home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ US History / US History (Bureau Development Inc.)(1991).ISO / dp / 0001 / 00018.txt < prev    next >
Text File  |  1990-12-23  |  21KB  |  441 lines

  1. $Unique_ID{USH00018}
  2. $Pretitle{2}
  3. $Title{NASA, The First 25 Years 1958-1983
  4. Chapter 3  Applications Satellites}
  5. $Subtitle{}
  6. $Author{Thorne, Muriel M., Technical Monitor & Editor}
  7. $Affiliation{NASA}
  8. $Subject{satellites
  9. satellite
  10. earth
  11. first
  12. communications
  13. weather
  14. nasa
  15. surface
  16. landsat
  17. resources}
  18. $Volume{}
  19. $Date{1983}
  20. $Log{}
  21. Book:        NASA, The First 25 Years 1958-1983
  22. Author:      Thorne, Muriel M., Technical Monitor & Editor
  23. Affiliation: NASA
  24. Date:        1983
  25.  
  26. Chapter 3  Applications Satellites
  27.  
  28.      When the first satellites were launched in the late 1950's, many people
  29. were skeptical about the practical value of a space program.  In just three
  30. years, however observations and measurements from Earth-orbiting satellites
  31. were revolutionizing communications and weather forecasting and showing Earth
  32. on a global scale.  These were the applications satellites, spacecraft with
  33. experiments and instruments that provided unique, direct benefits to life on
  34. Earth.  They and those that evolved from them have made it possible for people
  35. on opposite sides of Earth to communicate instantaneously, for people in
  36. remote areas of the world to learn by television, for ships to know where
  37. storms and icebergs threaten passage, for forecasters to watch weather
  38. develop, for oil companies to locate drilling sites, for environmentalists to
  39. monitor the spread of pollutants.
  40.  
  41.      In both domestic and foreign applications satellite programs, NASA has
  42. contributed research and development, launching capabilities, and evaluation
  43. of spacecraft.  The technologies developed produced passive and active
  44. communications satellites, the first synchronous and geostationary orbits, and
  45. the cloud cover pictures that now are a regular feature of daily weather
  46. reports.
  47.  
  48.      From Echo, the balloon that was the first satellite everyone could see,
  49. and the scientific Explorer 6 that also took the first crude cloud cover
  50. picture, the applications satellites have become complex multipurpose systems.
  51.  
  52.      Once NASA has developed the weather and communications satellites, the
  53. responsibility for operating them falls to other government agencies or to
  54. private industry.  NASA continues its research role, seeking and developing
  55. advanced technologies.
  56.  
  57.      The following list introduces the major groups of these satellites, their
  58. purposes, and the benefits they have contributed.
  59.  
  60. Communications
  61.  
  62.      In 1945 British scientist and science fiction writer, Arthur C. Clarke,
  63. published a technical paper in which he suggested that communications
  64. satellites were feasible.  Fifteen years later, NASA launched its first
  65. communications satellite, Echo, a silvery balloon that orbited Earth every 114
  66. minutes.
  67.  
  68.      Echo was a passive satellite that reflected radio signals back to Earth.
  69. Two years later, Relay, the first active satellite was launched to receive
  70. signals, amplify them, and transmit them back to Earth.
  71.  
  72.      Today's split-second global communications by voice, television, and
  73. computer are such a part of daily life that the evolution from simple passive
  74. reflectors to complex active transmitters is hardly remembered.  After NASA
  75. completed research and development, private companies produced their own
  76. communications satellites, and in 1962 Congress authorized the Communications
  77. Satellite Corporation, Comsat, which is the U.S. representative in and manager
  78. of Intelsat, the International Telecommunications Satellite Organization.  For
  79. both industry and Intelsat, NASA launches and tracks satellites on a
  80. cost-reimbursable basis.
  81.  
  82. Echo
  83.  
  84.      The Echos were inflated in space to spherical balloons of aluminized
  85. Mylar, 30.5 and 40 meters (100 and 135 feet) in diameter, respectively.
  86. Passive communications satellites, they reflected radio signals between ground
  87. stations.  They also provided information about the density of the upper
  88. atmosphere.  Echo 1 was launched August 12, 1960, Echo 2 in January 1964.
  89.  
  90. Relay
  91.  
