Les satellites Landsat de la NASA ont marqué l’histoire de l’observation de la Terre depuis le premier lancement du projet en 1972, cette année marquant 50 ans d’innovation et de science. Son influence peut vous surprendre, tout comme sa pertinence continue face à un secteur des satellites d’imagerie commerciale en pleine croissance.
Landsat est peut-être un nom familier pour vous, mais ne vous dit rien de particulier. C’est compréhensible – il y a une tonne de satellites de la NASA là-haut qui surveillent la planète. Mais la façon la plus simple de le dire est la suivante : en 1972, Landsat a fondamentalement inventé l’observation moderne de la Terre. Alors, souvenez-vous il y a quelque temps quand chaque image de Google Earth indiquait « USGS » dessus ? Ouais, c’était Landsat aussi. Le projet a essentiellement fait passer l’imagerie par satellite d’un outil de recherche de pointe à une technologie de tous les jours.
Landsat 9 vient d’être lancé en septembre dernier, le dernier d’une longue lignée de vaisseaux spatiaux influents.
Un croquis schématique de Landsat-1. Crédits image : Nasa
J’ai parlé avec Jim Irons, qui travaille à la NASA depuis 1978 et sur Landsat depuis 1992. Irons a raconté l’histoire de Landsat depuis le début, à la fois ce qu’il a participé en lui-même et la tradition qu’il a absorbée au fil des ans. Il convient que pour un projet qui redéfinirait l’imagerie de la Terre, son tout premier satellite était à la fois innovant et historiquement significatif.
« Landsat 1 a été lancé en 1972 – il transportait deux instruments, l’un était le Return Beam Vidicon, et c’était un peu comme une caméra de télévision, il prenait des données analogiques », a déclaré Irons. « Mais Hugues [Aircraft Company] a convaincu la NASA de mettre un autre instrument sur la charge utile qui était plus expérimental : le scanner multi-spectre. Et il a fourni des données numériques.
Inutile de dire qu’en 1972, le numérique n’importe quoi était assez innovant, sans parler des capteurs numériques hautes performances en orbite. Mais l’équipe a clairement vu l’écriture sur le mur, et c’est une bonne chose aussi.
« Après le lancement, la RBV a eu des problèmes, et les données du MSS sont devenues les données préférées. Ce fut un grand tournant », se souvient Irons. « C’était un instrument qui utilisait un miroir oscillant qui allait et venait pour balayer un chemin à 7-14 Hz, sous le chemin orbital du capteur, pour créer une image numérique. Et c’est mécanique ! C’était incroyable. »
« La conceptrice de ce capteur, Virginia Norwood, est toujours parmi nous, nonagénaire. C’était très inhabituel à l’époque d’avoir une femme ingénieur. Elle est venue au lancement de Landsat 9 le mois dernier, en fait.
Virginia Norwood (photo prise en 1972) avec l’instrument MSS qu’elle a créé. Crédits image : Nasa
C’est un fait remarquable que le début de la révolution de l’imagerie orbitale a été l’idée originale de l’une des femmes alors rares dans les industries spatiales et technologiques, dont les rôles dans de nombreuses réalisations importantes de l’époque n’ont commencé que récemment à recevoir l’attention qu’ils méritent. . Vous pouvez en savoir plus sur le rôle de Norwood dans la création du MSS, qui est le précurseur de nombreux autres systèmes de ce type, dans cet article sur l’histoire de la NASA ou dans cet article plus récent.
Un successeur du MSS appelé Thematic Mapper a été lancé en 1982 avec plus de bandes spectrales, mais en 1984, une autre grande amélioration a frappé une corde sensible au siège :
« Landsat 5 en 1984 transportait à la fois un scanner multispectral et une avancée sur l’idée du mappeur thématique qui a amélioré la résolution spatiale des données, de ce qui était de 80 mètres avec le MSS à 30 mètres, et des bandes spectrales ont été ajoutées », a déclaré Irons. « Mais il y avait toutes ces données ! Certaines personnes avaient peur de ces données, que les analystes en soient submergés – mais cela ne s’est pas passé ainsi. Les capacités informatiques se sont maintenues et bientôt les données du mappeur thématique ont été préférées.
Crédits image : Nasa
Cela prouverait une règle au fil du temps et jusqu’à aujourd’hui : il n’y a vraiment pas trop de données. Tant que vous pouvez le collecter et le stocker, quelqu’un lui trouvera une utilisation.
Ils pourraient même vous payer pour cela – mais une tentative de privatisation de Landsat dans les années suivantes a échoué, ou a brûlé à la rentrée dans le cas de Landsat 6, qui n’a jamais réussi à se mettre en orbite. Pendant ce temps, la société privée créée pour exploiter et distribuer le reste des données a fait grimper le prix jusqu’à ce que plus personne ne soit prêt à payer. «C’était jusqu’à 4 400 $ par scène de données de cartographie thématique. Les gens ont juste cessé de l’utiliser », a déclaré Irons.
Lorsque la NASA et l’USGS, qui s’occupaient à l’origine de la distribution de l’imagerie, sont revenus aux commandes, ils ont eu un problème de récupération de données internationales. Imaginez avoir des tonnes de données dans une station au sol en Chine ou en Amérique du Sud, bien avant les réseaux à large bande omniprésents. Comment le renvoyer au siège aux États-Unis pour un traitement et une analyse centralisés ? J’ai dit à Irons que j’imaginais de gros camions remplis de disques durs, l’équivalent à combustion interne de Sneakernet.
« C’est exactement ce qui s’est passé ! » il rit. « Ils sont juste arrivés au [USGS] installation avec semi-remorques pleines de bandes magnétiques. C’était difficile parce qu’ils avaient tous ces formats et instruments différents. Donc ça a créé un petit chaos. Ils ont acheté des fours à pizza pour faire cuire l’eau de certaines de ces bandes. (Je voulais en savoir plus sur cette partie, mais notre temps était limité.)
