Sentinel-1

El Sentinel-1 és un tipus de satèl·lit espacial de l'ESA sota el programa Copernicus que consta de dos satèl·lits d'observació terrestre. La càrrega útil del Sentinel 1 és un Synthetic Aperture Radar (SAR) en banda C que proporciona imatges continuadament (dia, nit i tot el temps). Dos satèl·lits més, Sentinel-1C i Sentinel-1D estan en desenvolupament. Sentinel-1B s'ha retirat, deixant Sentinel-1A l'únic satèl·lit de la constel·lació. Els satèl·lits Sentinel-1 porten un instrument de radar d'obertura sintètica de banda C que proporciona una col·lecció de dades en tot temps, de dia o de nit. Aquest instrument té una resolució espacial de fins a 5 m i una franja de fins a 410 km.^[1] El satèl·lit orbita una òrbita propera a la polar (inclinació de 98,18°) síncrona al Sol. L'òrbita té un cicle de repetició de 12 dies i completa 175 òrbites per cicle. El 12 de març de 2010, l'Agència Espacial Europea i Thales Alenia Space van signar un contracte de 270 milions d'euros per construir el satèl·lit Sentinel-1 amb dades de llançament previst pel 2013.

Sentinel-1

Informació general
Tipus	model de nau espacial
Fabricant	Thales Alenia Space i Airbus Defence and Space
Operador    Agència Espacial Europea
Especificacions
Format per Sentinel-1A Sentinel-1C Sentinel-1B Sentinel-1D
Instruments Radar d'apertura sintètica

El Sentinel-1A va arribar a la zona de llançament a Kourou, Guaiana Francesa el 25 de febrer,^[2] i va ser llançat el 3 d'abril de 2014, per un coet Soiuz.,^[3] i Sentinel-1B es va llançar el 25 d'abril de 2016 utilitzant el mateix tipus de coet. Tots dos satèl·lits es van enlairar des del Centre Espacial Guayanès a Kourou, Guiana Francesa.^[4] Sentinel-1C i 1D estan en desenvolupament.^[5] Una fallada d'equip del Sentinel-1B el desembre de 2021 va fer accelerar el treball del Sentinel-1C,^[6] inicialment previst per al seu llançament el desembre de 2023.^[7]

Hi ha una àmplia gamma d'aplicacions per a les dades recollides mitjançant la missió Sentinel-1. Alguns d'aquests usos inclouen la vigilància del mar i el sòl, la resposta d'emergència a causa de desastres ambientals i les aplicacions econòmiques. Un dels principals objectius de la missió era proporcionar dades SAR de banda C.^[8] Recentment, Sentinel-1 ha treballat conjuntament amb SMAP per ajudar a aconseguir una mesura més precisa de les estimacions d'humitat del sòl.^[9] Les observacions d'ambdós instruments mostren ser complementàries entre si, ja que combinen dades sobre el contingut d'humitat del sòl.

Les polítiques de l'ESA i la Comissió Europea fan que les dades de Sentinel-1 siguin fàcilment accessibles. Diversos usuaris poden adquirir les dades i utilitzar-les amb finalitats públiques, científiques o comercials de forma gratuïta.

Característiques

Especificacions dels satèl·lits Sentinel-1:^[10]

• 7 anys de vida útil (12 anys per a consumibles)
• Llançador: Soiuz
• Òrbita heliosíncrona gairebé polar (98,18°)
• 693 km d'altitud
• Cicle de repetició de 12 dies
• 175 revolucions per cicle
• Període orbital de 98,6 minuts
• Estabilització d'altitud de 3 eixos
• Massa de llançament de 2.300 kg
• Mides de 3,9 m × 2,6 m × 2,5 m

Instruments

La nau Sentinel-1 està dissenyat per transportar els instruments següents:^[11]

• Un sol radar d'obertura sintètica (C-SAR) de banda C amb la seva electrònica. Aquest instrument proporciona una precisió radiomètrica d'1 dB amb una freqüència central de 5,405 GHz.^[10] Les dades recollides per C-SAR es van fer contínues després de la finalització d'una missió anterior (missió Envisat).^[8]
• Un conjunt d'emmagatzematge i manipulació de dades (DSHA) basat en SDRAM, amb una capacitat d'emmagatzematge de dades activa d'uns 1.443 Gbit (168 GiB), que rep fluxos de dades de SAR-SES a més de dos enllaços independents que recullen la polarització SAR_H i SAR_V, amb una velocitat de dades variable de fins a 640 Mbit/s a cada enllaç i que proporcionen una capacitat d'enllaç descendent de dades d'usuari fix de 520 Mbit/s banda X a través de dos canals independents cap a terra.

