Vệ tinh viễn thám thương mại dùng trong mục đích an ninh quốc phòng

ệc đo tốc độ và chuyển động của các tảng băng cũng như bề mặt biển đáp ứng được nhu cầu quan trọng của các nhà địa lý và khí hậu học. Người ta đã phát hiện ra rằng có một mối quan hệ trực tiếp giữa nhiệt độ biển và sự tiến triển của khí hậu toàn cầu. Các ảnh Radar cũng cho phép phát hiện các mảng dầu, ngay cả trong đêm, ngăn ngừa được hải triều đen, phát hiện việc thải dầu bất hợp pháp của các tàu chở dầu. Khi có ô nhiễm môi trường bởi Hydrocacbua, váng dầu làm cho mặt biển phẳng lì và làm thay đổi tín hiệu phản xạ về Radar. Ngoài nhiệm vụ hải dương học các vệ tinh Rada ERS còn được dùng vào nhiều ứng dụng khác như: - Phát hiện và theo dõi những hiện tượng có thể nguy hiểm cho con người như các trận cuồng phong, bão lớn, tốc độ gió trên 120 km/h. - Đo độ ẩm mặt đất để đánh giá diện bị ngập lụt. - Theo dõi sự tiến triển của quang cảnh tự nhiên như: phá rừng, sụt lở tuyết. - Theo dõi và bảo vệ trái đất. 4.4 Vệ tinh quan trắc bằng Radar ENVISAT Ngày nay người ta đã ý thức được về sự huỷ hoại trái đất. Năm 1985 xác minh được tầng ôzôn trên Nam cực đã bị loãng. Đó là một hiện tượng mà việc theo dõi, tìm hiểu và quản lý trở nên rất quan trọng. Trái đất và môi trường phải được theo dõi và bảo vệ. Vệ tinh quan trắc bằng Radar ENVISAT phóng năm 1999 giúp các nhà khoa học nghiên cứu và phân tích môi trường Trái đất cũng như các diễn biến khí hậu do hoạt động của con người gây ra. Hoạt động của các nhà máy, ô tô chạy, việc sưởi ấm nhà đều có ảnh hưởng đến khí hậu. Radar ENVISAT được trang bị 11 thiết bị nghiên cứu khoa học trong đó điển hình có: ã Radar có anten tổng hợp thế hệ mới ASAR với dàn anten tích cực có nhiều phương thức hoạt động, giúp nghiên cứu đại dương và các khối băng, nghiên cứu các đặc trưng của đất đai, đặc biệt là độ ẩm đất. ãSpectrophotomet GOMOS (thiết bị đo độ phát xạ và độ phản xạ của các bề mặt và môi trường theo hàm bước sóng) để theo dõi bề dày tầng ôzôn trên phạm vi toàn cầu, cung cấp một bản đồ 3 chiều về phân bố tầng ôzôn để theo dõi diễn biến. ãMáy đo bức xạ radiomet AATSR đo nhiệt độ bề mặt biển trong 4 kênh hồng ngoại và quan sát thảm thực vật trên mặt đất trong 3 kênh quang nhìn thấy được. Chương 5: Vệ tinh quang học SPOT. 5.1 Vấn đề quỹ đạo Quỹ đạo phải là hình tròn, để ảnh chụp của mọi điểm trên trái đất đều có đặc trưng như nhau. Tuy nhiên, do trái đất không phải là hình cầu lý tưởng, bán kính ở xích đạo lớn hơn ở cực 20 km, cho nên độ cao vệ tinh ở địa cực và ở xích đạo cũng hơi khác nhau. Vì muốn có ảnh ở tất cả mọi điểm trên bề mặt Trái đất, cho nên chọn quỹ đạo địa cực. Trái đất quay quanh trục địa cực, và điểm chiếu của vệ tinh vạch trên bề mặt trái đất những vạch cách đều nhau. Để có một chu kỳ quan trắc đều đặn cần làm sao cho sau khi vệ tinh bay chọn một số nguyên vòng trên quỹ đạo thì quả đất cũng quay trọn một số nguyên vòng quanh bản thân nó, để vệ tinh và quả đất lại quay trở lại đúng vị trí tương đối