p Após mais de 16 anos de operação, A espaçonave Earth Observing-1 (EO-1) da NASA foi desativada em 30 de março. O satélite EO-1 era um componente do Programa do Novo Milênio da NASA para validar novas tecnologias que poderiam reduzir custos e melhorar a capacidade para futuras missões espaciais. A bordo do EO-1 estava o instrumento Advanced Land Imager (ALI) desenvolvido pelo MIT Lincoln Laboratory como uma alternativa ao sensor de imagem terrestre usado pelo programa de observação da Terra Landsat. p "Desde o início, O objetivo do ALI era demonstrar novas tecnologias que continuariam com o legado de mais de 30 anos do Landsat de monitoramento contínuo de terras, ao mesmo tempo em que proporcionariam um tamanho substancial, peso, potência, e reduções de custos, "diz Jeffrey Mendenhall, atual líder do Grupo de Tecnologia de Imagens Avançadas do Lincoln Laboratory e membro da equipe de desenvolvimento do ALI. "Trinta equipes internacionais de ciências da Terra avaliaram uma variedade de dados do ALI - por exemplo, dados para agricultura, silvicultura, desenvolvimento Urbano, clima, vulcanologia, glaciologia, geologia, gestão da água - coletada durante o primeiro ano de operação para avaliar o desempenho do instrumento em relação às expectativas do programa Landsat. A conclusão final foi que o ALI atendeu, ou em muitos casos, excedeu o desempenho do instrumento Landsat 7. "

p ALI não só alcançou maior resolução e qualidade de imagem, também exibiu maior sensibilidade e faixa dinâmica, e obteve maior precisão radiométrica. Além disso, em comparação com o gerador de imagens Landsat, ALI era apenas cerca de três quartos mais pesado, ocupou dois terços do espaço, consumia um quinto da energia, e custam significativamente menos para construir.

p O satélite EO-1 foi lançado em 21 de novembro, 2000 da Base da Força Aérea de Vandenberg, na Califórnia, em uma missão planejada de um ano para coletar 2, 000 imagens da Terra. A espaçonave foi projetada para operar por mais um ano e carregava combustível adequado por mais cinco anos. Contudo, EO-1 provou ser um burro de carga. NASA, em colaboração com o U.S. Geological Survey, Escritório Nacional de Reconhecimento, Laboratório de Pesquisa Naval, e a Administração Nacional Oceânica e Atmosférica, operou EO-1 por mais de 15 anos além de sua vida de missão pretendida.

p ALI coletou mais de 90, 000 imagens, muitos dos quais foram inovadores, como o primeiro mapeamento de um fluxo de lava do espaço e o primeiro rastreamento de regeneração de uma floresta amazônica vista do espaço. Durante sua vida, O ALI capturou muitas cenas dramáticas - representações dos depósitos de cinzas deixados pelos ataques ao World Trade Center em 2001, inundações causadas pelo furacão Katrina em 2005, e a erupção do vulcão Momotombo em dezembro de 2015 na Nicarágua, para nomear alguns.

p Papel do Lincoln Laboratory

p O envolvimento do Lincoln Laboratory na missão EO-1 começou em janeiro de 1994. A NASA pediu ao laboratório para realizar um estudo para investigar o rápido desenvolvimento de uma missão de imagem terrestre barata que pudesse preencher a lacuna na coleta de dados criada quando a espaçonave Landsat 6 falhou em lançar. As recomendações desta investigação não foram implementadas imediatamente, mas as descobertas do estudo informaram o projeto posterior do sensor EO-1 e o conceito de missão. Na primavera de 1994, O Lincoln Laboratory começou a trabalhar com o Goddard Space Flight Center da NASA para conceber uma continuação da missão de imagem da Terra Landsat. Colaboração adicional em 1995 com o Programa do Novo Milênio e SSG, Inc. levou ao projeto para ALI.

p O desenvolvimento do ALI foi rigoroso, programa de desenvolvimento que consome muito tempo, fabricação, calibração do sistema, e teste de comprovação. "Um esforço mais significativo do Lincoln Lab foi o redesenho optomecânico da estrutura do telescópio usando três peças de Invar. A intenção inicial de um fornecedor externo era usar um design totalmente em carboneto de silício que descobrimos que não poderia ser implementado. Em um período muito curto , para não comprometer um cronograma muito exigente, Vin Cerrati e Keith Doyle do [então] Optical Systems Engineering Group redesenharam e analisaram a estrutura para suportar de forma eficiente a óptica e o plano focal, "lembra Steven Forman da Divisão de Engenharia do laboratório, que forneceu suporte de fabricação para a equipe líder de P&D da Divisão Aeroespacial.

