Az Európai Űrügynökség (ESA) már korábban is tervezte poláris pályán ke-ringő meteorológiai és környezetkutató műhold pályára állítását. Az 1990-es évek elején korábbi sikeres programokra (SPOT, ERS) alapozva kívánták kialakítani a tudományos kutatást, az operatív meteorológiai elemzéseket és további alkalmazá-sokat támogató műholdrendszert. E többfunkciójú program kezdetben egyik eleme volt a Kolumbusz Űrállomás Programnak (Columbus Space Station Programme), illetve a funkciók szerepeltek a POEM-1 (Polar Orbiting Earth Observation Mission) program feladatai között is. Az ENVISAT műholdprogram végül a Polar Platform nevű fejlesztési program része lett. 1990-ben az ESA Tanácsa elfogadta a Polar Platform előterjesztést, s a SPOT-4 műholddal kapcsolatos tapasztalatokra é-pítve, 1991 elején indult volna el a tervek szerinti megvalósítás. 1995-ig számos költségcsökkentő döntést hoztak, így végül a POEM-1 programot két részre osztották, az ENVISAT és a METOP-1 programokra. Ezáltal a környezetkutató és a meteorológiai vizsgálatok két különböző műholdprogram keretében valósulnak meg.

Az ENVISAT pályasajátosságai és feladatai

Az ENVISAT (10.15.ábra^[110]) közel-poláris, napszinkron pályán kering a Föld körül, kb. 800 km-es magasságban, a pálya inklinációja 98,55°.

10.15. ábra - Az ENVISAT műholdon elhelyezett berendezések

A műhold leszálló pályáján 10 órakor halad át az Egyenlítő felett. A műhold 35-napos ciklusokban kering, de miután a legtöbb szenzora széles földfelszíni sávot fed le, egy-egy terület ismételt fedése 1–3 nap alatt lehetséges az adott hely szélességi értékétől függően. Ezek alól kivételek a függőleges szerkezeti vizsgá-latokat végző berendezések (MWR, RA-2), melyek az ERS-1, -2 műholdakhoz hasonlóan, csak szűk földfelszíni sávoknak megfelelő területeket elemeznek.

Az ENVISAT program fő célja, hogy Európa mind nagyobb súllyal vegyen részt a Föld megfigyelésében és a környezeti kutatásokban.

Elsődleges feladatok közé tartozik:

Másodlagos feladatok közé tartozik:

Az ENVISAT berendezései

A MERIS (MEdium Resolution Imaging Spectrometer Instrument), egy toló-seprő pásztázó technikát alkalmazó, közepes felbontású képkészítő spektrométer, melynek teljes látószöge 68,5°-os. A Föld felszínéről visszavert napsugárzást a látható fény és az infravörös tartomány 15 spektrális sávjában méri, a térbeli felbontás 300 m. A MERIS 3 naponként globális fedést biztosít.

A MERIS feladata a tengerek színének és a partmenti vízfelszínek vizsgá-lata. A tenger színe összefüggésben van a klorofiltartalommal, a szállított hordalék mennyiségével és a tenger fölötti légréteg aeroszoltartalmával. Az óceán színére vonatkozó első vizsgálatokat a Nimbus-7 műholdon elhelyezett CZCS nevű berendezéssel végezték a NASA szakemberei 1978 és 1986 között. A következő 10 év-ben hasonló jellegű kutatások nem folytak. 1996-ban India útjára indította a MOS nevű német gyártású szenzort. Bár ezzel a műszerrel nem lehetett globális fedést elérni, mégis első forrása volt az újra megkezdett kutatásoknak. 1996. augusztu-sában Japán felbocsátotta a japán OCTS és a francia POLDER szenzort az ADEOS fedélzetén. Ezek a nagyon hatékony műszerek csak 1997 júniusáig tudtak működni, amikor a napelemek meghibásodása miatt a program befejeződött. 1997 augusztusában az USA elindította a SeaWIFS szenzort, mellyel jelenleg is biztosított a 2 naponkénti teljes fedés. Már napjainkban is és a jövőben még számos újabb szenzor fogja szolgáltatni az adatokat az óceánok színéről (GLI, MISR, MODIS, OCI, OCM, OSMI, POLDER-2). A MERIS segítségével mérhető még: a felhőtető ma-gassága, a vízgőztartalom, a szárazföldek feletti levegő aeroszoltartalma.

