ESA:s kubikmeterstora Proba-V-minisatellit kommer snart att avsluta sitt nästan sju år långa globala uppdrag att övervaka den dagliga tillväxten av all jordens vegetation. När Copernicus Sentinel-3 tar på sig denna uppgift istället, Proba-V kommer att vara fri att utföra experimentell övervakning över Europa och Afrika – inklusive samobservationer med nya följeslagare.

Trots sin ringa storlek, Proba-V upprätthåller ett kontinentspännande perspektiv:dess huvudsakliga Vegetationsbildkamera har en 2250 km bred sträng. Detta gör att den täcker nästan hela jordens vegeterade yta varje dag. Med tanke på molntäcke, uppdraget bygger upp en komplett ögonblicksbild av global växttillväxt var tionde dag. Övergripande, uppdraget har förvärvat mer än en petabyte miljödata under sin tid i omloppsbana.

Proba-V:s extremt vida vy uppstår eftersom Vegetation består av tre separata bildteleskop, har 300 m rumslig upplösning, som stiger till 100 m upplösning i centralteleskopet - en markant förbättring jämfört med den tidigare generationen av vegetationsinstrument.

"Proba-V började som ett "gap-filler"-uppdrag för att säkerställa datatäckning mellan Vegetationsinstrumenten som flögs på de fullstora Spot-4- och -5-satelliterna och Copernicus Sentinel-3, " förklarar ESA Earth Observation operationschef Roberto Biasutti.

"Det började med en tvåårig missionslivstid, som upprepade gånger förlängdes, och satelliten förblir vid utmärkt allmän hälsa. Så även om dess globala uppdrag ska avslutas i juni, strax efter sin sjunde födelsedag, planen är att låta det fortsätta att fungera."

Proba-V lanserades i vad som kallas en "solsynkron" bana, där den håller jämna steg med solen när den kretsar runt jorden på 820 km höjd, gör det möjligt att observera dagsljus så mycket som möjligt. Denna omloppsbana förfaller dock gradvis, och minisatelliten saknar inbyggda thrusters för att rätta till det. Dragas av gravitationskraften från jordens ekvatorialbukta, dess observationstid växer gradvis tidigare på den lokala morgonen.

"I princip kommer en av kamerorna på Proba-V snart att observera nattetid snarare än dagsljus, vilket innebär att den inte kan fortsätta leverera daglig global täckning längre för att fortsätta tidsserien över 20 år plus Vegetation, så dess operativa globala uppdrag måste avslutas, " kommenterar Dennis Clarijs från VITO, det belgiska forsknings- och servicecentret bearbetar och distribuerar Proba-V-data till användarna.

"Men detta är inte slutet på uppdraget. Istället kommer ESA att använda sin utmärkta geometriska och radiometriska prestanda för att göra testobservationer i Europa och Afrika, särskilt afrikanska Sahel där resultaten hjälper till att ge tidiga torkavarningar.

"Detta innebär att de mer än 1800 forskarlag som använder Proba-V-data idag fortfarande har mer data att se fram emot, om än på experimentell snarare än operativ basis. Detta är bra eftersom dess bilder på 100 m fyller en viss nisch, som ett halvvägs steg mellan Copernicus Sentinel-2 och -3, kunna lösa individuella fältavgränsningar i vissa fall. Proba-V:s 100 m-bilder används också rutinmässigt för att korskontrollera andra produkter, såsom Copernicus Global Land Service."

Proba-V kommer också att öka sina observationer av månen. Det är inte allmänt känt, men många jordobservationssatelliter observerar rutinmässigt vår planets naturliga satellit tillsammans med jorden själv:månytans oföränderliga tillstånd gör den till ett utmärkt kalibreringsmål.

Tidigare gjorde Proba-V sådana månförvärv på månadsbasis. Nu kommer minisatelliten att öka dem, experimentera med att ändra frekvenser och betraktningsvinklar till förmån för framtida jordobservationsuppdrag.

Dessutom, Planen är att 2021 skjuta upp ytterligare en liten satellit som bär en enda teleskopversion av samma Vegetationsbildkamera ombord på Proba-V.

Roberto kommenterar:"Det här medföljande uppdraget utvecklas för närvarande av den belgiska startupen Aerospace Lab för lansering nästa år. Baserat på en liten CubeSat med 12 enheter – uppbyggd av standardiserade 10 cm kubikenheter – kommer den att avbilda samma mål som Proba-V-områden samtidigt utom från en annan betraktningsvinkel, möjliggör skapandet av kombinerade "fusions"-bildprodukter.

"Ett viktigt motiv bakom det ursprungliga Proba-V-uppdraget var att se om ett instrument som tidigare var värd på en satellit i full storlek kunde göra bra arbete från en mindre plattform. Med denna följesatellit kommer vi att höja ribban, använder en ännu mindre, billigare plattform."

En annan medföljande satellit planeras också, att vara värd för antingen en termisk infraröd bildkamera eller ett hyperspektralt instrument, som båda skulle erbjuda värdefulla synergier med vegetationsobservationer, och testa genomförbarheten av att små satellitkonstellationer kommer in i drift i framtiden.

Proba-V:s orbitala förfall kommer äntligen att föra den in i totalt mörker i oktober 2021, när den antingen kommer att stängas av, eller placeras i avstängd animering, väntar på en tid då dess omloppsbana för den in i dagsljus igen.

"Det finns ett prejudikat för ett sådant arrangemang, " tillägger Roberto, "med föregångaren Proba-1, lanserades redan 2001, värd för en hyperspektral kamera. Efter att ha gått igenom en sådan period av orbitalt mörker observerar den fortfarande till denna dag."