ban đầu lúc xuất phát. Như vậy có nghĩa là quỹ đạo phải cùng nhịp pha với chuyển động quay của trái đất. Spot 4 mà độ cao quỹ đạo là 822 km (trên quỹ đạo) mỗi ngày quay 14+5/26 vòng. Sau 26 ngày, nghĩa là sau 26 vòng quay của trái đất quanh bản thân, vệ tinh cũng thực hiện trọn một số nguyên vòng quay trên quỹ đạo và sau đó những vệt của nó trên mặt đất lại lặp lại giống như chu trình trước. Nếu muốn cho vệ tinh quan sát được hết mọi điểm trên trái đất trong chu trình nói trên, phải làm cho trường quan sát ở hai bên vệt do điểm chiếu của vệ tinh vạch ra trên mặt đất rộng hơn 2 lần khoảng cách giữa 2 vệt. Với Spot 4, khoảng cách cực đại giữa 2 vệt (ở xích đạo) là 108km, còn trường tổng của hai thiết bị quan sát thẳng đứng của nó là 117 km, đảm bảo được sự quan sát trọn vẹn toàn bề mặt trái đất trong một chu trình 26 ngày. Cuối cùng, nếu muốn cho các ảnh chụp trong các ngày khác nhau của một điểm đã cho có được những điều kiện mặt trời chiếu sáng như nhau, thì phải đảm bảo quỹ đạo luôn giữ một góc không đổi với hướng tới của tia mặt trời (để vệ tinh luôn bay qua một điểm đã cho ở một giờ địa phương nhất định), nghĩa là quỹ đạo phải đồng bộ mặt trời. Về danh định vệ tinh qua điểm nút đi xuống (giao điểm của vệt đi xuống với xích đạo) vào 10h 30' sáng ngày 15/6 hàng năm. Giờ nó bay qua trên đầu một vùng đã cho được giữ với sai số ±2phút quanh giá trị danh định bất kể mùa nào trong năm và nó trở lại vệt ban đầu với sai số ± 3 km ở xích đạo. Khi đặt lên vị trí, Spot 4 có cùng quỹ đạo với Spot 1 và Spot 2, nhưng phân bố cách nhau sao cho chúng có thể được theo dõi và số liệu được ghi chép thành dãy kế tiếp nhau bởi cùng một hệ thống các trạm trên mặt đất. Tóm lại, quỹ đạo các vệ tinh Spot tròn, ở cao độ 822 km trên xích đạo, đồng bộ mặt trời (10 giờ 30), trở lại chu trình cũ sau 26 ngày, vòng bay 101,4 phút. 5.2 Hệ thống quan sát Tải hữu ích các vệ tinh Spot giống nhau, bao gồm: hai khí cụ quang học y hệt nhau gọi là HRVIR (High Risolution Visible Infra Red), một tập hợp thiết bị ghi số liệu (lên băng từ và bộ nhớ ở thể rắn) và truyền về mặt đất. Khí cụ quang học đảm bảo các tính năng sau: Độ phân biệt cao () để thiết lập những bản đồ địa hình tỷ lệ xích 1/50000 và những bản đồ đặc tả tỷ lệ xích 1/25000. 4 kênh hình riêng rẽ, mỗi kênh ứng với một dải phổ, sử dụng theo 2 phương thức: - Phương thức đa phổ (Còn gọi là phương thức Xi) gồm 4 dải bước sóng và mỗi bước lấy mẫu ở mặt đất là 20 m. Các dải sóng này là : xanh cỏ ( B1 : 0,50 ~0,59 mm ), đỏ ( B2: 0,61~0,68 mm), cận hồng ngoại ( B3 : 0,79~0,89 mm ), giữa hồng ngoại (MIR : 1,58~1,75m m ) - Phương thức đơn sắc ( còn gọi là phương thức P ) với dải phổ từ 0,61 đến 0,68 m m và bước lấy mẫu 10m ở mặt đất. Các khí cụ quang học Spot có thể ngân hàng nhìn nghiêng ±27° so với phương thẳng đứng. Như vậy có hai ưu điểm : + Lặp lại số lần quan sát nhiều hơn + Hình thành được hình nổi của địa hình nhờ kết hợp các ảnh nhìn từ những góc nghiêng khác nhau. Bằng điều khiển từ xa