science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Hyperspectrale imager laat een erfenis na van bijdragen aan kustonderzoek

De Hyperspectral Imager for Coastal Oceans (HICO) en Remote Atmospheric and Ionospheric Detection System (RAIDS) Experiment Payload op de Japanse experimentmodule -- Exposed Facility en de zonnepaneelvleugels aan bakboordzijde. Krediet:NASA

Beelden van de aarde vanuit de ruimte zijn niet alleen mooi en inspirerend, ze bieden ook waardevolle informatie voor wetenschap en commercie die op geen enkele andere manier kan worden verkregen.

De HICO en RAIDS Experiment Payload (HREP-HICO) creëerden bijzonder waardevolle beelden van een kritiek deel van de aarde:de kustgebieden. Tijdens een vijfjarige vlucht aan boord van het internationale ruimtestation, het verzamelde zo'n 10, 000 van dergelijke beelden door twee experimentele sensoren te combineren, de Hyperspectral Imager for the Coastal Ocean (HICO) en het Remote Atmospheric and Ionospheric Detection System (RAIDS).

wetenschappers, bedrijven en instanties hebben HICO-afbeeldingen gebruikt om de concentraties van gezond en schadelijk fytoplankton te schatten, identificeer schadelijke algenbloei (HAB's) in drinkwaterreservoirs, en de waterkwaliteit beoordelen. HICO heeft ook bijgedragen aan de planning en uitvoering van humanitaire hulpoperaties en militaire acties, en het identificeren van olie die uit gescheurde pijpleidingen is gemorst.

"HICO's vermogen om naar de kustoceanen te kijken was erg belangrijk voor de behoeften van onze planeet, ons helpen de kustomgeving te begrijpen, " zei Mary Kappus, filiaalhoofd voor Coastal and Ocean Remote Sensing bij het Naval Research Laboratory, die het onderzoek heeft ontwikkeld. "Hyperspectrale beelden leren ons meer over die omgeving dan gewone beelden. HICO was de eerste keer dat we een hyperspectrale sensor in de ruimte plaatsten die geschikt was om naar kustoceanen te kijken."

HICO-beeld van algenbloei op Lake Erie, Ohio, in 2011. Krediet:HICO

HICO werd in 2009 aan de buitenkant van de Japanse Experiment Module Exposed Facility (JEM-EF) gemonteerd. De unieke baan van het ruimtestation biedt uitzichten die verschillen van die van traditionele satellieten die de aarde bekijken, waardoor een uitzonderlijk uitzicht op de kustoceaan en de Grote Meren mogelijk is. HICO verzamelde het volledige spectrum van golflengten van zichtbaar tot nabij-infrarood; een gewone camera verwerft drie spectrale kanalen. RAIDS mat de dichtheid, temperatuur, en samenstelling van de ionosfeer en thermosfeer, gebieden van de atmosfeer van de aarde op hoogten tussen 59 en 186 mijl.

HICO heeft in het eerste jaar al zijn primaire missiedoelstellingen behaald, en werd vervolgens gesponsord voor missie-uitbreidingen door zowel het Office of Naval Research als NASA. In september 2014, HICO's computer kreeg een zware stralingshit van een zonnestorm en herstelde nooit. Op 14 juni, 2018, bemanningsleden hebben HICO voor de laatste keer uitgeschakeld.

De dagen van het onderzoek zijn misschien afgelopen, maar zijn werk leeft voort. De meeste HICO-beelden blijven online beschikbaar. Door het maken van kwaliteitsfoto's was HREP-HICO vanaf het begin een succes, en de wetenschap die op die beelden is gebouwd, draagt ​​bij aan het succes ervan.

HICO-afbeelding met wervelingen langs de kust van Nieuw-Zeeland bij Christchurch. Krediet:HICO

"Onderzoekers hebben het gebruikt om wetenschappelijke vragen over waterkwaliteit en algenbloei te beantwoorden, Kappus zei. "Er zijn een aantal artikelen gepubliceerd over de incidentie van algenbloei, die veel mensen raken. We hebben een idee waar ze kunnen gebeuren, maar zijn niet echt goed in het voorspellen ervan. Het is belangrijk om afbeeldingen te hebben die laten zien waar ze zijn en hoe ze zich ontwikkelen."

De erfenis omvat ook vooruitgang in de wetenschap van hyperspectrale detectie op afstand en belangrijke innovaties zoals verbeterde algoritmen om afbeeldingen van kustgebieden te analyseren en vooruitgang in het verwerken van grote hoeveelheden gegevens. Een online webapplicatie, De Hyperspectral Imager voor het Coastal Ocean Image Processing System (HICO IPS), biedt cloudgebaseerde remote sensing-gegevensanalyse. Ontwikkeld door HySpeed ​​Computing, gedeeltelijk door financiering en ondersteuning van het International Space Station National Lab, HICO IPS biedt de wereldwijde gemeenschap toegang tot deze gegevens.

Kappus wijst op de enorme diepte en breedte van fenomenen in HCIO's encyclopedie van beelden als een van zijn belangrijkste prestaties. "Het was in staat om een ​​ongelooflijke reeks dingen te laten zien, beelden van pluimen die uit een rivier komen, draaikolken, scherpe contrasten, zelfs de oceaanbodem aan de kust. Het nam ook geweldige foto's van meren. Veel van de beelden zijn ook mooi."