Många jordobservationssatelliter använder en extra ingrediens för att säkerställa tillförlitlig, miljödata av god kvalitet:månen.

Medan jordens yta ständigt förändras, månens ansikte har förblivit detsamma i miljontals år, förutom enstaka meteoroidnedslag. Detta gör ljuset som reflekteras från månens yta till en idealisk kalibreringskälla för optiska jordobserverande instrument. Nu har ett ESA-ledt projekt planer på att göra det ännu mer användbart.

Ett instrument har placerats högt på sluttningarna av berget Teide på Teneriffa, över de flesta moln och luftburet damm, designad för att mäta nattliga variationer i månsken, för att finslipa noggrannheten i månkalibreringsinsatser i framtiden.

"Rymdbyråer över hela världen använder månen för att bedöma och övervaka kalibreringen av optiska jordobservationsinstrument, " förklarar Marc Bouvet, övervaka projektet för ESA. "Dessa instrument är noggrant kalibrerade före lansering, men i rymden kan deras prestanda gradvis glida, på grund av strålning eller linskontamination till exempel, eller mekaniska förändringar.

"Vi måste vara säkra på att förändringar i ljuset som tas emot från jorden representerar verkliga förändringar på marken kontra förändringar i instrumentet. Därför behöver vi kalibreringsmål – som representerar en oföränderlig, stabil ljuskälla – för att lokalisera eventuell prestandadrift i mätningar av rymdinstrument."

Vissa uppdrag innehåller interna kalibreringsanordningar medan andra använder relativt oföränderliga markegenskaper som ökensträckor utan särdrag, hav eller saltslätter, modellering av strålningen som kommer från dessa mål. Men vilken plats som helst på jorden kan fortfarande variera över tiden.

"Jämfört med var som helst på jorden, månens yta är oföränderlig, ", tillägger Marc. "Så ett brett utbud av jordobservationsuppdrag använder den för att övervaka stabiliteten i deras kalibrering, oavsett om det kommer från lågjords- eller geostationära banor.

"Huvudfrågan, var vi än tittar från, är att månen vi ser inte alltid är samma måne. Den har inte en prydlig cirkulär bana runt jorden – inte heller jorden runt solen – och över var 28:e dag av måncykeln ser vi inte alltid exakt samma ansikte:ibland ser vi mer åt sidorna, eller på toppen – känd som lunar libration.

"Faktiskt, det tar 18 år för månen att återgå till hur den såg ut före nutiden.

"Vårt mål är att observera månens helskiva under en tvåårsperiod, för att kunna skapa en modell av månstrålning som är mycket mer exakt. Dagens bästa modelleringssatsning har en 10% osäkerhet förknippad med sig; vi vill kunna få ner det till cirka 2 %."

Instrumentet installerat på berget Teide är en solfotometer, liknande de som används av ett globalt nätverk som mäter partiklar i atmosfären. Den här, dock, har specialanpassats för att arbeta på natten istället för dagen, mäter månsken istället.

Projektet, med stöd av ESA:s grundläggande aktiviteter, genomförs av ett konsortium som omfattar Storbritanniens National Physical Laboratory, samt Spaniens Valladolid University och Belgiens VITO, det flamländska institutet för teknisk forskning.

"Förra året var det en konferens om månkalibrering, inklusive deltagare från NASA, NOAA, franska rymden CNES, Japanska rymdorganisationen JAXA och Kina, " tillägger Marc.

"Det var mycket spänning kring detta projekt – såväl som jämförbara amerikanska och kinesiska ansträngningar – eftersom framgång skulle leda oss till att kunna länka samman tidigare, nuvarande och framtida optiska jordobservationsuppdrag till en gemensam kalibreringsreferens, möjliggör enklare korsjämförelser av data, berika vår övergripande bild av den terrestra miljön.

"Vi hoppas att den förbättrade modellen kan vara klar för användning i slutet av decenniet."