Simplemente condujeron hasta el [USGS] instalación con semirremolques llenos de cintas magnéticas. Fue difícil porque tenían todos estos formatos e instrumentos diferentes. Así que eso creó un poco de caos. Compraron hornos de pizza para hornear el agua de algunas de esas cintas”. (Quería escuchar más sobre esa parte, pero nuestro tiempo era limitado).

Pero la repatriación de los datos fue solo un precursor de un cambio aún mayor.

“Después del lanzamiento de Landsat 7 fue quizás el mayor cambio en todo el programa”, dijo Irons. “USGS todavía estaba cobrando $ 600 por una escena de datos del mapeador. Y tomaron lo que considero una decisión institucionalmente valiente en 2008, ser consistentes con la NASA y proporcionar datos de Landsat sin costo alguno para cualquiera que los quisiera. Entonces pasó de $ 400 a $ 600 gratis “.

Como puede imaginar, esta elección cambió completamente el modelo y, de la noche a la mañana, lo cambió todo.

“Hubo una explosión de uso y redistribución de los datos”, continuó. “Ahora, algunos lugares como Google Earth y Amazon Cloud Services, entraron y descargaron todo el archivo de USGS”.

Es por eso que durante años, cada vez que miraba un mapa en línea, acreditaba al USGS. Por supuesto, Google y Amazon no eran propietarios de las imágenes ni las capturaban ellos mismos, aunque ahora todas las grandes empresas lo están haciendo a varias escalas. Simplemente descargaron una imagen enorme de toda la Tierra y la volvieron a servir a sus clientes en una nueva forma.

“Es una lucha para nosotros marcar los datos y el programa para que los contribuyentes sepan que están recibiendo el valor de su dinero”, admitió Irons. ¡No es como si cada vez que abriera Google Maps, le agradeciera por hacer posible su negocio!

En los años posteriores, Landsat 8 y 9 se lanzaron con sensores mejorados y continuaron recopilando datos invaluables que son continuos con las décadas anteriores: una base de datos gratuita a largo plazo de una gran parte del planeta con imágenes cada dos semanas aproximadamente dependiendo de la era.

Por supuesto, hoy en día constelaciones como la de Planet están tomando imágenes de todo el globo a diario. Entonces, ¿por qué tener Landsat?

“Aquellos de nosotros que trabajamos en Landsat estamos muy impresionados por lo que han logrado los proveedores comerciales”, dijo Irons. “El mensaje que queremos transmitir es que Landsat es complementario a esos datos, no reemplaza los datos de Landsat. Uno, es acceso abierto y transparente, esa es la clave, y es cierto para todos los datos recopilados por los satélites de la NASA.

“Dos, el USGS ha mantenido este archivo de datos de 50 años. ¿Existe un caso comercial para que las empresas archiven sus datos durante décadas, de modo que podamos observar los efectos del cambio climático a largo plazo en lugar de solo tener breves ráfagas de datos? No sé si el caso comercial está ahí”.

Puede ver un ejemplo de cómo se ven décadas de datos continuos aquí:

“Y una de las cosas que permite nuestros análisis de series temporales es que la NASA presta mucha atención a la calibración entre sensores”, continuó Irons. “Si pasa de una imagen de Landsat a otra, sabe que se ha calibrado; si ve un cambio con el tiempo, puede tener claro que la cosa está cambiando en lugar de la cámara. [Commercial constellations] use los datos de Landsat para hacer eso; servimos como un estándar de la industria para ayudarlos a realizar su calibración”.

Aquí la conversación se superpuso con lo que hablé con Ginger Butcher, quien se ha ocupado del proyecto durante años.

“Podemos comparar una imagen Landsat de hoy con una imagen Landsat de 1972”, dijo. “Ese es uno de los principios del programa: tenemos un equipo de calibración dedicado que vigila los instrumentos. Cada luna llena damos la vuelta a la nave espacial para usarla como una especie de tarjeta gris del fotógrafo”.

Con la creciente prominencia de los proveedores comerciales en el programa espacial de los EE. UU., en los últimos años hubo una pregunta real sobre si valía la pena seguir financiando Landsat, pero argumentos como los anteriores ganaron.

“Solíamos tener que trabajar muy duro para conseguir la próxima misión, pero ahora básicamente tenemos al gobierno diciendo que este es un recurso valioso con el que vale la pena continuar”, dijo Butcher. “Ahora estamos mirando hacia el futuro y qué tipo de capacidades queremos obtener del próximo Landsat. ¿Qué tipo de investigación está haciendo la gente? ¿Qué longitudes de onda adicionales se necesitan para trabajar en el hielo, en los bosques o en áreas particulares de la agricultura? Por ejemplo, con los datos térmicos podemos observar los cultivos y ver si están siendo regados en exceso o por debajo del agua; con los derechos de agua en el oeste, eso es realmente importante. A medida que los científicos abordan nuevas preguntas y nuevas áreas de estudio, deciden a dónde irá Landsat a continuación”.

Más que nunca, el proyecto trabajará en colaboración con el sector comercial y con satélites de la ESA como Sentinel-2.

“Creemos que es genial”, dijo Irons. “La aparición de todos estos sistemas significa que el proyecto Landsat ha sido increíblemente exitoso; básicamente creó el mercado para ellos”.