Radar Grondbeginselen

European Remote Sensing Satellite ERS-1

De ERS-1is een satelliet van het Europees Ruimteagentschap (ЕSА) die werd gebruikt voor teledetectie van het aardoppervlak en niet langer in bedrijf is. Het was de eerste zuiver civiele aardobservatiesatelliet en werd ontwikkeld van 1979 tot 1990. Het belangrijkste radarinstrument was de verticaal gepolariseerde (VV mode) Synthetic Aperture Radar (SAR), vervaardigd onder leiding van het bedrijf DASA en werkend in de C-band, waarmee een strook van het aardoppervlak tot 100 km breed kon worden bestreken. Het gebruikte een antenne met een werkelijke opening van 1·10 m. De zendpuls met een lengte van 37,12 µs werd intern gemoduleerd met een lineaire frequentiemodulatie en een zenderbandbreedte van 15,55 MHz. In de ontvanger werd deze puls gecomprimeerd tot een lengte van 64 ns. Met een andere antennegroep zou deze radar ook als verstrooiingsmeter kunnen werken.

Aan boord was ook een radarhoogtemeter (RA) die werkte op een frequentie van 13,8 GHz (K_u-band). Het gebruikte een parabolische antenne met een diameter van 1,2 m en met een breedte van het richtingspatroon van 1,3° en kon de hoogte meten met een nauwkeurigheid tot 5 cm. Hij gebruikte twee verschillende oplossingsvermogens voor het meten van het oceaanoppervlak en voor het meten van de ijslagen. De eindtrap van de zender was uitgerust met een lopende-golfbuis.

ERS-1 werd op 17 juni 1991 gelanceerd met een Ariane 4-draagraket vanuit het ruimtevaartcentrum bij Kourou (Frans Guyana). De satelliet draaide in een zonnesynchrone baan om de aarde van 782-785 km en een inclinatie van 98,5°. Eén omloop duurde 100 minuten en na 35 dagen werd het beginpunt boven het aardoppervlak weer bereikt. De geplande levensduur van drie jaar van de satelliet werd ruimschoots overschreden: pas op 10 maart 2000 werd de missie beëindigd door het falen van het standstabilisatiesysteem. De laatste bruikbare SAR-gegevens werden op 3 maart 2000 verzonden.

Geometrische specificaties

• Ruimtelijke resolutie:
  • langs het spoor ≤ 30 m
  • over het spoor ≤ 26,3 m
• Zwadbreedte::
  • 102,5 km (telemetrisch)
  • 80,4 km (vol vermogen)
• Zwadafstand: 250 km rechts van de satellietbaan

• Lokalisatie nauwkeurigheid:
  • langs het spoor ≤ 1 km;
  • over het spoor ≤ 0,9 km
• Hoek van inval:
  • Dichtbij zwad 20,1°.
  • middelste zwad 23°.
  • afstandszwad 25,9°
  • Toleranties: ≤ 0,5°.

ERS–2

Figuur 2: Voorbeeld van een ESA-brochure.

Deze tweede satelliet, waarvan de constructie in wezen identiek was, werd op 21 april 1995 in dezelfde baan gelanceerd als ERS-1. Deze procedure werd de „tandemmissie“ genoemd en werd het model voor verdere satellietlanceringen. ERS-2 volgde praktisch op ERS-1, zodat hetzelfde gebied op het aardoppervlak een tweede keer kon worden bestreken voor interferometrische metingen met tussenpozen van 35 minuten. Aangezien de aarde in die tijd een paar honderd meter verder was gedraaid, werd hetzelfde gebied nu vanuit een iets andere hoek vastgelegd. Door beide beelden computationeel te verwerken, konden nu landschapsveranderingen in het bereik van één centimeter worden herkend. Met deze technologie was het bijvoorbeeld mogelijk de modderstroom van een vulkaan in Ijsland te voorspellen.

Op 5 juli 2011 kondigde ESA het einde van de missie van ERS-2 aan. Hij werd overgeplaatst naar een baan met minder kans op botsingen. De batterijen werden ontladen en de stuwstoftanks leeggemaakt door ze verschillende keren af te vuren. Een intrede in de atmosfeer van de aarde en de verbranding ervan wordt verwacht vanaf 2025.