Az AATSR (Advanced Along-Track Scanning Radiometer) elsődleges feladata az ATSR-1 és az ATSR-2 ERS szenzorok által megkezdett mérések folytatása a pontos tengerfelszín hőmérsékletmérések terén (SST – Sea Surface Temperature). A klímakutatás szempontjából alapvető fontosságú, közel 10 éves folyamatos mé-rés pontossága ≤ 0,3 °K. A szenzor másodlagos feladata a szárazföldek, a vegetáció kvantitatív elemzése, pl. globális vegetációs indexek előállítása.^[111]

Az AATSR az ATSR berendezésekhez hasonlóan két berendezésből: egy látható fény tartományába eső sávokkal kiegészített infravörös radiométerből (IRR – InfraRed Radiometer), és egy mikrohullámú radiométerből (MWR – MicroWave Radiometer) áll.

A tengerfelszín hőmérsékletét mérő korábbi 4-csatornás infravörös radiométert bővítették. A hét sávtartomány közepei: 0,55, 0,67, 0,87, 1,6, 3,7, 10,7 és 12 µm. A termális infravörös sávokban a földfelszín kisugárzását lehet érzékelni. A két irány (0° és 52°) mentén történő érzékelés révén a tengerfelszín hőmérsékle-tének mérési pontossága 0,5° K-nél jobb. A második és a harmadik hullámsáv megegyezik az AVHRR szenzor első két sávjával, amelyekkel a vegetációs indexek képezhetők és a térbeli felbontás nadírban, 1x1 km is hasonló az AVHRR felbontásához. A 0,55 µm középpontú sávban a klorofiltartalom mérhető, követ-keztetni lehet a növényzet egészségi állapotára a növekedés ütemére, stb.

Az MWR mikrohullámú radiométer, mely szintén az AATSR része, egy passzív kétcsatornás (23,8 és 36,5 GHz) radiométer. A mikrohullámú szonda az alsó-légkör 20 km vastag rétegének teljes vízgőztartalmát méri. Az adatok révén pontosabban adható meg a tengerfelszín hőmérséklete, valamint a berendezés troposzféra kiterjedés-korrekcióval segíti a radar magasságmérő tevékenységét. Az MWR segítségével pontosabb képet kaphatunk a felszín emisszióképességéről, a talaj nedvességtartalmáról, a felszín energiaegyenlegéről, stb.

A GOMOS az atmoszféra összetevőinek koncentrációját méri sajátos belső kalibrációs technikával. A kiválasztott csillagokból érkező sugárzást megméri, mielőtt a sugárzás áthaladna a Föld légkörén, majd ahogy a műhold pályáján továbbhalad, a csillagból érkező sugárzás a Föld légkörének egyre vastagabb szeletén halad át. A légkör alkotóelemei elnyelnek bizonyos hullámhossz-tartományokban sugárzást, így a csillag sugárzásának spektrális változása a légkör összetevőinek mennyiségével lesz összefüggésben. A GOMOS a csillagok sugárzását a 0,25–0,675, a 0,756–0,773 és a 0,926–0,925 µm-es sávokban méri, továbbá kiegészül két darab 0,47–0,52 és 0,65–0,70 µm-es sávú fotométerrel. Ezzel a mérési techno-lógiával a légkör függőleges ózon- és egyéb gáztartalma nagy pontossággal mér-hető. A GOMOS naponta 600-nál több, havonta több mint 18 ezer mérést végez.