Budoucí mise

Stávající mise Sentinel jsou těžištěm programu Copernicus, který je veden Evropskou komisí. Data ze Sentinelů, které vyvíjí ESA, pomáhají řešit problémy v oblasti urbanizace, zabezpečení potravin, stoupání hladiny moří, tání ledu v oblasti pólů, přírodní katastrofy a samozřejmě změny klimatu. Pokud jde o budoucnost, v současnosti je plánováno šest misí s vysokou prioritou, které se zabývají mezerami v potřebách programu Copernicus a rozšiřují současné možnosti vesmírných komponent. Spuštění těchto misí se očekává mezi lety 2026 – 2028.

CHIME: COPERNICUS HYPERSPECTRAL IMAGING MISSION FOR THE ENVIRONMENT

Hlavním cílem mise CHIME je provádět hyperspektrální měření a podporovat misi Sentinel 2. Bude snímat v oblasti viditelného až krátkovlnného infračerveného spektra a bude konkrétně podporovat nové a vylepšené služby v oblasti potravinové bezpečnosti, zemědělství – udržitelné zemědělství, biodiverzita v krajině, vlastnosti půdy, udržitelné těžební postupy a ochrana životního prostředí.

Rostoucí očekávání ohledně používání údajů o pozorování Země vytváří rostoucí tlak na technologii, aby poskytovala ověřené a spolehlivé informace. Hyperspektrální zobrazování (známé také jako zobrazovací spektroskopie) dnes umožňuje pozorování a monitorování povrchových měření (geo-biofyzikální a geobiochemické proměnné) v důsledku diagnostické schopnosti spektroskopie poskytované prostřednictvím souvislého, bezmezerového spektrálního vzorkování z viditelné po krátkovlnnou infračervenou část elektromagnetického spektra.

CHIME se bude zabývat monitorováním obsahu dusíku a obsahu chlorofylu v rostlinách, sledováním výnosu zemědělských polí, degradací a vlastnostmi půdy jako je obsah organické hmoty, slanost a vlhkost.

Požadavky na parametry mise:

pokrytí: mezi 56° j. š. a 84° s. š., všechny pobřežní vody do 50 m od břehu a všechny ostrovy větší než 100 km² nebo ostrovy, které jsou součástí EU.
časové rozlišení: na rovníku 10 dní
prostorové rozlišení: rozsah mezi 20 m – 30 m, optimalizován pro velikost intravilánu, v Evropě a v Africe. Produkt 1LC by měl mít možnost převzorkování na velikost buňky Sentinelu 2 = 20 m.
čas optimálního pozorování: 10:30-11:30 místního času, kompatibilita se Sentinelem 2

Speciální požadavky:

kontinuální měření ve spektru v rozsahu 400-2500 nm

CIMR: COPERNICUS IMAGING MICROWAVE RADIOMETER

Copernicus skenující mikrovlnný radiometr bude přinášet širokopásmové (wide-swath) kónické měření multifrekvenčním radiometrem k pozorování teploty mořského povrchu, koncentrace mořského ledu nebo například měření salinity. Také bude dodávat další informace o parametrech mořského ledu. CIMR odpovídá požadavkům uživatelů na data z Arktických oblastí.

Cíle mise jsou rozděleny na primární a sekundární.

Primárními cíli jsou potom:

měření koncentrace a rozlohy mořského ledu, měření povrchové teploty moře, zajištění kontinuity měření mikrovlnnými radiometrem synergiemi s jinými misemi (např. MetOp-SG) v Evropě

a mezi vedlejší cíle mise patří:

měření mořského ledu a jeho pohybu, typ ledu v kombinaci s ostatními družicovými daty, výška sněhu na mořském ledu, celková plocha sněhu, vodní hodnota sněhu a teplota povrchu ledu v mrazivých podmínkách, měření slanosti mořského povrchu, rychlost větru nad oceánem, srážky nad oceánem.

Požadavky na parametry mise:

na oběžné dráze by měly být dva satelity CIMR-A a CIMR-B
referenční orbita: heliosynchronní
šířka řádku: >1900 km
předpokládaná výška: 820 km
předpokládaná rychlost: 7,2 km/s
hlavní frekvenční kanály: 6.9 GHz, 10.65 GHz, 18.7 GHz, 36.5 GHz
frekvenční kanály u produktu L1b: 18.7 GHz, 23.8 GHz, 31.4 GHz, 89.0 GHz
prostorové rozlišení: od 5 km (monitoring vlastností mořského ledu v polárních oblastech) po 60 km (vítr na povrchu moře/oceánu, vlhkost půdy)

CO2M: COPERNICUS ANTHROPOGENIC CARBON DIOXIDE MONITORING

Mise CO2M by měla nést spektrometr měřící v blízkém infračerveném pásmu, který bude sloužit k měření oxidu uhličitého v atmosféře vyprodukovaného lidskou činností. Měření by snížila současné nejistoty v odhadech emisí oxidu uhličitého ze spalování fosilních paliv, a to by EU poskytlo jedinečný zdroj informací k posouzení účinnosti opatření při plnění národních cílů na snižování emisí.

