Супутник Terra збирає інформацію про біогеохімічні та енергетичні системи Землі за допомогою п’яти різних датчиків, що здійснюють збір даних за атмосферою, сушею, океанами, снігом і льодовиками, а також енергетичним балансом планети. Кожен датчик має особливі функції, які допомагають вирішувати різноманітні дослідницькі завдання.
На борту Terra є два ідентичних інструменти CERES, які вимірюють загальний радіаційний баланс Землі та надають оцінки властивостей хмар, які дозволяють оцінити роль хмар у радіаційних потоках від поверхні до верхньої частини атмосфери. Один прилад CERES працює у режимі поперечного сканування, а інший – у режимі двовісного сканування. Режим крос-трек, продовжує вимірювання Експерименту радіаційного рівня Землі (ERBE) і Місії вимірювання тропічних опадів (TRMM), тоді як режим двовісного сканування надає нову інформацію про кутовий потік, яка покращила точність кутових моделей, що використовуються для отримання Радіаційного балансу Землі.
Зображення складного вулканічного ландшафту у гірському масиві Анд було зібрано з даних, отриманих ASTER 9 квітня 2003 року. ASTER створює зображення з використанням інфрачервоного, червоного та зеленого діапазонів довжин хвиль світла. Рослинні ділянки мають колір від червоного до рожевого, сніг білий, вода чорна, а оголена скеля земляного відтінку
Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer збирає зображення Землі з високою роздільною здатністю (від 15 до 90 квадратних метрів на піксель) у 14 різних довжинах хвиль електромагнітного спектру, починаючи від видимого до теплового інфрачервоного світла. Вчені використовують дані ASTER для створення детальних карт температури поверхні землі, коефіцієнта випромінювання, відбиття та висоти.
ASTER — єдиний прилад з високою просторовою роздільною здатністю на платформі Terra. Здатність ASTER служити об’єктивом зі збільшенням для інших інструментів Terra особливо важлива для виявлення змін, калібрування/перевірки та досліджень земної поверхні. На відміну від інших інструментів на борту Terra, ASTER не збиратиме дані постійно; скоріше, він збирає в середньому 8 хвилин даних за орбіту. Усі три телескопи ASTER (VNIR, SWIR і TIR) можна навести в поперечному напрямку. Завдяки високій роздільній здатності та здатності змінювати кути огляду ASTER створює стереоскопічні зображення та детальні моделі висоти місцевості.
Прилад ASTER був створений в Японії для Міністерства економіки, торгівлі та промисловості (METI). Спільна наукова група США та Японії відповідає за проектування приладів, калібрування та перевірку даних.
Більшість супутникових інструментів дивляться лише прямо вниз або на край планети. Щоб повністю оцінити клімат Землі та визначити, як він може змінюватися, нам потрібно знати кількість сонячного світла, яке розсіюється у різних напрямках природних умовах. MISR — це новий тип приладу, розроблений для вирішення цієї потреби — він спостерігає за Землею за допомогою камер, спрямованих під дев’ятьма різними кутами. Одна камера спрямована в найнижчу сторону, а інші забезпечують кути огляду вперед і назад на поверхні Землі 26,1°, 45,6°, 60,0° і 70,5°. Коли прилад пролітає над головою, кожна область поверхні Землі послідовно знімається всіма дев’ятьма камерами на кожній із чотирьох довжин хвиль (синій, зелений, червоний та ближній інфрачервоний).
Долі сонячного світла у навколишньому середовищі Землі, дані MISR можуть розрізняти різні типи хмар, аерозольних частинок і поверхонь. Зокрема, MISR відстежуватиме місячні, сезонні та довгострокові тенденції:
кількість і тип атмосферних аерозольних частинок, у тому числі утворених природними джерелами та діяльністю людини
кількість, види та висоту хмар
розподіл земного покриву, включаючи структуру рослинного покриву
Завдяки величезній смузі огляду шириною 2330 км MODIS бачить кожну точку планети кожні 1-2 дні в 36 окремих спектральних діапазонах. Таким чином, MODIS відстежує більш широкий спектр життєво важливих показників Землі, ніж будь-який інший датчик Terra. Наприклад, датчик майже щодня вимірює відсоток поверхні планети, яка вкрита хмарами. Це широке просторове охоплення дозволяє MODIS разом з MISR і CERES допомогти вченим визначити вплив хмар і аерозолів на енергетичний стан Землі.
