Wächter-1 - Sentinel-1

Wächter-1
	Modell eines Sentinel 1 (Radarantenne fehlt)
Hersteller	Thales Alenia-Raum; Astrium-Satelliten; DLR; Jena-Optronik;
Operator	Europäische Weltraumorganisation
Anwendungen	Überwachung von Land und Meer, Kartierung von Naturkatastrophen, Meereisbeobachtungen, Schiffserkennung
Spezifikationen
Raumfahrzeugtyp	Satellit
Konstellation	Aktiv: 2 (4 geplant)
Startmasse	2.300 kg (5.100 lb)
Trockenmasse	2.170 kg (4.780 lb)
Maße	3,9 m × 2,6 m × 2,5 m (13 Fuß × 8,5 Fuß × 8,2 Fuß)
Leistung	5,9 Kilowatt (5.900 W)
Batterien	324 Ah
Leben gestalten	7 Jahre
Produktion
Status	Aktiv
Auf Bestellung	2
Gebaut	2
Gestartet	2
Betriebsbereit	2
Jungfernstart	Sentinel-1A (3. April 2014)
Letzter Start	Sentinel-1D (TBD)
Zugehöriges Raumfahrzeug
Subsatellit von	Copernicus-Programm
	Sentinel-2 →

Sentinel-1 ist die erste Satellitenkonstellation des Copernicus-Programms , die von der Europäischen Weltraumorganisation durchgeführt wird . Diese Mission besteht aus einer Konstellation von zwei Satelliten, Sentinel-1A und Sentinel-1B , die sich dieselbe Orbitalebene teilen. Sie tragen ein C-Band -Radarinstrument mit synthetischer Apertur , das bei jedem Wetter, Tag und Nacht eine Sammlung von Daten liefert. Dieses Instrument hat eine räumliche Auflösung von bis zu 5 m und einen Schwad von bis zu 400 km. Das Sternbild befindet sich auf einer sonnensynchronen, nahezu polaren (98,18 °) Umlaufbahn. Die Umlaufbahn hat einen 12-tägigen Wiederholungszyklus und führt 175 Umlaufbahnen pro Zyklus durch.

Der erste Satellit, Sentinel-1A, startete am 3. April 2014 und Sentinel-1B am 25. April 2016. Beide Satelliten starteten vom Weltraumbahnhof Guayana in Kourou , Französisch-Guayana , jeweils mit einer Sojus- Rakete. Sentinel-1C und 1D befinden sich in der Entwicklung, wobei Sentinel-1C für den Start im Jahr 2022 vorgesehen ist.

Für die über die Sentinel-1-Mission gesammelten Daten gibt es vielfältige Anwendungsmöglichkeiten. Einige dieser Anwendungen umfassen See- und Landüberwachung, Notfallmaßnahmen aufgrund von Umweltkatastrophen und wirtschaftliche Anwendungen. Ein Hauptziel der Mission war die Bereitstellung von C-Band-SAR-Daten. Kürzlich hat Sentinel-1 in Verbindung mit SMAP (Soil Moisture Active and Passive) zusammengearbeitet, um eine genauere Messung der Bodenfeuchtigkeitsschätzungen zu ermöglichen. Die Beobachtungen beider Instrumente erweisen sich als komplementär, da sie Daten zum Bodenfeuchtigkeitsgehalt kombinieren.

Die Richtlinien der ESA und der Europäischen Kommission machen die Daten von Sentinel-1 leicht zugänglich. Verschiedene Nutzer können die Daten kostenlos erwerben und für öffentliche, wissenschaftliche oder kommerzielle Zwecke nutzen.