Modes operatius/adquisició

Sentinel-1 té quatre modes operatius:^[10][12][13]

• El mode Strip Map (SM) ofereix una resolució espacial de 5 per 5 metres i una franja de 80 km.
  • Els únics usos de l'SM són controlar petites illes i gestionar emergències per a esdeveniments extraordinaris a petició.
  • Ofereix productes de dades en polarització simple (HH o VV) o doble (HH + HV o VV + VH)
• El mode de franja ampla interferomètrica (IW) ofereix una resolució espacial de 5 per 20 metres i una franja de 250 km.
  • IW és el mode operatiu principal sobre terra
  • IW aconsegueix la interferometria mitjançant la sincronització de ràfegues
  • Ofereix productes de dades en polarització simple (HH o VV) o doble (HH + HV o VV + VH)
• El mode de franja extra ample (EW) té una resolució espacial de 20 per 40 metres i una franja de 400 km.
  • EW s'utilitza principalment per supervisar àmplies zones costaneres per a fenòmens com ara el trànsit marítim i els perills ambientals potencials com els vessaments de petroli o els canvis en el gel marí.
  • Ofereix productes de dades en polarització simple (HH o VV) o doble (HH + HV o VV + VH)
• El mode Wave (WV) té una resolució de 5 per 5 metres i una velocitat de dades baixa. Produeix imatges de mostra de 20 per 20 km al llarg de l'òrbita a intervals de 100 km.^[10]
  • Aquest és el mode operatiu principal sobre mar obert.
  • Ofereix productes de dades només amb polarització única (HH o VV).

Productes de dades

Sentinel-1 té quatre tipus de productes de dades:^[12]

• Dades brutes de nivell 0
• Dades processades de nivell 1 del complex d'aspecte únic (SLC):
  • Imatges complexes amb fase i amplitud de zones especificades
• Dades de nivell 1 detectat a l'abast del sòl (GRD):
  • Només una intensitat multiaspecte distribuïda sistemàticament
• Dades de nivell 2 de l'oceà (OCN):
  • Dades distribuïdes sistemàticament dels paràmetres geofísics de l'oceà

Tots els nivells de dades estan disponibles públicament de forma gratuïta en línia dins de les 24 hores posteriors a l'observació.^[14]

Aplicacions

Proporciona dades continuant les missions ERS i Envisat, amb millores addicionals en termes de revisitivitat, cobriment, puntualitat i fiabilitat del servei.^[15]

• Vigilància marina
  • Nivells i condicions del gel marí
  • Vessaments de petroli oceànic
  • Activitat de vaixells
  • Vents marins
• Vigilància del terreny
  • Agricultura
  • Boscos
  • Subsidència
    • L'instrument C-SAR és capaç de mesurar l'enfonsament del terreny mitjançant la creació d'imatges de radar interferomètric d'obertura sintètica (InSAR). L'anàlisi dels canvis de fase entre dues o més imatges de radar d'obertura sintètica preses en diferents moments és capaç de crear mapes de l'elevació digital i mesurar la deformació de la superfície terrestre d'una àrea. Les altes resolucions espacials (20 m) i temporals (6 dies) permeten a S1 millorar les tècniques InSAR actuals i proporcionar continuïtat sistemàtica a les dades.^[16]
• Resposta d'emergència
  • Inundació
  • Esllavissada i volcànica
  • Terratrèmols
    • Poc després del terratrèmol del sud de Napa d'agost de 2014, les dades recollides per Sentinel-1A es van utilitzar per desenvolupar una imatge de radar interferomètric d'obertura sintètica, o InSAR, de la regió afectada. S'espera que els satèl·lits Sentinel-1 facin l'anàlisi dels terratrèmols utilitzant tècniques InSAR de manera més ràpida i senzilla.^[17]

Industrial

El contractista principal de la missió és Thales Alenia Space Itàlia, amb la integració de tot el sistema i també amb la producció de la plataforma Spacecraft Management Unit (SMU) i la càrrega útil Data Storage and Handling Assembly (DSHA). Sentinel-1A es va construir a Roma, Itàlia. Altres tecnologies com els mòduls T/R, l'antena de radar d'obertura sintètica de banda C, els subsistemes avançats de gestió i transmissió de dades i l'ordinador de bord, es van desenvolupar a L'Aquila i Milà.^[18] L'instrument C-SAR és responsabilitat d'Astrium Gmbh.

El contractista principal del segment terrestre és Astrium amb els subcontractistes Telespazio, WERUM, Advanced Computer Systems i Aresys. La verificació final de la prova del satèl·lit es va completar a les sales netes de Thales Alenia Space a Roma i Cannes.^[18]

Satèl·lits

• Sentinel-1A - llançat el 3 d'abril de 2014^[19]
• Sentinel-1B - llançat el 25 d'abril de 2016,^[19] no disponible a causa d'un problema d'energia des del 23 de desembre de 2021, el final de la missió es va declarar el 3 d'agost de 2022
• Sentinel-1C: contracte de desenvolupament signat amb Thales Alenia Space d'Itàlia el desembre de 2015; el llançament estava previst per a l'abril de 2023^[6][20] però es va retardar a causa d'un error de llançament de Vega-C el desembre de 2022.^[21]
• Sentinel-1D – contracte de desenvolupament signat amb Thales Alenia Space d'Itàlia el desembre de 2015; llançament previst per a la segona meitat de 2024^[22]

Galeria

Exemples d'imatges produïdes a partir de dades de Sentinel-1.

• 
  Tempestes a Estònia. Imatge RGB de color fals de retrodispersió de polarització VV, VH i VV+VH.
• 
  Regió de Lake Success, Califòrnia. Imatge RGB en color fals d'escaneigs de dues dates diferents.
• 
  Moviment de gel a Alert, Canadà. Imatge RGB en color fals d'escaneigs de tres mesos diferents.
• 
  Imatge InSAR que mostra la deformació del sòl després de l'erupció del volcà Calbuco a Xile.
• 
  La interferometria revela una esquerda a la barrera de gel de Larsen, a l'Antàrtida.