Szpiegowskie korzenie
Satelity obserwacyjne, podobnie jak inne technologie kosmiczne, np. nawigacja satelitarna GPS, mają swoje korzenie w zimnowojennej rywalizacji supermocarstw. Pierwszy w dziejach satelita obserwacyjny KH-1 Corona (www.nro.gov/history/csnr/corona) został zbudowany przez Stany Zjednoczone w 1959 roku w celu śledzenia postępów sowieckiego programu budowy rakiet międzykontynentalnych z głowicami nuklearnymi. Ze względu na brak elektronicznego interfejsu do transmisji danych satelity te dostarczały naświetlone szpule z filmem, zrzucając je z orbity w kapsułach na spadochronach. Rozwój elektroniki w latach 70. i 80. umożliwił zbudowanie satelitów szpiegowskich, które mogą transmitować obraz na żywo.
Możliwości tych urządzeń są pilnie strzeżonym sekretem. W przeciwieństwie do cywilnych satelitów monitorujących środowisko, takich jak Sentinel-2, satelity szpiegowskie mają bardzo wąski kąt widzenia i niezwykle wysoką rozdzielczość, prawdopodobnie ok. 10 cm2 na piksel, co jest niezbędne np. do identyfikacji pojazdów. Choć ich konstrukcja jest otoczona ścisłą tajemnicą, pewnych sugestii dostarcza teleskop kosmiczny Hubble (http://hubblesite.org), który, jak się uznaje, jest wzorowany na satelicie szpiegowskim KH-11. Sercem całego systemu jest potężny obiektyw z 2,5 metrowym lustrem, które w przeciwieństwie do tego w teleskopie kosmicznym jest skierowane w stronę Ziemi. Cywilne rozwiązania nie osiągnęły jeszcze takich parametrów przede wszystkim ze względu na koszty. Według nieoficjalnych danych jeden satelita szpiegowski kosztuje 2,5 mld dolarów. Najbardziej porównywalnym, dostępnym dla każdego źródłem tak szczegółowych zdjęć jest satelita WorldView-3 firmy DigitalGlobe (www.digitalglobe.com), który rejestruje zdjęcia w rozdzielczości 30 cm2 na piksel, więc odwzorowuje trzykrotnie mniej detali niż satelity szpiegowskie.
Za darmo, dla każdego
Przełomowym momentem dla satelitarnych systemów obserwacji Ziemi było wyniesienie przez NASA w 1972 roku satelity Landsat-1 (https://landsat.usgs.gov), który był wyposażony w kamerę o rozdzielczości 80 m2 na piksel. Było to pierwsze urządzenie zaprojektowane od początku do monitorowania środowiska oraz tworzenia map. Program Landsat trwa do dzisiaj. Obecnie NASA korzysta z satelity Landsat-8, który rejestruje obrazy z rozdzielczością 15 m2 w paśmie widzialnym oraz w podczerwieni, jest więc najbliższym amerykańskim odpowiednikiem europejskiego Sentinela-2. Twórcy programu Landsat zasłużyli się także dzięki upowszechnianiu dostępu do obrazów satelitarnych.
Od 2008 roku wszystkie dane są dostępne dla każdego za darmo w internecie. Obecnie baza zawiera ponad 22 mln zdjęć wykonanych w przeciągu 45 lat. Gdyby nie dane z satelitów Landsat, nigdy nie powstałyby program Google Earth ani tzw. widok satelitarny w mapach internetowych. Choć w tych serwisach widoki miast bazują na bardziej szczegółowych zdjęciach firmy DigitalGlobe, obraz Ziemi w średnim oddaleniu lub zdjęcia odludnych obszarów pochodzą właśnie z danych Landsat uzupełnionych zdjęciami z programu Copernicus (Sentinel-2). Pochodzenie zdjęcia w mapach Google można sprawdzić w notce o prawach autorskich, która jest wyświetlana przy dolnej krawędzi mapy.
Landsat nie jest jedyną misją obserwacyjną NASA. Dane obrazowe są uzupełniane o pomiary wykonywane przez tzw. A-train, zestaw sześciu satelitów obserwacyjnych, które poruszają się po jednakowej orbicie polarnej w kilkuminutowych odstępach. Mierzą one strukturę i wysokość chmur (CloudSat), stężenie dwutlenku węgla (OCO-2), obieg wody (Aqua, GCOM), aerozole (CALIPSO), dając łącznie niezwykle dokładne informacje o zjawiskach zachodzących na powierzchni i w atmosferze.
Ziemia na żywo
Nowoczesne instrumenty satelitarne pozwalają nie tylko na obserwację zmian na Ziemi w odstępach kilkudniowych, ale wręcz na obserwację planety w czasie rzeczywistym. Takie możliwości mają satelity meteorologiczne, umieszczone na orbicie geostacjonarnej. Choć ze względu na dużą odległość obraz nie jest tak szczegółowy (rozdzielczość to 2 km2 na piksel), jak w przypadku satelitów Landsat czy Sentinel-2, nie mówiąc o satelitach szpiegowskich, to najnowszej generacji satelity meteorologiczne, np. amerykański GOES-16 (www.goes-r.gov), pozwalają na pobieranie obrazu całej planety co 15 minut i dostarczają go z zaledwie pięciominutowym opóźnieniem – a w przypadku obrazów wycinkowych nawet częściej. Zdjęcia z satelitów GOES oraz europejskich satelitów EUMETSAT (www.eumetsat.int) są publikowane w sieci i można je oglądać także w formie efektownych animacji, pokazujących formowanie się cyklonów czy zjawisk związanych z przemieszczaniem frontów atmosferycznych.
W najbliższych latach można spodziewać się jeszcze szerszego dostępu zdjęć Ziemi z kosmosu w czasie rzeczywistym. Firma Planet Labs (www.planet.com) rozbudowuje konstelację kilkuset lekkich satelitów obserwacyjnych przesyłających obraz w rozdzielczości 3–5 m2 na piksel z częstotliwością 30 klatek na sekundę. Już teraz na orbicie znajduje się 149 takich urządzeń. Na początku 2017 roku umowę na dostęp do tych danych podpisał Google, więc niewykluczone, że w przyszłości podgląd satelitarny na Mapach Google będzie obejmował dostęp do obrazu na żywo.