Окрім реєстрації частоти та розподілу хмарного покриву, MODIS вимірює такі властивості хмар, як розподіл і розмір крапель хмар як у рідкій воді, так і у льодових хмарах. MODIS також вимірює властивості аерозолів — дрібних рідких або твердих частинок в атмосфері. Аерозолі потрапляють в атмосферу з антропогенних джерел, таких як забруднення та спалювання біомаси, і природних джерел, таких як пилові бурі, виверження вулканів і лісові пожежі. MODIS допомагає вченим визначити кількість водяної пари у стовпі атмосфери та вертикальний розподіл температури та водяної пари — вимірювання, які мають вирішальне значення для розуміння кліматичної системи Землі.
MODIS ідеально підходить для моніторингу великомасштабних змін у біосфері, які дають змогу по-новому зрозуміти роботу глобального вуглецевого циклу. MODIS вимірює фотосинтетичну активність наземних і морських рослин (фітопланктону), щоб отримати точніші оцінки того, скільки парникових газів поглинається та використовується для продуктивності рослин. У поєднанні з вимірюваннями температури поверхні сенсора, вимірювання біосфери MODIS допомагають вченим відстежувати джерела та поглиначі вуглекислого газу у відповідь на зміни клімату.
Майже щодня по всій земній кулі датчик відстежує зміни на поверхні землі, таким чином будуючи та розширюючи місію, розпочату Landsat. MODIS складає карту площі снігу та льоду, спричинених зимовими штормами та холодними температурами. Датчик спостерігає за «зеленою хвилею», яка проноситься по континентах, коли зима змінюється весною, а рослинність у відповідь розквітає. Він бачить, де і коли відбуваються стихійні лиха, такі як виверження вулканів, повені, сильні шторми, посухи та лісові пожежі. Дані MODIS особливо чутливі до пожеж; вони можуть відрізнити палаючі опіки від тліючих і надати точніші оцінки кількості аерозолів і газів, що викидаються в атмосферу.
MODIS має унікальний канал для вимірювання флуоресценції хлорофілу. Усі рослини, крізь яке пройшло світлом, починають світитися або флуоресціювати, але з довжинами хвиль, які наше око не бачить. Чим більше рослини флуоресціюють, тим менше енергії вони витрачають на фотосинтез. Таким чином, MODIS не лише складає карту розподілу фітопланктону, але й допомагає нам оцінити його стан.
Масові пожежі в Західній Африці призвели до викиду чадного газу в атмосферу (червоний) у лютому 2004 року.
Вимірювання забруднення тропосфери (MOPITT) — це інструмент, призначений для покращення наших знань про нижні шари атмосфери та спостереження за тим, як вони взаємодіють із біосферами суші та океану. Спеціальна увага MOPITT зосереджена на розподілі, транспортуванні, джерелах та поглинаннях монооксиду вуглецю в тропосфері. Чадний газ, який виділяється заводами, автомобілями та лісовими пожежами, перешкоджає природній здатності атмосфери позбавлятися від шкідливих забруднювачів.
MOPITT є одним із перших супутникових датчиків, які використовують газову кореляційну спектроскопію. Датчик вимірює випромінене та відбите від Землі випромінювання у трьох спектральних діапазонах. Коли це світло потрапляє в датчик, воно проходить двома різними шляхами через бортові контейнери з чадним газом. Різні шляхи поглинають різну кількість енергії, що призводить до невеликих відмінностей в отриманих сигналах, які корелюють із присутністю цих газів в атмосфері.
Просторова роздільна здатність MOPITT становить 22 км у найнижчій точці, і він «бачить» Землю в смугах шириною 640 км. Крім того, він може вимірювати концентрацію оксиду вуглецю в 5-кілометрових шарах у вертикальному стовпі атмосфери, щоб допомогти вченим відстежити газ назад до його джерел.
Завдяки розташуванню всіх п’яти інструментів на одному супутнику це дає можливість порівнювати різні аспекти характеристик Землі в однакові часові періоди.
Джерело: Terra The EOS Flagship