Crédits image : Nasa
Mais le rapatriement des données n’était qu’un précurseur d’un changement encore plus important.
« Après le lancement de Landsat 7, c’était peut-être le plus grand changement dans l’ensemble du programme », a déclaré Irons. «L’USGS facturait toujours 600 $ pour une scène de mappage de données. Et ils ont pris ce que je considère comme une décision courageuse sur le plan institutionnel en 2008, pour être cohérent avec la NASA et fournir des données Landsat sans frais à quiconque le voulait. Il est donc passé de 400 $ à 600 $ à la gratuité. »
Comme vous pouvez l’imaginer, ce choix a complètement bouleversé le modèle, et du jour au lendemain, il a tout changé.
« Il y a eu une explosion de l’utilisation et de la redistribution des données », a-t-il poursuivi. « Maintenant, certains endroits comme Google Earth et Amazon Cloud Services, ils étaient entrés et avaient téléchargé l’intégralité des archives de l’USGS. »
Vous vous souvenez de l’ancienne application Google Earth ? Crédits image : Google
C’est pourquoi, pendant des années, chaque fois que vous avez regardé une carte en ligne, elle a crédité l’USGS. Bien sûr, Google et Amazon ne possédaient pas les images, ni ne les capturaient eux-mêmes, bien que maintenant toutes les majors le fassent à différentes échelles. Ils ont simplement téléchargé une immense image de la Terre entière et l’ont re-servie à leurs clients sous une nouvelle forme.
« C’est une lutte pour nous de marquer les données et le programme afin que les contribuables sachent qu’ils en ont pour leur argent », a admis Irons. Ce n’est pas comme chaque fois que vous avez ouvert Google Maps, il a remercié tu pour avoir rendu leur entreprise possible !
Au cours des années qui ont suivi, Landsat 8 et 9 ont été lancés avec des capteurs améliorés et ont continué à collecter des données inestimables qui se poursuivent avec les décennies précédentes – une base de données gratuite à long terme d’une grande partie de la planète imagée toutes les deux semaines environ selon L’ère.
Crédits image : Nasa
Bien sûr, de nos jours, des constellations comme celle de Planet imagent quotidiennement le globe entier. Alors pourquoi avoir Landsat ?
« Ceux d’entre nous qui travaillent sur Landsat sont très impressionnés par ce que les fournisseurs commerciaux ont réalisé », a déclaré Irons. « Le message que nous voulons faire passer est que Landsat est complémentaire à ces données — ils ne remplacent pas les données Landsat. Premièrement, c’est un accès ouvert et transparent – c’est la clé, et c’est vrai pour toutes les données collectées par les satellites de la NASA.
« Deuxièmement, l’USGS a conservé ces archives de données de 50 ans. Y a-t-il une analyse de rentabilisation pour les entreprises d’archiver leurs données pendant des décennies, afin que nous puissions observer les effets du changement climatique sur le long terme plutôt que de simplement avoir de courtes rafales de données ? Je ne sais pas si l’analyse de rentabilisation est là.
Vous pouvez voir un exemple de ce à quoi ressemblent des décennies de données continues ici :
« Et l’une des choses qui permet nos analyses de séries chronologiques est que la NASA accorde une grande attention à l’étalonnage inter-capteurs », a poursuivi Irons. « Si vous passez d’une image Landsat à une autre, vous savez qu’elle a été calibrée. Si vous voyez un changement au fil du temps, vous pouvez être clair que la chose change plutôt que la caméra. [Commercial constellations] utiliser les données Landsat pour le faire ; nous servons de norme de l’industrie pour les aider à effectuer leur étalonnage.
Ici, la conversation a chevauché ce dont j’ai parlé avec Ginger Butcher, qui a fait de la sensibilisation pour le projet pendant des années.
« Nous pouvons comparer une image Landsat d’aujourd’hui à une image Landsat de 1972 », a-t-elle déclaré. « C’est l’un des principes du programme : nous avons une équipe d’étalonnage dédiée qui surveille les instruments. À chaque pleine lune, nous retournons le vaisseau spatial pour l’utiliser comme une sorte de carte grise du photographe.
Avec l’importance croissante des fournisseurs commerciaux dans le programme spatial américain, c’était une vraie question au cours des dernières années de savoir si Landsat valait la peine de continuer à financer, mais des arguments comme ceux ci-dessus l’ont emporté.
« Avant, nous devions travailler très dur pour obtenir cette prochaine mission, mais maintenant, le gouvernement dit que c’est une ressource précieuse qui mérite d’être poursuivie », a déclaré Butcher. « Maintenant, nous nous tournons vers l’avenir et le type de capacités que nous voulons tirer du prochain Landsat. Quel genre de recherche les gens font-ils? Quelles longueurs d’onde supplémentaires sont nécessaires pour travailler sur la glace, ou sur les forêts, ou dans des zones particulières de l’agriculture ? Par exemple, avec les données thermiques, nous pouvons examiner les cultures et voir si elles sont trop arrosées ou sous-arrosées — avec les droits d’eau à l’ouest, c’est vraiment important. Alors que les scientifiques abordent de nouvelles questions et de nouveaux domaines d’étude, ils décident où Landsat va ensuite.
Plus que jamais, le projet travaillera en collaboration avec le secteur commercial et avec des satellites de l’ESA comme Sentinel-2.
« Nous pensons que c’est génial », a déclaré Irons. « L’émergence de tous ces systèmes signifie que le projet Landsat a été un succès incroyable ; cela a essentiellement créé le marché pour eux.