  92.      Relay 1 was NASA's first active repeater experimental satellite; launched
  93. December 13, 1962, it handled 12 simultaneous two-way telephone conversations
  94. or one television channel and provided the first satellite communications link
  95. between North and South America and Europe.  Relay 2, an improved version, was
  96. launched in January 1964.
  97.  
  98. Syncom
  99.  
  100.      Three experimental, active satellites; the name, coined from the first
  101. syllables of "synchronous communications," referred to their orbits.  Weight:
  102. 38.5 kg (about 85 lbs) each.
  103.  
  104. Syncom I
  105. February 14, 1963
  106. In nearly synchronous orbit, but communications failed.
  107.  
  108. Syncom II
  109. July 26, 1963
  110. First satellite placed in synchronous orbit.
  111. Many successful intercontinental communication experiments.
  112.  
  113. Syncom III
  114. August 19, 1964
  115. First stationary Earth satellite.  Demonstrated the practicality and
  116. effectiveness of stationary, active communication satellites.  In orbit near
  117. the International Dateline, it was used to telecast the 1964 Olympic Games in
  118. Tokyo to the United States, the first television program to cross the Pacific.
  119.  
  120. Applications Technology Satellites (ATS)
  121.  
  122.      A series of six multipurpose Applications Technology Satellites designed
  123. to test new space instruments and demonstrate new satellite technologies,
  124. particularly those used in synchronous orbit satellites.
  125.  
  126. ATS-1
  127. December 6, 1966
  128. Took first U.S. high-quality photographs of Earth from synchronous orbit,
  129. showing changing cloud-cover patterns.  Also relayed color television across
  130. the U.S. and was the first satellite to permit two-way VHF communication
  131. between ground and aircraft in flight.
  132.  
  133. ATS-3
  134. November 1967
  135. Carried advanced communications, meteorology, and navigation experiments;
  136. transmitted color images of one complete side of Earth.
  137.  
  138. ATS-6
  139. May 1974
  140. The first communications satellite with power to broadcast TV photos to small
  141. local receivers; also used for a number of experimental public health and
  142. education telecasts to remote rural areas in the U.S. and India. (See Chapter
  143. IV, India.)
  144.  
  145. Communications Technology Satellite (CTS)
  146. January 17, 1976
  147. The CTS was a joint project with Canada.  A high-powered satellite, it used a
  148. movable terminal to investigate the possibility of transmitting public service
  149. information to small, inexpensive antennas in remote locations.
  150.  
  151. Earth Resources
  152.  
  153.      Earth observation satellites have brought us a new view of our planet.
  154. Mountains, prairies, deserts, lakes, rivers, reservoirs, forests, farms,
  155. cities, highways, have become infrared and ultraviolet scenes.  Millions of
  156. these pictures have been distributed to users of Earth resources information
  157. around the world.
  158.  
  159.      From the outset, the remote sensory devices of these spacecraft have
  160. produced a continuous flow of data.  The results, including often dramatic
  161. pictures, have been tangible and the satellites unique tools of enormous
  162. practical value for a wide range of interests: urban development and land use
  163. and water source management, agriculture, locating pollution, geology,
  164. forestry, mapping and charting.
  165.  
  166.      Geologists use the data to locate drilling sites, to predict earthquakes,
  167. and to study volcanoes.
  168.  
  169.      Skilled photointerpreters among agriculturists can readily distinguish
  170. among a variety of crops in the satellite images.  With computers, maps can be
  171. produced showing the precise location of each crop over large areas of land.
  172. Using this technology, NASA participated in a three-year experiment to monitor
  173. global wheat production beginning in 1974.  The Large Area Crop Inventory
  174. Experiment (LACIE) successfully tested several techniques for predicting crop
  175. production early in the growing season.
  176.  
  177.      Much of the everyday disposal of tons of garbage and trash and toxic
  178. wastes dumped into the environment ends up in our rivers, lakes, and oceans.
  179. The challenge to clean up polluted areas and to protect those areas yet
  180. untouched requires information on a scale that was unavailable before
  181. satellites.  Earth resources spacecraft have provided valuable surveys of
  182. large areas of land, helping scientists and environmentalists trace the
  183. sources of pollution and monitor the dissemination of waste.
  184.  