Cílem mise je především detekovat emise CO2 v okolí velkých měst a elektráren a tato místa dále sledovat za účelem posouzení množství těchto emisí. Dalším cílem je měření NO2 ve viditelném spektru, které se provádí diferenciální optickou absorpční spektroskopií.

Očekává se, že mise bude soustava několika satelitů. Každý satelit bude poskytovat globální pokrytí a ponese push-broom spektrometr měřící ve třech spektrálních pásmech – NIR, a 2 ve spektrálním rozsahu SWIR. Dále bude zahrnovat viditelné pásmo pro měření obsahu NO2 v atmosféře.

Požadavky na parametry mise:

heliosynchronní orbita
čas měření: kolem 11:30
prostorové rozlišení: 4 km²
velikost jedné scény: 250 x 250 km
globální pokrytí v průměru 1x týdně
doba uvedení do provozu: 2026
minimální šířka řádku: 250 km
další měření: měření fluorescence a CH4
spektrální rozsah u měření CO2

CRISTAL: COPERNICUS POLAR ICE AND SNOW TOPOGRAPHY ALTIMETER

Tato mise by se měla zabývat především monitoringem polárních oblastí. Družice ponese multifrekvenční radarový výškoměr a mikrovlnný radiometr, který monitoruje například tloušťku mořského ledu. Toto měření by podpořilo námořní operace v polárních oblastech a pomohlo v dlouhodobém horizontu plánovaných činností. Mise by také přispěla k lepšímu pochopení klimatických procesů.

Primární cíle mise:

sledování variability Arktického a Jižního oceánu
měření tloušťky ledu a výšky sněhu na mořském ledu
měření nadmořské výšky povrchu pod ledovcem
identifikace možných vznikajících nestabilit ledových štítů a nově vznikajících ker

Sekundární cíle mise:

pozorování topografie oceánu
monitoring zamrzlých řek v polárních oblastech
monitoring změny povrchu v oblastech permafrostu

Požadavky na parametry mise:

životnost: 7 let
oblast měření: polární region >58°N, moře >55°N, Grónsko >58°N, Antarktida >50°S
časové rozlišení: <10 dní
synergie oběžné dráhy v nižších zeměpisných šířkách se Sentinelem 3
rozlišení výškoměru: >0,31 m
schopnost výškoměru měřit nadmořské výšky v rozmezí -200 – 9 000 m
produkt L0, L1, L2, Higher Level (L3 a L4 – tematické produkty dle požadavku)

LSTM: COPERNICUS LAND SURFACE TEMPERATURE MONITORING

Monitoring teploty zemského povrchu bude přinášet data s vysokým časovým i prostorovým rozlišením v tepelném infračerveném pásmu (vlnová délka 8-14 μm). Měření teploty zemského povrchu a evapotranspirace jsou klíčovými prvky k pochopení variability klimatu, správě vodních zdrojů, předpovídání sucha a dalších přírodních rizik jako například požárů nebo teploty v urbánních oblastech.

Cílem této mise je především umožnit monitorování rychlosti evapotranspirace zachycením variability povrchové teploty půdy a umožnit odhady produktivity vody v terénu, a nasadit jeden nebo více satelitů s optimalizovanými nástroji TIR pásma, podporovat mapování městských tepelných ostrovů.

Požadavky na parametry mise:

prostorové rozlišení: 30-50 m
vysoké časové rozlišení (nejlépe 1 den, minimálně 3 dny)
snímek by měl být pořízen 9-15 hod místního času
tepelný kontrast ve vodě obsažené v rostlinách je nejlepší kolem 13:00, nevýhodou je pravidelně zvýšená oblačnost
minimálně tři pásma v IR, jedno nebo dvě pásma TIR
spektrální rozlišení: 8-12,5 μm
rozsah teplot na úrovni produktu L2: cílem jsou hodnoty v rozsahu 200-460 K

ROSE-L: L-BAND SYNTHETIC APERTURE RADAR

Mise ROSE-L bude radarová mise doplňující Sentinel 1. Delší vlnová délka L-pásma může proniknout přírodními materiály lépe než C-pásmo, které využívá právě Sentinel 1. ROSE-L by se tak používala na monitorování vlhkosti půdy, rozlišování druhů plodin, ale také by přispěla k monitorování ledovců, ledových ker a sněhu v polárních oblastech.

Požadavky na misi ROSE-L nelze posuzovat izolovaně, ale bude se stavět na stávající infrastruktuře družic Copernicus ta, aby bylo dosaženo maximálního přínosu pro uživatele. Zejména se bude jednat o harmonizaci a koordinaci ve spojení s dalšími Sentinely, především se Sentinelem 1.

Hlavní cíle mise SAR v pásmu L jsou například:

zlepšení monitorování využití půdy v zemědělství a lesnictví, charakteristika a stav vegetace
zdokonalené monitorování Arktidy a kryosféry mapováním mořského ledu nebo i vodní hodnoty sněhu

Požadavky na parametry mise:

mise umožní interferometrii
má schopnost globálního pokrytí
časové rozlišení: kratší než 1/den (Arktida), 3 dny (Evropa)
prostorové rozlišení: lepší než 50 m² (např. 5×10 m nebo podobné)
mise podporuje duální polarizaci (VV, VH, HH, HV)
produkty: L0, L1 – Single Look Complex, Ground Range Detected, Analysis Ready Data, L2