hướng của gương đầu vào thiết bị quang học, có thể quét một hành lang rộng 900 km hai bên vệt vệ tinh. Vùng nhìn thiết bị quang học rộng 60 km khi nhìn xuống theo hướng thẳng đứng và 80 km khi nhìn nghiêng ở góc 27° . Hàng ngày trung tâm điều hành dưới đất soạn thảo qui trình quan sát và dùng sóng vô tuyến chuyển lên nạp vào máy tính đặt trên vệ tinh. Máy tính theo đó tuần tự ra lệnh cho thiết bị quang học thực hiện. Khả năng nhìn nghiêng cho phép tăng số lần quan sát những đối tượng đặc biệt. Chẳng hạn ở miền xích đạo, vệ tinh có thể quan sát một vùng nào đó đến 9 lần trong một chu trình 26 ngày, nghĩa là 126 lần một năm, bình quân 2,9 ngày/ lần. Ơ vĩ độ 45, có thể quan sát một vùng nào đó đến 12 lần trong một chu trình 26 ngày, bình quân 2,1 ngày nhìn lại một lần (lâu nhất là 4 ngày, nhanh nhất là 1 ngày). Khả năng nhìn lại sau vài ngày (nhờ phương pháp nhìn nghiêng) có ý nghĩa quan trọng đối với việc quan sát những sự kiện diễn biến nhanh, như theo dõi hoa màu chín ngày mùa và làm tăng xác suất chụp ảnh tốt đối với những vùng thường bị mây bao phủ (miền nhiệt đới). Nhìn nghiêng cũng cho phép nhận được những cặp ảnh nổi (stereo) khi chụp cùng một cảnh dưới những góc nhìn khác nhauu ở hai vòng quay kề nhau của vệ tinh. Khả năng này càng phong phú hơn khi hai vệ tinh Spot (Spot 2 và Spot 6) bay cách nhau 30 phút chụp ảnh cùng một đối tượng với những góc nghiêng khác nhau. Ta coi như được ảnh stereo tức thời, điều mà chỉ với một vệ tinh không thể thực hiện được . 5.3.Khung vệ tinh đa nhiệm vụ và các phương tiện nghiên cứu khoa học Khung vệ tinh Spot 4 được thiết kế theo cách tiếp cận đa nhiệm vụ, do đó cũng đã từng sử dụng nó để thực hiện được nhiệm vụ của Helios1 ( vệ tinh quân sự quan sát mặt đất ). Các chức năng chính của nó là: Điều khiển tự động toàn bộ các chức năng phải thực hiện trên vệ tinh khi ra khỏi tầm nhìn của các của các trạm theo dõi dưới mặt đất. Khả năng tự xử lý độc lập khi có trục trặc Giữ chính xác vị trí quỹ đạo Ôn định theo ba trục Máy tính trên tàu điều khiển tải hữu ích hoạt động theo chương trình mà trạm điều khiển trung tâm đưa lên hàng ngày . Cấp nguồn và điều khiển thiết bị khoa học mang theo . Quỹ đạo tròn, đồng bộ mặt trời, theo nhịp pha trái đất, như quỹ đạo Spot đặt ra những ràng buộc đặc biệt cho các phương tiện phục dịch trên tàu: Hệ cung cấp năng lượng điện phải tính đến chu trình ngày- đêm dồn dập trên quỹ đạo (66 phút ngày, 35 phút đêm). Vì chu kỳ ngày đêm ngắn như vậy, các ắc qui phải chịu đến 5000 chu trình phóng- nạp trong một năm. Dàn pin mặt trời cung cấp 2200W (EOL). Ban ngày nó cung cấp năng lượng cho tải hữu ích và nạp ắc qui. Nó luôn luôn quay sao cho bao giờ cũng hứng được thông lượng cực đại ánh sáng mặt trời. Hệ thống ổn định tư thế vệ tinh phải đáp ứng những yêu rất cao để thiết bị quang học ngắm được vùng chụp ảnh với độ chính xác 0,15°. Ngoài ra, hệ thống này phải kiểm soát được các tốc độ góc, chúng ảnh hưởng rất quan trọng tới chất lượng hình học của các