陆地卫星遗产：美国国家航空航天局-美国地质调查局太空观测地球项目50周年

编者按，2022年8月5日：本报道已更新，对陆地卫星7号的仪器进行了澄清。

1972年7月的一个温暖的日子，美国国家航空航天局发射了一颗新的地球成像卫星，名为地球资源技术卫星。“ERTS”是后来成为美国国家航空航天局和美国地质调查局陆地卫星计划的第一颗卫星，这是一项雄心勃勃的努力，旨在从太空记录整个地球。第一颗陆地卫星非常成功，它催生了一系列卫星，创造了从太空视角观察地球表面最长的连续记录——50年后，这一记录一直持续到今天。

位于马里兰州格林贝尔特的美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心地球科学部名誉主任吉姆•艾恩斯说：“早期的陆地卫星彻底改变了我们从太空观察地球的方式。”

自首次亮相以来，陆地卫星已经积累了超过1000万张图像。这些图像也被称为场景，显示了陆地和海岸的当前快照，但与过去几年的图像相结合，它们也揭示了随着时间的变化——冰川慢慢消失，或者城市空间在景观中蔓延。

这些场景和时间序列在全球范围内有着无数的应用：水文学家利用它们来跟踪河流的变化；生态学家用它们来确定森林砍伐的程度；农民和农业组织利用它们来分析作物健康状况。

只显示左边只显示右边拉斯维加斯是美国增长最快的大都市地区之一。在1972年（左）和2022年（右）的陆地卫星图像中，右侧的米德湖随着城市的扩张而减少。

在陆地卫星的五十年里，有八颗不同的陆地卫星环绕地球运行。目前，有三颗卫星继续从太空收集全球观测数据：陆地卫星7号、8号和9号。（陆地卫星6号在发射后不久就丢失了。）最新的陆地卫星9号于2021年秋季进入轨道。虽然陆地卫星9号与其前身有相似之处，但自该项目出现以来，陆地卫星的设计已经发生了巨大的变化。

早期：前两颗陆地卫星可以在四个光谱波段或波长的光中看到：红色和绿色的可见光，以及两个近红外波段。近红外使卫星能够将植被与其他土地覆盖区分开来，并评估植物健康状况，而可见波长则将雪、沙漠和云层等明亮表面与水等黑暗表面区分开来。每个场景都围绕着一个大约115英里的正方形区域。

弗吉尼亚•T•诺伍德（Virginia T.Norwood）被称为能够解决不可能的问题的人，他在第一台在陆地卫星1号上飞行的天基多光谱扫描仪的开发中发挥了关键作用，并使此次任务取得了成功。诺伍德与美国国家航空航天局、美国地质调查局、大学研究人员和她在休斯的团队合作，成功地将这项开创性的技术结合在一起，使从太空定期拍摄地球数字图像成为可能。

1972年7月23日，地球资源技术卫星（ERTS，后更名为陆地卫星1号）在范登堡空军基地搭载德尔塔900发射升空。

1972年7月25日在德克萨斯州达拉斯拍摄的第一张全面运行的陆地卫星图像，开启了40年的运行，当时第一颗卫星被称为地球资源技术卫星（ERTS）。

第一批传输到地球的陆地卫星数据是用磁带记录的，这与音乐磁带的基本技术相同，但要大得多：前三艘陆地卫星上飞行的大型宽带录像机每台都有1800英尺的磁带，每台重达76磅。

根据这些数据，科学家们生成并打印出照片。这些照片提供了一个区域的一般空间视图，但在计算机算法帮助科学家和资源管理者更有效地识别他们所代表的土地覆盖类别之后，数据的真正力量才显现出来。打印机打印出带有字母、数字和符号组合的纸质地图，每个字符代表一个土地覆盖类别，如农田或森林。

Irons说：“你会拿出彩色铅笔或魔法笔，给不同的字符上色，每个字符都有自己的颜色。”“这会给你一个早期版本的彩色土地覆盖图。”

戈达德是美国国家航空航天局陆地卫星项目开始时的驻地。Irons曾担任陆地卫星7号的副项目科学家和陆地卫星8号的项目科学家，帮助进一步塑造了该项目，并在卫星的开发中发挥了关键作用。在他与陆地卫星公司合作的43年中，他见证了卫星成长为今天的样子。

Irons说，80年代和90年代的陆地卫星数据对许多项目至关重要，比如了解雨林中树木损失的程度。同样，Goddard的陆地卫星9号项目科学家Chris Neigh使用时间序列来观察北方森林缓慢向北蔓延，因为树木随着全球变暖而逐渐向极点倾斜。Neigh补充道，陆地卫星数据的长期谱系对这类研究至关重要：几乎没有其他记录可供参考，也没有一个记录如此全面。

2000年代：免费访问陆地卫星档案馆

在陆地卫星6号发射失败后，陆地卫星7号于1999年成功升空，并配备了改进的仪器。美国国家航空航天局在陆地卫星7号和陆地卫星8号发射之间进行了七年的审议，试图在开始另一个七年的建造和发射下一颗卫星的过程之前，决定如何推进该项目。

在那段时间里，图像管理从商业提供商回归美国地质调查局，后者在2008年免费提供了整个陆地卫星档案。图片请求猛增。2020年，陆地卫星的历史下载量超过1亿个场景，而且这个数字还在继续上升。

随着陆地卫星的不断转型，使用它的人和项目也在增长：美国农业部依靠陆地卫星指导农民浇水和土地管理；气候科学家观察冰川随着气温上升而消退；在遭受旱灾的西部，水资源管理人员监测水库水位。

陆地卫星的下一次冒险随着数据用户社区的不断发展，科学家和工程师已经在期待下一次任务。美国国家航空航天局和美国地质勘探局正在为下一代陆地卫星开发选项，目前称为“陆地卫星下一代”。

Irons说，陆地卫星在太空中的眼睛为了解我们不断变化的星球提供了新的机会，但看到地球的简单敬畏有时会被遗忘。

“我们不可能都是宇航员，”Irons说。“但如果我们看看陆地卫星的图像，我们就能了解如果我们在太空中绕地球运行，地球会是什么样子。”

横幅图片：艺术家对陆地卫星9号宇宙飞船的构想，这是长期陆地卫星计划中发射的第九颗卫星，位于美国上空。