När den amerikanske astronauten Alfred Worden, som var kommandomodulspiloten för Apollo 15 månuppdrag 1971, fick frågan vad han kände vid den tiden, Han svarade:"Nu vet jag varför jag är här. Inte för att titta närmare på månen, men att se tillbaka på vårt hem, jorden."

Dessa ord har en intressant parallell till det arbete som pågår idag, när forskare ser till månen för att få en exakt förståelse av vädret och klimatet på jorden.

Behov av noggrannhet

EUMETSAT driver en flotta av meteorologiska och klimatövervakningssatelliter och -processer och sprider data och produkter från de instrument de bär till användare, till exempel nationella meteorologiska tjänster i sina medlemsstater, forskare och användare av EU:s flaggskepps miljöprogram, Copernicus.

Dessa användare kräver mycket exakt data.

EUMETSAT Remote Sensing Scientist med ansvar för kalibrering av synliga och nära-infraröda band Dr Sébastien Wagner sa att, vid övervakning och upptäckt av klimatförändringars signaturer, små radiometriska signaler kan ha stora politiska konsekvenser. För det här syftet, det är avgörande att satelliternas instrument kalibreras med hög noggrannhet - helst inom några tiondelar av en procent.

När satelliternas inbyggda instrument försämras med tiden, verkliga förändringar på jordens yta måste särskiljas från förändringar i en sensors svar, Sa Wagner.

Varför använda månen som ett kalibreringsmål?

Funktioner inklusive månens brist på atmosfär och månytans stabilitet ger den ett antal fördelar jämfört med att använda platser på jorden för att kalibrera instrument i rymden.

"Månen är ett extremt stabilt mål och för vilket du verkligen kan förutsäga dess belysning, "Sa Wagner." Du kan modellera signalen som kommer från månen och som ger dig möjlighet att övervaka hur dina instrument försämras med tiden. "

Månens förändringar i ljusstyrka är periodiska och förutsägbara, och det kan också observeras från valfri jordbana, även om vissa manövrar kan krävas av satelliter med låg jordbana.

Dock, att använda månen som ett kalibreringsmål, en modell behövs för att förutsäga dess ljusstyrka under alla observationsförhållanden.

Månkalibreringsreferensen

Att utveckla en sådan modell, kontinuerliga observationer av måncykeln, under tydliga observationsförhållanden, och förmågan att i tid kontrollera kalibreringen av teleskop som gör observationerna, är nödvändiga.

United States Geological Survey (USGS) utvecklade Robotic Lunar Observatory för att stödja NASA:s jordobservationsuppdrag, använda två teleskop med 32 spektralband totalt under en period av cirka åtta år. Denna USGS ROLO -modell är den nuvarande standarden för månkalibrering.

Att ta ytterligare ett steg framåt mot att använda en gemensam och överenskommen månkalibreringsreferens baserad på USGS ROLO -modellen har varit en internationell insats.

I december 2014, EUMETSAT var värd för en workshop med 14 byråer från Europa, Amerika och Asien arbetar för ett gemensamt genomförande av modellen (den så kallade GSICS-implementeringen av ROLO-modellen, eller GIRO), dela expertis, tillhandahålla en validerad och spårbar version av modellen och, för första gången, generera en referensdatauppsättning för validering och jämförelser, det globala rymdbaserade interkalibreringssystemet (GSICS) Lunar Observation Dataset (GLOD).

Data från minst 30 instrument från europeiska, Amerikanska och asiatiska satelliter har tillhandahållits för datamängden. Dessa inkluderar bildare, t.ex. EUMETSAT:s Spinning Enhanced Visible och Infrared Imager (SEVIRI), som tillhandahåller data som är avgörande för modeller som nu sänder ut allvarliga väderhändelser, och instrument som mäter havsfärg och aerosoler, bland andra.

Även om EUMETSAT har tagit en stor roll i projektet, hålla den framåt och utveckla källprogramvarukoden för GIRO och samla in datamängderna för GLOD, arbetet har varit ett verkligt internationellt teamarbete, Sa Wagner.

Tillsammans, de har utvecklat GIRO, en överenskommen internationell referens för månkalibrering, spårbar till USGS ROLO -modellen.

Fördelarna i praktiken

Wagner sa att en av de stora fördelarna med detta internationella tillvägagångssätt har varit delning av data och förståelse för frågorna kring månkalibrering. Alla partner har en överenskommen referens, osäkerheten i förhållande till data kan reduceras till mycket låga nivåer.

I mars 2017, en viktig milstolpe i projektet nåddes när EUMETSAT gjorde källkoden för GIRO och GLOD tillgänglig för sina internationella partners.

Analys av de resulterande observationsdatauppsättningarna kommer att användas för att förbättra månbestrålningsmodellen. Detta kommer att diskuteras vid en uppföljande workshop som kommer att hållas i Xi'an, Kina i november 2017, som syftar till att möta de allt mer utmanande kalibreringsbehoven för nästa generation av satellitinstrument.