ảnh chụp. Muốn đạt độ chính xác cần thiết, phải tránh được những chuyển động nhiễu mà biên độ vượt một phần nghìn độ mỗi giây (10-3)0/sec. Trên Spot, cần phân biệt ba phương thức hoạt động điều khiển tư thế và quỹ đạo. chúng dùng sức đẩy hydrazin, các cảm biến trái đất và cảm biến mặt trời, các con quay từ và quán tính. Các phương pháp này là : 1. Một phương thức định vị rất chính xác dùng con quay, các bộ cảm biến trái đất và cảm biến mặt trời. Lưu ý đến sự trôi không thể tính được của các con quay, phải hiệu chỉnh các thông tin về tư thế mà chúng cung cấp bằng những thông tin và cản biến quang học. Mặt vệ tinh luôn nhìn về hướng trái đất được trang bị một bộ cảm biến trái đất có khả năng phân biệt vũ trụ lạnh lẽo với trái đất (nóng hơn ), thông tin mà nó cung cấp cho biết sai số giữa mặt hướng về đất với vị trí lý thuyết và cho phép điều chỉnh lại. Muốn hiệu chỉnh định hướng với mặt trời, dùng bộ cảm biến mặt trời. Trong một vòng quay trên quỹ đạo, thế nào thế nào cũng có một lần mặt trời đi qua mặt phẳng chứa mặt vệ tinh (đang hướng về trái đất ) và hướng danh định của nó trong mặt phẳng này là hoàn toàn xác định. Các thông tin do các con quay và các bộ cảm biến cung cấp được đưa vào máy tính trên vệ tinh để tính ra tư thế và tốc độ góc thực tế của vệ tinh. Sau đó máy tính đưa lệnh hiệu chỉnh đến các bánh xe phản lực và cuộn dây từ. Hệ thống này có trách nhiệm định hướng đường ngắm của các thiết bij quang học về tâm trái đất. 2. Một phương thức định vị trí thô, chỉ cần thiết khi đặt vệ tinh vào vị trí quỹ đạo lần đầu tiên và khi phương thức trên tạm thời gặp sự cố. Các phương tiện để xác định tư thế và tốc độ góc được sử dụng vẫn như phương thức trên và cũng sử dụng máy tính trên tàu (với các algorit khác) nhưng lệnh hiệu chỉnh được đưa đến các bộ đẩy micro dùng hydazin để tạo ra những ngẫu lực điều khiển tư thế hoặc tạo ra lực đẩy ( tác động đến chuyển động của trọng tâm) để chỉnh vị trí quỹ đạo. 3. Một phương thức định vị "để sống sót ", dùng khi máy tính hỏng hoặc phần mềm hỏng hoặc khi cả hai cùng hỏng, để cứu nguy cho vệ tinh trong lúc chờ đợi trạm điều khiển mặt đất can thiệp. Theo phương thức này, cho dàn pin mặt trời dừng lại ở vị trí song song với mặt hướng “vũ trụ” của vệ tinh (khi đó đang hướng về mặt trời ). Cho tên lửa quay nhẹ quanh trục vệ tinh - mặt trời, để đảm bảo sự ổn định của nó trong những giai đoạn nó bị trái đất che khuất. Lúc này phải những bộ cảm biến mặt trời đặc biệt để phát hiện hướng mặt trời. Một thiết bị điện tử đặc biệt lập ra những lệnh bay để đưa đến các bộ đẩy dùng hydrazi. Để đảm sống còn, người ta đã giành riêng hai nhánh bộ đẩy và hai bồn nhiên liệu chỉ được dùng khi gặp trường hợp cấp cứu này. Hệ thống quản lý trên tàu phải đáp ứng được những ràng buộc đặc biệt của vệ tinh quỹ đạo thấp : một trạm điều khiển dưới mặt đất mà tầm nhìn có bán kính 2500km mỗi ngày chỉ tiếp xúc vói vệ tinh có mấy lần ( ở vĩ độ của Toulouse – 5 lần / ngày ) mỗi lần không quá 12 phút, các