Jorda i 3D

To europeiske satellitter skal lage en 3D-høydemodell av jordoverflaten med en nøyaktighet på to meter. Dette er mye bedre enn den forrige kartleggingen fra romferga.

Publisert
Satellittene TerraSAR-X og TanDEM-X. (Illustrasjon: EADS Astrium)
Satellittene TerraSAR-X og TanDEM-X. (Illustrasjon: EADS Astrium)

Syntetisk apertur-radar (SAR)

En kort radarpuls sendes ut mot bakken. Den kastes tilbake fra bakken, akkurat som et vanlig ekko når du roper mot en bergvegg. Lyden bruker litt tid på veien fram og tilbake fra bergveggen, og radarekkoet kommer også litt forsinket tilbake til mottakerantennen.

Men radarbølger går like fort som lyset, og det er mye fortere enn lydbølgene i et lyd-ekko. Derfor blir forsinkelsen mye mindre, bare brøkdeler av et sekund.

Når det er en avstand mellom antennene, vil radarekkoet først nå fram til den nærmeste antennen, og så litt seinere til den lengst unna. Denne ørlille tidsforskjellen kan brukes til å beregne hvor på bakken signalet kommer fra med større nøyaktighet. Dette kalles SAR.

SAR ble også brukt da romferga Endeavour i år 2000 kartla jorda i Shuttle Radar Topography Mission. Her var den ene antennen i lasterommet på romferga, og den andre i enden av en 60 meter lang mast.

Også romsonden Cryosat-2 bruker SAR for å måle istykkelse, og vi har laget en animasjon som forklarer hvordan SAR virker.

Den ser du ved å følge denne lenken.

Ved å sammenligne radarekko fra de to satellittene, går det an å lage et kart over høydeforskjeller som er nøyaktig ned til to meter.

Dette er den første komplette og enhetlige høydemålingen av jorda med så stor nøyaktighet.

I år 2000 ble en lignende kartlegging gjort fra romferga, men enkelte mindre områder ble ikke dekket, og nøyaktigheten var bare rundt 30 meter over USA og 90 meter over resten av verden.

Bedre høydekart vil være nyttig til mange formål.

Hydrologer vil kunne forutsi bedre hvordan flom sprer seg utover fra elver. Oseanografer kan måle høyden på havoverflaten og kartlegge blant annet havstrømmer.

Mobiloperatører kan bedre beregne dekningsområdet for mobilmaster. Og nasjonale kartverk vil kunne forbedre nøyaktigheten på kartene sine.

To antenner gir skarpere radarbilde

Oppskytning av TanDEM-X fra Baikonur med Dnepr-rakett, mandag 21. juni 2010. (Foto: Tenski/EADS Astrium)
Oppskytning av TanDEM-X fra Baikonur med Dnepr-rakett, mandag 21. juni 2010. (Foto: Tenski/EADS Astrium)

Den siste av de to satellittene heter TanDEM-X. Den ble skutt opp fra den russiske Baikonur-kosmodromen i Kazakhstan sist mandag 21. juni.
De første radiosignalene ble tatt imot av den norske Troll-stasjonen i Antarktis en halv time seinere, og satellitten går nå i bane 514 kilometer over jorda.

Allerede tre døgn etter oppskytningen sendte TanDEM-X de første radarbildene tilbake til den tyske mottaksstasjonen i Neustretlitz.

Bare noen hundre meter fra TanDEM-X flyr den andre av tvillingsatellittene, TerraSAR-X. Den ble skutt opp i 2007, og er bygget på nesten samme måte.

Begge satellittene er utstyrt med radarer. Den ene sender en kort radarpuls ned mot jordoverflaten, og begge tar imot ekkoet som kommer tilbake.

Avstanden mellom mottakerantennene på de to satellittene kan utnyttes til å tegne et skarpere radarbilde av landskapet under. Prinsippet kalles syntetisk apertur-radar. (Se faktaboks)

Moskva, sett med radarøyet til TanDEM-X fra 500 kilometers høyde. Øverst til venstre sees Sheremetjevo-flyplassen. Rullebanene virker svarte, fordi betongen reflekterer radarstrålene vekk fra satellitten. (Foto copyright: DLR)
Moskva, sett med radarøyet til TanDEM-X fra 500 kilometers høyde. Øverst til venstre sees Sheremetjevo-flyplassen. Rullebanene virker svarte, fordi betongen reflekterer radarstrålene vekk fra satellitten. (Foto copyright: DLR)

Hele jorda på tre år

Satellittene går i baner tilnærmet fra pol til pol. Fordi jorda roterer under dem med døgnbevegelsen om sin egen akse, vil satellittene passere over stadig nye områder. I løpet av tre år skal hele jordoverflaten være kartlagt.

Satellittene er bygget av det europeiske firmaet EADS Astrium, og opereres av Institut für Hochfrequenzdynamik und Radarsysteme, en underavdeling av det statlige tyske romfartssenteret DLR (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.)

De kommersielle rettighetene til data fra satellittene er gitt til det tyske firmaet Infoterra GmbH.

Lenker/kilder:

Om TanDEM-X fra det tyske romsenteret DLR

Om TanDEM-X fra EADS Astrium

Om TanDEM-X fra Infoterra