Instrumente

Sentinel-1-Raumschiffe sind für die folgenden Instrumente ausgelegt:

Ein einzelnes C-Band -Radar mit synthetischer Apertur (C-SAR) mit seiner Elektronik. Dieses Instrument bietet eine radiometrische Genauigkeit von 1 dB mit einer Mittenfrequenz bei 5,405 GHz. Die in C-SAR gesammelten Daten wurden nach Beendigung einer früheren Mission (Envisat-Mission) kontinuierlich gemacht.
Eine SDRAM- basierte Data Storage and Handling Assembly (DSHA) mit einer aktiven Datenspeicherkapazität von etwa 1.443 Gbit (168 GiB ), die Datenströme von SAR-SES über zwei unabhängige Links empfängt, die SAR_H- und SAR_V-Polarisation mit einer variablen Datenrate sammeln bis zu 640 Mbit/s auf jeder Verbindung und bietet 520 Mbit/s X-Band -Downlink-Fähigkeit für feste Benutzer über zwei unabhängige Kanäle in Richtung Boden.

Eigenschaften

Spezifikationen der Sentinel-1-Satelliten:

7 Jahre Lebensdauer (12 Jahre für Verbrauchsmaterialien)
Trägerrakete: Sojus
Nahpolare (98.18°) sonnensynchrone Umlaufbahn
693 km (431 Meilen) Höhe
12-tägiger Wiederholungszyklus
175 Umdrehungen pro Zyklus
98,6 Minuten Umlaufzeit
3-Achsen-Höhenstabilisierung
2.300 kg (5.100 lb) Startmasse
Abmessungen 3,9 m × 2,6 m × 2,5 m (12,8 Fuß × 8,5 Fuß × 8,2 Fuß)

Betriebs-/Erfassungsmodi

Sentinel-1 hat vier Betriebsmodi:

Der Streifenkartenmodus (SM) bietet eine räumliche Auflösung von 5 x 5 Metern (16 x 16 Fuß) und einen Streifen von 80 km (50 Meilen).
- Die einzigen Verwendungszwecke von SM sind die Überwachung kleiner Inseln sowie das Notfallmanagement bei außergewöhnlichen Ereignissen auf Anfrage
- Bietet Datenprodukte in einfacher (HH oder VV) oder doppelter (HH + HV oder VV + VH) Polarisation
Der interferometrische Wide Swath (IW)-Modus bietet eine räumliche Auflösung von 5 x 20 m (16 x 66 ft) und einen 250 km (160 mi) langen Schwad.
- IW ist die Hauptbetriebsart über Land
- IW erreicht Interferometrie durch Burst-Synchronisation
- Bietet Datenprodukte in einfacher (HH oder VV) oder doppelter (HH + HV oder VV + VH) Polarisation
Der Extra Wide Swath (EW)-Modus bietet eine räumliche Auflösung von 20 x 40 Metern (66 x 131 ft) und einen 400 km (250 Meilen) langen Schwad.
- EW wird hauptsächlich verwendet, um weite Küstengebiete auf Phänomene wie den Schiffsverkehr und potenzielle Umweltgefahren wie Ölverschmutzungen oder Veränderungen des Meereises zu überwachen.
- Bietet Datenprodukte in einfacher (HH oder VV) oder doppelter (HH + HV oder VV + VH) Polarisation
Der Wave-Modus (WV) bietet eine Auflösung von 5 x 20 Metern (16 x 66 Fuß) und eine niedrige Datenrate. Es erzeugt 20 x 20 km (12 x 12 Meilen) große Probenbilder entlang der Umlaufbahn in Intervallen von 100 km (62 Meilen).
- Dies ist die Hauptbetriebsart über offenem Meer.
- Bietet Datenprodukte nur in einfacher (HH oder VV) Polarisation

Datenprodukte

Sentinel-1 verfügt über vier Arten von Datenprodukten:

Rohdaten der Stufe 0
Verarbeitete Level 1 Single Look Complex (SLC) Daten:
- Komplexe Bilder mit Phase und Amplitude bestimmter Bereiche
Ground Range Detected (GRD) Level 1-Daten:
- Nur systematisch verteilte Multi-Looked-Intensität
Level 2 Ozean (OCN) Daten:
- Systematisch verteilte Daten der geophysikalischen Parameter des Ozeans

Alle Datenebenen sind innerhalb von 24 Stunden nach der Beobachtung öffentlich kostenlos online verfügbar.