cuộc liên lạc giữa trạm với vệ tinh không quá 1 giờ/ 1 ngày. Liên lạc thực hiện ở dải tần 2GHz. Vì không thể lập trạm ở khắp mọi nơi nên phải trang bị cho vệ tinh khả năng tự quản lý khi không còn tiếp xúc được với mặt đất. Hậu quả là : + Vệ tinh phải tự thi hành nhiệm vụ của mình theo một chương trình mà dưới đất gửi lên mỗi ngày một lần. + Khi gặp sự cố bất thường, vệ tinh phải tự biết và ngăn ngừa được sự cố lan rộng. Khi đó nó phải thực hiện cái mà người ta gọi là cấu hình lại (reconfiguration) để có thể chờ đợi trong trạng thái ổn định và không nguy hiểm sự tiếp xúc lần sau với trạm mặt đất. Phần mềm trên vệ tinh phụ trách thực hiện các biện pháp này. 5.4 Các thiết bị khoa học đặt trên Spot 4. Ngoài một tải hữu ích phụ là Vegetation (Thảm thực vật) còn có các thiết bị nghiên cứu khoa học sau, gọi là ‘khách đi tàu’ gồm : DORIS, POAM III, SILEX/PASTEL, ESBT, PASTEC. DORIS(Détermination d’Orbitre et de Radiopositionement Intégrés par Satllite) là một hệ định vị rất chính xác, bao gồm một máy thu vô tuyến và bộ dao động thạch anh đặt trên vệ tinh cũng như trên 50 trạm tín hiệu (Balise) ở dưới mặt đất, tại những địa điểm mà vị trí được biết chính xác đến vài cm. Hệ này cho phép : Xác định được vị trí vệ tinh với sai số 10 cm, bằng cách đo di tần Doppler. Định vị các trạm tín hiệu mà vị trí chưa được biết chính xác đến vài cm. Hệ này ứng dụng trong quỹ đạo học, đo đạc địa lý, theo dõi các hiện tượng thiên nhiên ( Biến dạng đất ở những vùng địa chấn, núi lửa, chuyển động các băng hà ...) Nhờ hệ DORIS mà người ta thường xuyên biết được vị trí của vệ tinh Topex-Poseiden xác chính xác đến ba cm, vị trí các trạm tín hiệu đến 1-2cm. POAM III ( Polar ozone and Aerosol Measurements) là một hệ thiết bị theo dõi những thay đổi theo mùa và dài hạn của cấu thành khí quyển ở tầng cao và tầng trung (nước, ozone, nitơ, độ tập trung mây) trên Nam cực và Bắc cực. Nó cũng cung cấp số liệu để lập các mô hình lỗ hổng ozone. Nguyên lý làm việc là đo sự suy giảm của tia mặt trời đi qua các tầng cao của khí quyển ở hai địa cực, máy đo quét với độ phân biệt cao vùng khí quyển giữa các cao độ 10 và 40 km. Điều này thực hiện mỗi khi vệ tinh chuyển từ đêm sang ngày và từ ngày sang đêm trên quỹ đạo. Các phép đo suy giảm thực hiện với nhiều bước sóng khác nhau trong vùng từ tử ngoại đến hồng ngoại. Hàng ngày các kết quả đo được một máy phát chuyển về một trung tâm nghiên cứu của Mỹ. SILEX/PASTEL : SILEX (Semiconductor-laser Intersatllite Link Experiment) là hệ thông tin quang liên vệ tinh dân dụng đầu tiên, có nhiệm vụ đảm bảo thông tin lưu lượng cao( 50Mbit/s) giữa hai đầu cuối quang học: PASTEL( Passager Telecom Laser) OPALE ( Optical Payload for Intersatllite Link Experiment) đặt trên vệ tinh địa tĩnh châu Âu Artermis. Hệ thống thông tin này vừa để chuẩn bị cho việc truyền theo thời gian thực các ảnh Spot 4 về mặt đất ( qua vệ tinh địa tĩnh Artermis) vừa để thử nghiệm thông tin quang giữa hai vệ tinh . Vì tia laser chỉ tán sắc có vài