p O Lincoln Laboratory entregou o ALI à NASA em 1999, e o sistema foi integrado ao satélite EO-1 da Swales Aerospace. Cinco dias após o lançamento de EO-1 em 2000, ALI capturou suas primeiras imagens de terra. Essas imagens mostraram detalhes notáveis ​​de Sutton, Alasca, uma pequena cidade encravada em um vale escuro. Mais tarde naquele dia, 25 de novembro ALI coletou imagens do leste da Antártica, a ilha Marshallese de Roi-Namur, e centro-norte da Austrália.

p Impacto da ALI

p Um dos objetivos da demonstração do ALI foi comparar seu imaginário com o do instrumento Landsat 7. Assim, O EO-1 foi colocado em órbita para rastrear o Landsat 7 por um minuto, já que completava 14 órbitas por dia e repetia as coletas a cada 16 dias. A comparação dos desempenhos do ALI e do Landsat na geração de imagens das mesmas regiões, virtualmente nos mesmos momentos, confirmou que o novo gerador de imagens poderia gerar imagens da Terra com o mesmo nível de detalhe (30 metros por pixel) que o sensor Landsat; Contudo, O conjunto de sensores ALI habilitado de forma mais nítida, imagens fotográficas, uma vez que os dados foram processados ​​na estação terrestre.

p A combinação de opções de design da ALI resultou em um sistema inovador. "O Advanced Land Imager empregou uma nova arquitetura que eliminou o espelho de varredura Landsat e implementou novas tecnologias, como grande, matrizes de plano focal modulares e ópticas de amplo campo de visão, "diz William Brown, chefe da Divisão Aeroespacial na época do desenvolvimento da ALI.

p Para reduzir o diâmetro óptico do sensor, e, portanto, seu peso, os pesquisadores do laboratório aumentaram o número de detectores na matriz do plano focal. Essa escolha permitiu uma abordagem "push-vassoura" para varrer uma ampla faixa da Terra a cada dia. O sistema Landsat empregou um sensor que coletou dados em um modo de "vassoura", ou seja, usando uma única câmera que focaliza uma seção estreita de uma cena. Esse sensor de vassoura é pesado e caro, requer grandes peças móveis que são difíceis de estabilizar. "Ao construir um plano focal que poderia ser usado como uma 'vassoura' para coletar os dados enquanto o satélite voa ao longo do solo, a equipe do ALI demonstrou que os dados necessários podiam ser adquiridos com um instrumento sem peças móveis. Esse foi um avanço tecnológico inovador, "diz Grant Stokes, chefe da Divisão de Sistemas Espaciais e Tecnologia do laboratório.

p Além disso, ALI usou detectores fabricados com diferentes materiais para permitir o uso de várias bandas espectrais para imagens abrangentes de objetos e topografia, e o sistema de dados de solo foi automatizado para permitir que um operador adquira e processe rapidamente os dados do ALI.

p "A compreensão única do laboratório da tecnologia de sensor e das necessidades da missão permitiu que uma tecnologia revolucionária fosse desenvolvida para o programa Landsat. EO-1 demonstrou a tecnologia em órbita que foi transferida para a indústria para habilitar o Landsat 8, "Stokes diz. O instrumento Landsat 8, o Imageador Operacional Terra, é baseado no projeto do ALI e está em órbita desde 2013, coletando dados valiosos sobre as superfícies da Terra no visível, próximo ao infravermelho, e bandas infravermelhas de ondas curtas.

p Até a próxima

p Quando, em 30 de março, A operação de EO-1 terminou, A NASA desligou o satélite ao esgotar seu combustível, parando todas as peças móveis, descarregando a bateria, e desligar o transmissor. A órbita de EO-1 irá degradar lentamente e, em aproximadamente 39 anos, EO-1 irá reentrar na atmosfera da Terra, onde se espera que se fragmente e queime.

p EO-1 teve uma ótima corrida. Mudou a forma como as medições espectrais são feitas e usadas pela comunidade científica, de acordo com Betsy Middleton, Cientista do projeto EO-1 no Goddard Space Flight Center da NASA. EO-1 também validou novos conceitos e sistemas para missões científicas, e nos ofereceu intrigante, vistas espetaculares da Terra. p Esta história foi republicada por cortesia do MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), um site popular que cobre notícias sobre pesquisas do MIT, inovação e ensino.