  185.      Wise management of the Earth's water resources is necessary for both
  186. present and future generations.  Data from satellites has been helping
  187. hydrologists to predict floods and estimate flood damage, as well as to
  188. monitor water supplies.
  189.  
  190.      From the simple PAGEOS balloon of 1966 to the advanced Landsat 4 of 1982,
  191. the Earth resources experiments have changed radically the way we see Earth,
  192. collect information about it, and interpret the results.
  193.  
  194. Passive Geodetic Earth Orbiting Satellite (PAGEOS)
  195. June 1966
  196. A large metalized balloon, 30 meters (98.4 ft) in diameter similar to the Echo
  197. satellites.  A passive satellite, it reflected sunlight and, photographed by
  198. ground stations around the world, established a worldwide triangulation
  199. network to map Earth's surface.
  200.  
  201. Landsat
  202.  
  203.      A series of satellites that have provided a wealth of observations which
  204. have improved our ability to monitor and understand the dynamics and character
  205. of the various features and materials covering the surface of the Earth.
  206.  
  207. Landsat 1, July 1972
  208.  
  209. Landsat 2, January 1975
  210.  
  211. Landsat 3, March 1978
  212. The first Landsats (1 and 2 were originally called ERTS for Earth Resources
  213. Technology Satellite) carried an Earth-viewing sensor called Multispectral
  214. Scanner (MSS), a radiometer that obtains imagery of Earth's surface in four
  215. discrete spectral bands.  The decade of their image-collecting showed the
  216. unique types of data that MSS imagery could provide vegetation types, bare
  217. soil and rock conditions, snow cover - on a highly repetitive basis.  The
  218. images Landsats 1, 2, and 3 collected represent the first historical record of
  219. Earth's global surface conditions.
  220.  
  221.      Landsat 1 was removed from service in 1978, Landsat 2 in 1982, and
  222. Landsat 3 will be retired in 1983.
  223.  
  224. Landsat 4, July 1982
  225. In addition to the MSS, Landsat 4 has a more sophisticated sensor, the
  226. Thematic Mapper (TM) which measures the intensity of surface radiation in
  227. seven discrete bands and has approximately twice the spectral resolution,
  228. three times the spatial resolution, and four times the sensitivity of the MSS.
  229. From a 695-kilometer (432-mi) orbit, it is providing extraordinary details,
  230. and for the first time, natural color images, of Earth's surface features.
  231.  
  232.      NASA has transferred the operation and management of Landsat to the
  233. National Oceanic and Atmospheric Administration (NCAA).  Management control
  234. over the TM will be retained during the experimental research and development
  235. phase of the new sensor system; NASA expects to transfer control of the TM to
  236. NCAA in early 1985.
  237.  
  238.      Landsat imagery is available for a lab service charge.  For information
  239. about ordering pictures, write to the EROS Data Center, Sioux Falls, SD 57198.
  240.  
  241. Earth Resources Experiment Package (EREP)
  242. SKYLAB, May 1973-February 1974
  243.  
  244.      Objectives: To test the use of sensors operating in the visible and
  245. infrared portions of the spectrum, to test a complex microwave sensor that
  246. provided a space-based radar system for Earth resource studies, and to develop
  247. data analysis techniques.
  248.  
  249.      Investigations: Agriculture, range, and forestry; land use and
  250. cartography; geology and hydrology; oceans and atmosphere.
  251.  
  252.      Results: Demonstrated the potential and practicality of using quality
  253. photos from orbiting spacecraft for large geographic as well as regional and
  254. local areas and their usefulness as a tool for professionals concerned with
  255. management of resources.
  256.  
  257. Laser Geodynamics Satellite (LAGEOS)
  258. May 1976
  259. A heavy sphere, 411 kg (906 lbs), 60 centimeters (2 ft) across and covered
  260. with laser reflectors, designed to demonstrate the feasibility and utility of
  261. a ground-to-satellite laser system to contribute to the study of solid Earth
  262. dynamics; provided valuable data to scientists analyzing conditions leading to
  263. earthquakes.
  264.  
  265. Heat Capacity, Mapping Mission (HCMM)
  266. April 1978
  267. First in a series of small experimental satellites designed for the
  268. Applications Explorer Missions.  Later called AEM-1, it had one sensor for one
  269. purpose, making thermal measurements of Earth's surface and atmosphere across
  270. the U.S.  Its unique sensor could read daytime temperatures associated with
  271. the Sun and nighttime temperatures associated with radiative cooling.