microradian trong lúc độ ổn định của các tư thế của vệ tinh là vài miliradian, do đó lúc vào cuộc thông tin phải có một quá trình dò tìm tự động để cho hai tia quang bắt được nhau. Quá trình này kéo dài khoảng hai phút xác suất thành công là 95% . Sau đó bắt đầu quá trình truyền tin. Tín hiệu là các ảnh của Spot 4 điều chế biên độ một điôt laser là phát đi. Bên thu tách sóng thẳng tín hiệu bằng một điốt thác lũ. Xác suất bit lỗi chỉ khoảng 10-8. Các chỉ tiêu của PASTEL như sau : - Trọng lượng : 150kg - Công suất :130W - Công suất laser : 60mW - Bước sóng : 0,8mm(điôt Ga Al As) - Đường kính của kính viễn vọng 250nm - Độ chính xác ngắm : khá hơn 2mrad - Chất lượng quang :l/10 trên mỗi kênh - Độ cách ly giữa các kênh : khá hơn 10-10- - Độ tán tiêu (defocus) khá hơn 10mm ESBT ( Experimental S-band Terminal) Đây là một bộ phát đáp băng S ( dải tần 2GHz ), dùng kỹ thuật trải phổ, để thử nghiệm các cuộc thông tin liên vệ tinh ( giữa vệ tinh LEO như Spot với vệ tinh địa tĩnh ) Spot4 thông tin số liệu đo xa/ điều khiển xa lưu lượng thấp (4kbit/s) giữa cung đoạn mặt đất của vệ tinh địa tĩnh Artermis với Spot ( chuyển qua Artermis) trên cả hai chiều đi và về. Mục đích chính là để đánh giá chất lượng truyền tin. Sau này, qua thời gian thử nghiệm rồi cũng có thể dùng ESBT để đưa tín hiệu đo xa của Spot 4 về trung tâm điều khiển Spot qua vệ tinh Artermis PASTEC( Passager technologique de Spot 4), dùng để đo : - Sự ô nhiễm và xuống cấp của vỏ bọc điều hoà nhiệt trong điều kiện vũ trụ - Sự già hoá các vỏ bọc điều hoà nhiệt sau thời gian dài bị các tia bức xạ từ mặt trời, quả đất chiếu vào . - Tác động của các iôn nặng trong vũ các tia vũ trụ đến các VLSI - Tăng thêm sự hiểu biết về môi trường ở các quỹ đạo thấp - ứng xử động lực học của vệ tinh và giao diện vệ tinh – tên lửa phóng qua các giai đoạn lên quỹ đạo . - Các vi chấn động trên quỹ đạo gây ra bởi các thiết có khả năng tạo lực nhiễu. Cách lan truyền của vi chấn động qua cấu trúc vệ tinh . - Điện tích tĩnh điện sinh ra khi vệ tinh kích thước lớn bay ở quỹ đạo thấp. Chương 6: Vệ tinh RADARSAT. 6.1 Tổng quan về Vệ tinh RADARSAT RARDARSAT: Là viết tắt của cụm "phát hiện và định vị bằng vô tuyến" (Radio Detector & Ranging). Đó là phương pháp phát hiện và định vị một đối tượng đồng thời xác định một số đặc trưng của đối tượng (chẳng hạn tốc độ di chuyển ) dựa trên việc bức xạ những sóng điện từ và phân tích sóng phản xạ trở lại từ đối tượng. Nguyên lý radar là bức xạ ra một bước sóng điện từ hẹp trong một thời gian rất ngắn. Sóng này khi tới đối tượng quan sát bị phản xạ lại và được máy thu radar thu vào. Biết được khoảng thời gian đi và về của sóng ta tính ra được khoảng cách giữa radar và đối tượng. Tốc độ của đối tượng (còn gọi là mục tiêu) tính theo sự lệch tần giữa sóng phản xạ và sóng tới gây ra bởi hiệu ứng Doppler. Các Radar đầu tiên hoạt động ở sóng m, sau đó chuyển sang sóng dm và sóng cm. Bước sóng càng ngắn thì búp sóng càng hẹp. Do đó có thể phát hiện được