ICESat (Ice, Cloud and land Elevation Satellite) – misja satelitarna, której celem była przede wszystkim obserwacja lodowców na obszarach polarnychB.E. Schutz, H.J. Zwally, C.A. Shuman, D. Hancock, and J.P. DiMarzio, “Overview of the ICESat Mission”, Geophys. Res. Lett. 2005, vol. 32, no. 21. Jej badania obejmowały również pomiary wysokości i pionowego rozmieszczenia chmur, topografię terenu oraz wysokości roślinności. Przeprowadzona została w latach 2003–2010 przez NASA, jako część systemu obserwacji Ziemi. Satelita ICESat został wyniesiony w przestrzeń kosmiczną 13 stycznia 2003 roku. Jego orbita znajdowała się 600 km nad powierzchnią Ziemi, była prawie polarna i prawie kołowa, co umożliwiło obserwację Ziemi pomiędzy 86°N i 86°S. Misja została oficjalnie zakończona w sierpniu 2010 roku z powodu awarii instrumentu badawczego.
Misja dostarczyła danych umożliwiających np. określenie bilansu topnienia lodowców na GrenlandiiH. J. Zwally, J. LI, A. C. Brenner, M. Beckley, H. G. Cornejo, J. DiMarzio, M. B. Giovinetto, T. A. Neumann, J. Robbins, J. L. Saba, D. Yi, W. Wang, Greenland ice sheet mass balance: distribution of increased mass loss with climate warming; 2003–07 versus 1992–2002, Journal of Glaciology 2011, vol. 57, no. 201, ss. 88-102J. P. DiMarzio. GLAS/ICESat 1 km Laser Altimetry Digital Elevation Model of Greenland. Boulder, Colorado USA: National Snow and Ice Data Center 2007., walidację informacji o zachmurzeniuD. Wylie, E. Elronata, J. D. Spinhirne, S. P. Palm, A Comparison of Cloud Cover Statistics from the GLAS Lidar with HIRS, Journal of Climate, vol. 20, utworzenie globalnej mapy wysokości roślinnościM. Simard, N. Pinto, J. B. Fisher,A. Baccini, Mapping forest canopy height globally with spaceborne lidar, Journal of geophysical research 2011, vol. 116Q. Chen, Retrieving vegetation height of forests and woodlands over mountainous areas in the Pacific Coast region using satellite laser altimetry, Remote Sensing of Environment 2010, vol. 114, ss. 1610-1627, czy ocenę takich numerycznych modeli terenu jak SRTM C-BandC.C. Carabajal, and D.J. Harding, “ICESat validation of SRTM C-band digital elevation models”, Geophys. Res. Lett. 2005, vol. 32, no. 22 i C. C. Carabajal, “ASTER Global DEM ver. 2.0 evaluation using ICESat geodetic ground control”, ICESat/GSFC Validation Report, 2013. Pełna lista publikacji związanych z misją znajduje się na stronie NASANASA, ICESat, ICESat-2 i NSIDCNSIDC.
Instrument badawczy Instrumentem badawczym satelity ICESat był GLAS (Geoscience Laser Altimeter System) – pierwszy instrument typu LiDAR, obserwujący Ziemię z przestrzeni kosmicznej. Pracował on w dwóch zakresach fali elektromagnetycznej: 1064 nm (bliska podczerwień) i 532 nm (światło zielone). Instrument składał się z trzech jednakowych laserów, jednakże w danej chwili pracować mógł tylko jeden z nich. GLAS mierzył czas potrzebny emitowanemu impulsowi na przejście przez atmosferę, odbicie się od ewentualnych przeszkód (chmur, budynków, drzew itp.) i/lub powierzchni Ziemi i powrót do instrumentu. Połowa tego czasu pomnożona przez prędkość światła to odległość instrumentu od odbitego obiektu/powierzchni Ziemi. Technika pomiaru wymagała również dokładnej znajomości położenia instrumentu na orbicie oraz kąta pod jakim emitowany był impuls. Pierwsza informacja uzyskiwana była dzięki pomiarom GPS i SLR, druga między innymi przy użyciu żyroskopów i systemów śledzenia gwiazd. GLAS emitował impulsy z częstotliwością 40 Hz. Oświetlały one na powierzchni Ziemi obszary o średnicy około 70 m – tzw. plamki lasera (ang. laser footprint). Prędkość satelity na orbicie oraz częstotliwość instrumentu powodowały, że kolejne plamki lasera oddalone były od siebie średnio o 172 m.
Produkty misji Dane z misji zebrane są w 15 tematycznych zbiorach. Można je pobrać za darmo ze strony amerykańskiej Narodowej Bazy Danych o Śniegu i Lodzie(NSIDC). Dostępne są w dwóch formatach – binarnym i HDF. NSIDC udostępnia na swojej stronie oprogramowanie i instrukcje do pracy na plikach w formacie binarnym. Format HDF może być obsługiwany np. przez komercyjne oprogramowanie obliczeniowe MATLab. W odnalezieniu plików zawierających pomiary na konkretnym obszarze pomóc może wyszukiwarka Reverb.
Dokładność pomiarów NASA określa dokładność poziomą położenia środka plamki lasera w granicach 5–15 m – zmienia się ona w zależności od okresu w którym wykonywany był pomiar. Dokładność wyznaczania wysokości wewnątrz plamki lasera szacowana jest na lepszą niż 1 m jeżeli teren nie posiada dużego spadku. Dla obszarów o dużych spadkach błąd pomiaru wysokości nie powinien przekraczać 10m. Prace naukowe potwierdzają spełnienie tych dokładnościS. Tulski, Lidar w kosmosie, Geodeta 2014, nr 5, s. 15-17..
ICESat-2 Badania prowadzone przez ICESat będą kontynuowane. W lipcu 2016 planowany jest start satelity ICESat-2. W okresie pomiędzy zakończeniem pracy przez ICESat i rozpoczęciem pomiarów przez ICESat-2 regiony polarne monitorowe będą przy użyciu samolotów w ramach operacji IceBridge. ICESat-2 skupi się przede wszystkim na kriosferze. Pomiarowi podlegać będzie również topografia terenu i wysokość roślinności. Misja nie będzie zajmowała się jednak zbieraniem danych o chmurach. Technika pomiaru pozostanie bez zmian, lecz ICESat-2 używać będzie ulepszonego instrumentu – ATLAS (Advanced Topographic Laser Altimeter System). Będzie miał on znacznie większą częstotliwość emisji impulsów (10 kHz), a plamki lasera na powierzchni Ziemi będą miały średnicę około 10 m.
Przypisy
Kategoria:NASA Kategoria:Teledetekcja Kategoria:Satelity geodezyjne Kategoria:Loty kosmiczne w 2003