Anwendungen

Sentinel-1 wird die Kontinuität der Daten der ERS- und Envisat- Missionen mit weiteren Verbesserungen in Bezug auf erneute Besuche, Abdeckung, Pünktlichkeit und Zuverlässigkeit des Dienstes gewährleisten.

Eine Zusammenfassung der Hauptanwendungen von Sentinel-1 umfasst:

Meeresüberwachung
- Meereisstände und -bedingungen
- Ölverschmutzungen im Ozean
- Schiffsaktivität
- Meereswinde
Landüberwachung
- Landwirtschaft
- Forstwirtschaft
- Senkung
  - Das C-SAR-Instrument ist in der Lage, Landsenkungen durch die Erstellung von interferometrischen Radarbildern mit synthetischer Apertur (InSAR) zu messen . Die Analyse von Phasenänderungen zwischen zwei oder mehr Radarbildern mit synthetischer Apertur, die zu unterschiedlichen Zeiten aufgenommen wurden, kann Karten der digitalen Höhe erstellen und die Landoberflächenverformung eines Gebiets messen. Hohe räumliche (20 m) und zeitliche (6 Tage) Auflösungen ermöglichen es S1, aktuelle InSAR-Techniken zu verbessern und eine systematische Kontinuität der Daten zu gewährleisten.
Notfallmaßnahmen
- Überschwemmung
- Erdrutsch und Vulkan
- Erdbeben
  - Kurz nach dem Erdbeben in South Napa im August 2014 wurden die von Sentinel-1A gesammelten Daten verwendet, um ein interferometrisches Radar mit synthetischer Apertur oder InSAR-Bild der betroffenen Region zu entwickeln. Die Sentinel-1-Satelliten sollen die Analyse von Erdbeben mit InSAR-Techniken schneller und einfacher machen.

Industrie

Der Hauptauftragnehmer der Mission ist Thales Alenia Space Italy, mit der gesamten Systemintegration und auch mit der Produktion der Plattform Spacecraft Management Unit (SMU) und Nutzlast Data Storage and Handling Assembly (DSHA). Sentinel-1A wurde in Rom, Italien, gebaut. Andere Technologien wie die T/R-Module, die C-Band-Radarantenne mit synthetischer Apertur, die fortschrittlichen Datenmanagement- und Übertragungssubsysteme und der Bordcomputer wurden in L'Aquila und Mailand entwickelt. Für das C-SAR-Instrument ist die Astrium GmbH verantwortlich.

Hauptauftragnehmer des Bodensegments ist Astrium mit den Subunternehmern Telespazio , WERUM , Advanced Computer Systems und Aresys . Die abschließende Testüberprüfung des Satelliten wurde in den Reinräumen von Thales Alenia Space in Rom und Cannes abgeschlossen.

Raumfahrzeug

Sentinel-1A – gestartet am 3. April 2014
Sentinel-1B – eingeführt am 25. April 2016
Sentinel-1C – Entwicklungsvertrag mit Thales Alenia Space aus Italien im Dezember 2015 unterzeichnet, Starttermin noch offen
Sentinel-1D – Entwicklungsvertrag mit Thales Alenia Space aus Italien im Dezember 2015 unterzeichnet, Starttermin noch offen

Galerie

Beispiele für Bilder, die aus Sentinel-1-Daten erstellt wurden.

Gewitter über Estland. Falschfarben- RGB-Bild von VV-, VH- und VV+VH-Polarisations-Rückstreuung.
Lake Success Region, Kalifornien. Falschfarben-RGB-Bild von Scans von zwei verschiedenen Daten.
Eisbewegung in Alert, Kanada. Falschfarben-RGB-Bild von Scans aus drei verschiedenen Monaten.
InSAR- Bild, das die Bodenverformung nach dem Ausbruch des Vulkans Calbuco in Chile zeigt.
Interferometrie zeigt einen Riss im Larsen-Schelfeis in der Antarktis.