  272.  
  273. Meteorology
  274.  
  275.      Weather affects everyone - food supplies, travel, recreation - and along
  276. with other applications satellites, the weather satellites have brought
  277. special advantages to life on Earth.  They enable people to plan ahead, assist
  278. meteorologists with forecasting, and help scientists to understand better the
  279. air around us.
  280.  
  281.      Advance knowledge of weather systems that can be disastrous is the most
  282. striking advantage; part of that knowledge comes from the ability to see the
  283. sparsely populated regions of the world where weather is born, thus aiding
  284. long-term prediction.  For local meteorologists, daily photographs show how
  285. their local weather patterns fit into the overall picture.
  286.  
  287.      On April 1, 1960, TIROS 1, the first true weather satellite, was
  288. launched.  With each succeeding generation of satellites, remote sensing
  289. instruments became increasingly sophisticated and today's high quality
  290. pictures are a far cry from the first tentative trials.
  291.  
  292. TIROS
  293.  
  294.      The Television and Infrared Observation Satellite (TIROS) was a simple
  295. hatbox-shaped craft carrying special television cameras that viewed Earth's
  296. cloud cover from a 725-km (450-mi) orbit.  The pictures radioed back to Earth
  297. provided meteorologists with a new tool - a nephanalysis, or cloud chart.
  298.  
  299.      By 1965, nine more TIROS satellites were launched.  They had
  300. progressively longer operational times, carried infrared radiometers to study
  301. Earth's heat distribution, and several were placed in polar orbits to increase
  302. picture coverage over the first TIROS in its near-equatorial orbit.
  303.  
  304.      TIROS 8 had the first Automatic Picture Transmission (APT) equipment that
  305. allowed pictures to be sent back right after they were taken instead of having
  306. to be stored for later transmission.  Eventually, APT pictures could be
  307. received on fairly simple ground stations anywhere in the world, even in high
  308. school classrooms.
  309.  
  310.      TIROS 9 and 10 were test satellites of improved configurations for the
  311. Tiros Operational Satellite (TOS) system. (When it became part of another
  312. acronym, TIROS was written Tiros.)
  313.  
  314.      Operational use started in 1966.  In orbit, the TOS satellites were
  315. called ESSA for the Environmental Sciences Services Administration, the
  316. government agency that financed and operated them.  TOS satellites were placed
  317. in Sun-synchronous orbits, so they passed over the same position on Earth's
  318. surface at exactly the same time each day; this allowed meteorologists to view
  319. local cloud cover changes on a 24-hour basis.
  320.  
  321.      Several ITOS (for Improved TOS satellites) have been launched since 1970
  322. and are the workhorses of the meteorologists.  In orbit they are called NOAA
  323. for the National Oceanographic and Atmospheric Administration which is
  324. responsible for their operation.
  325.  
  326. Nimbus
  327.  
  328.      More complex than TIROS, Nimbus was a second-generation research
  329. satellite.  Each carried advanced cameras, an APT system, an advanced TV cloud
  330. mapping camera system, and an infrared radiometer that allowed pictures at
  331. night for the first time.
  332.  
  333.      Seven were placed in orbit between 1964 and 1978.  Nimbus 3, launched in
  334. April 1969, provided data for the U.S. portion of the Global Atmospheric
  335. Research Program (GARP), an international program formulating and coordinating
  336. research for achieving long-range global weather forecasting.
  337.  
  338.      The Nimbus satellites tested space-borne meteorological equipment and
  339. their experiments led to operational, 24-hour satellite weather coverage.
  340.  
  341. Applications Technology Satellites (ATS)
  342.  
  343.      Intended primarily for communications technology, these multipurpose
  344. spacecraft contributed much to advance weather forecasting.
  345.  
  346. ATS-1
  347. December 1966
  348. Took repetitive photographs of the same area, greatly aiding in the early
  349. detection of severe storms.
  350.  
  351. ATS-3
  352. November 1967
  353. Recorded the first color images of the full Earth disc.  Took photos every 20
  354. minutes enabling meteorologists to put them together in a sequence and make a
  355. motion picture of cloud movements; until 1975, the cloud cover pictures seen
  356. on TV came from this satellite.
