Going Hyperspectral for CHIME – The Copernicus Hyperspectral Imaging Mission for the Environment

Hyperspektrální obrazová kostka zobrazující Vesuv, Itálie. Kredit: JPL

S trochu uvolněnějšími omezeními Covid se vědci z Evropy a USA konečně mohli spojit s dlouho očekávaným experimentem v terénu, aby zajistili, že nový satelit programu Copernicus nazvaný CHIME bude poskytovat nejlepší možné datové produkty, jakmile bude v provozu v obíhat. Tato nová mise je vyvíjena na podporu politik EU v oblasti hospodaření s přírodními zdroji, což v konečném důsledku pomáhá řešit globální problém potravinové bezpečnosti.

Copernicus Hyperspectral Imaging Mission, CHIME, ponese jedinečný viditelný až krátkovlnný infračervený spektrometr, který bude poskytovat rutinní hyperspektrální pozorování na podporu nových a vylepšených služeb pro udržitelné zemědělství a řízení biologické rozmanitosti, stejně jako charakterizaci vlastností půdy. Mise doplní Copernicus Sentinel-2 pro aplikace, jako je mapování krajinného pokryvu. Credit Thales Alenia Space

Mise CHIME, která nese nový zobrazovací spektrometr, bude poskytovat systematické hyperspektrální snímky k mapování změn v krajinném pokryvu a napomáhá udržitelným zemědělským postupům. Bude také použit ke zjišťování různých vlastností půdy pro působení na zlepšení zdraví půdy. Kromě toho bude CHIME sloužit k podpoře lesního hospodářství a hodnocení biologické rozmanitosti, udržitelnosti ekosystémů a zhoršování životního prostředí a ke sledování jezerních a pobřežních ekosystémů včetně kvality vody.

Aby CHIME co nejlépe připravila na své úkoly v budoucnu a jako součást spolupráce mezi ESA a NASAJet Propulsion Laboratory (JPL), vědci nedávno spojili své síly pro experimentální kampaň Hypersense, která se měla konat v roce 2020, ale omezení Covid znamenala, že musela být odložena.

Kampaň, kterou řídí Curyšská univerzita, zahrnovala nejprve přivezení letadla a měřicího přístroje JPL z USA na leteckou základnu Dübendorf u Curychu ve Švýcarsku. Zařízení Airborne Visible Infrared Imaging Spectrometer nové generace, AVIRIS, připomíná schopnosti, které bude mít CHIME, jakmile bude na oběžné dráze.

Měření provedená pomocí AVIRIS na více než 20 testovacích místech, která představují různé typy ekosystémů, pomáhají vědcům a inženýrům připravit se a zajistit, že CHIME bude schopen převzít službu poskytování vysoce kvalitních diagnostických a kvantitativních dat, jakmile bude na oběžné dráze a v provozu. .

Zemědělská pole v Irlbachu v Německu od společnosti AVIRIS. Kredit: JPL

Většina těchto letů se shodovala s měřeními prováděnými na zemi, aby dále pomohla vyhodnotit data shromážděná palubním přístrojem.

V rámci této vzdušné a polní kampaně byla také navázána spolupráce s Italskou kosmickou agenturou ASI na pozorování testovacích míst z vesmíru pomocí jejich satelitního zobrazovacího spektrometru nazvaného PRISMA. Německé středisko pro letectví a kosmonautiku DLR navíc poskytlo hyperspektrální snímky ze svého senzoru DESIS, zobrazovacího spektrometru, který shlíží na Zemi z Mezinárodní vesmírné stanice.

Výsledné datové soubory budou zahrnovat současná pozemní, vzdušná a kosmická pozorování pro vylepšenou diagnostickou a kvantitativní analýzu těchto dat „otisků prstů“ ze zobrazovacího spektrometru, která jsou výsledkem pozorování cíle pomocí souvislých spektrálních pásem mezi modrou a krátkovlnnou infračervenou (400– 2500 nm).

Michael Rast, vědecký pracovník ESA pro CHIME, řekl: „Soubory dat nám pomohou vytvořit a vyhodnotit budoucí datové produkty CHIME včetně specifických složek zemědělské vegetace, jako je chlorofyl a dusík, a kvantifikovat obsah uhlíku v půdách, čímž podpoří zlepšení zemědělských postupů a hospodaření. .“

Spolupráce s NASA, pod kterou tato kampaň probíhá, zahrnuje i harmonizovanou přípravu mezi CHIME a misí NASA Surface Biology Geology, která má podobné pozorovací charakteristiky spektrometru jako CHIME. Obě mise jsou plánovány ke spuštění v druhé polovině tohoto desetiletí.

Předletový briefing kampaně CHIME. Kredit: Univerzita v Curychu

Robert O. Green, hlavní výzkumný pracovník AVIRIS-NG, řekl: „Byla to náročná kampaň z pohledu Covida a počasí, ale tým vytrval a shromáždil mimořádnou skupinu souborů dat zobrazovací spektroskopie na podporu jak CHIME, tak povrchové biologické geologie NASA. budoucí mise ve prospěch naší planety.“

„Vzhledem k tomu, že potravinová bezpečnost je celosvětovým problémem, je životně důležité, aby vesmírné agentury spolupracovaly, abychom mohli využít našich relativních odborných znalostí a aktiv a dosáhnout co nejlepších výsledků. V tomto případě máme ESA, NASA, ASI a DLR, které spolupracují společně s vysoce postavenými vědci z celého světa. Evropa, USA, Izrael a Austrálie – což je naprosto báječné,“ dodal Dr. Rast.