  357.  
  358. Synchronous Meteorological Satellites (SMS-1 and 2)
  359.  
  360.      May 1974 and February 1975 First experimental craft for a geosynchronous
  361. satellite system designed specifically to provide weather data and to serve as
  362. prototypes for later operational satellites funded by NOAA.  Following launch
  363. and check out by NASA, SMS-1 and SMS-2 were transferred to NOAA for use in the
  364. National Operational Meteorological Satellite System.  Successive satellites,
  365. designated GOES (Geostationary Operational Environmental Satellite), were
  366. constructed and launched by NASA, funded and operated by NOAA.
  367.  
  368. Oceanography
  369.  
  370.      Seventy percent of Earth is covered by oceans.  These vast areas of water
  371. are a source of energy in the form of weather the home of great schools of
  372. fish, a mechanism for the disposal of waste products, and the major means of
  373. transporting the goods of the world by ship.
  374.  
  375.      Precise knowledge of the oceans resources and dynamics has potential
  376. application in many scientific and commercial pursuits - ship design and port
  377. development, fishing, weather forecasting, environmental science, shipping,
  378. selection of sites for off-shore drilling.  Satellite observations have
  379. contributed to our understanding with accurate measurements of surface wind
  380. speeds and directions, temperatures, wave heights, and tides and currents; the
  381. data have helped to detect storms, map the ocean floor, and monitor the
  382. movement of icebergs.
  383.  
  384. Earth Resources Experiment Package (EREP)
  385. Skylab, May 1973-February 1974
  386.  
  387.      A collection of instruments with relatively low-resolution,
  388. middle-spectrum imaging sensors, EREP proved the feasibility of remote-sensing
  389. of wind conditions, surface temperatures and roughness, and the recording of
  390. visible phenomena, and advanced the study of the interaction of the atmosphere
  391. and land and ocean surfaces.  Improved versions of the instruments were built
  392. for GEOS-3 and Seasat.
  393.  
  394. Geodynamic Experimental Ocean Satellite (GEOS-3)
  395. April 1975
  396.  
  397.      Measured the changing shape of the oceans surface, tides, and currents to
  398. improve the geodetic model of Earth and knowledge of Earth-sea interactions.
  399. Third in the series of Geodetic Earth Orbiting Satellites (GEOS), GEOS-3 was
  400. renamed Geodynamic Experimental Ocean Satellite to emphasize its specific
  401. mission in NASA's ocean physics program while retaining the GEOS acronym.
  402.  
  403. Seasat (Specialized Experimental Applications Satellite)
  404. June 26, 1978
  405.  
  406.      First satellite for sole study of the oceans in a proof-of-concept
  407. mission. Objectives: To demonstrate techniques for monitoring Earth's
  408. oceanographic phenomena and features from space on a global scale; to provide
  409. oceanographic data in a timely fashion to scientists and commercial users; and
  410. to determine the key features of an operational ocean monitoring system.
  411.  
  412.      With all-weather and day-night capability, it circled Earth 14 times a
  413. day and crossed 95 percent of the ocean's surface every 36 hours giving
  414. oceanographers their first worldwide observation of the seas.
  415.  
  416.      Although contact was lost in October 1978 and the mission terminated in
  417. November, the objectives were largely met.
  418.  
  419. For The Classroom
  420.  
  421.      1.   Research topics:
  422.           History of communications
  423.           Commercial satellites
  424.           The development of Earth resources satellites
  425.           Sources of pollution in the at mosphere
  426.  
  427.      2.  What advantage does geological study from space have over study from
  428. Earth's surface? from Earth over study from space?
  429.  
  430.      3.   Why is a study of the atmosphere important?
  431.  
  432.      4.  Secondary school teachers may obtain a copy of Teachers' Guide for
  433. Building and Operating Weather Satellite Ground Stations from the Educational
  434. Programs Officer NASA Goddard Space Flight Center (202.3), Greenbelt, MD
  435. 20771.  The publication gives the information needed to construct, modify, and
  436. operate a weather satellite recording station.
  437.  
  438.      5.  Have your students list the possible benefits of Earth resources
  439. satellites; which are apparent in their local community? their state?
  440.  
  441.