những mục tiêu có diện tích phản xạ bé. Các xung điện từ phát ra chỉ khoảng một phần của ms nhưng công suất bức xạ lên đến nhiều MW. Một phương pháp thường dùng là phương pháp quét điện tử cho phép thay đổi hướng búp sóng của anten trong một thời gian rất ngắn mà không cần phải di chuyển anten. RADARSAT của Canada là một vệ tinh quan sát Trái đất,được phóng ngày 4/11/1995. RADARSAT đang là nguồn cung cấp thông tin qúi giá sử dụng trong việc theo dõi tài nguyên thiên nhiên và môi trường trên thế giới. RADARSAT với tuổi thọ 5 năm được trang bị một Radar độ mở tổng hợp( SAR). SAR là thiết bị phát sóng vi ba mạnh có thể truyền và nhận báo hiệu xuyên qua những đám mây sương mù, khói, hay bóng tối mà vẫn thu được những hình ảnh chất lượng cao của Trái đất trong mọi điều kiện thời tiết vào bất kỳ thời gian nào. Nó có những lợi thế mà máy bay hay những vệ tinh quang học không thể có được. Sử dụng một tần số đơn, band-C, RADARSAT SAR là vệ tinh duy nhất có khả năng điều chỉnh và hướng chùm tia chiếu qua khoảng cách 500 kilômet. Người ta có thể lựa chọn chùm tia phù hợp để có thể vẽ hình những lát cắt từ 35 kilômet đến 500 kilômet với độ phân giải tương ứng từ 10 mét đến 100 mét. Góc tới sẽ giới hạn từ ít hơn 20 độ đến hơn 50 độ. RADARSAT nặng xấp xỉ 3200 kilôgam. Vệ tinh được bù nhiệt cho những mất mát nhiệt độ khổng lồ ra không gian.Phía vệ tinh bị che khuất bởi mặt trời có nhiệt độ rất lạnh, có thể tới -170 độ C; phía giáp mặt trời có thể đạt đến nhiệt độ 150 độ C. Lớp vỏ cách nhiệt được chế tạo từ Mylar vàng được sử dụng để cách ly vệ tinh. Ngoài ra vệ tinh cũng có những gương phản chiếu tia sáng mặt trời để giữ vệ tinh luôn trong phạm vi nhiệt độ hoạt động của nó. Nhờ vậy,nhiệt độ của vệ tinh được duy trì trong khoảng10 đến 15 độ Độ bách phân. Nhiều bộ phận trên vệ tinh là dễ vỡ đến nỗi mà chúng không thể triển khai hoạt động trên trái đất. Tồn tại và làm việc trong không gian, chúng có thể an toàn dưới tác dụng của trọng lực hấp dẫn.Vệ tinh được cung cấp năng lượng từ 2 cánh đón năng lượng mặt trời. Quỹ đạo và độ cao vệ tinh được điều chỉnh liên tục trong suốt thời gian sống 5 năm của vệ tinh bởi bộ đẩy nhiên liệu lỏng. Những mảnh vỡ tồn tại trong không gian có thể làm thiệt hại đến vệ tinh, do đó lớp vỏ cách ly đặc biệt của RADARSAT được thiết kế để bảo vệ vệ tinh khỏi những mối nguy hiểm trong hành trình của nó. Chương trình RADARSAT của Canada là hệ thống vệ tinh radar đầu tiên trên thế giới, là hệ thống hoạt động định hướng có khả năng truyền đi một lượng lớn dữ liệu. RADARSAT được phát triển dưới sự điều khiển của tổ chức Không gian Ca-na-đa ( CSA) hợp tác với tổ chức Quản lí Hàng không và Không gian Quốc gia / Quản lí Khí quyển và Đại dương Quốc gia ( NASA / NOAA).CSA đã thiết kế, xây dựng và phóng vệ tinh, và hiện nay đang điều hành Văn phòng thu nhận chức năng. ở Canada, dữ liệu RADARSAT được thu tại Gatineau, Quebec và trạm mặt đất Prince Albert, Saskatchewan; cả hai đều thuộc sự chỉ đạo của trung tâm viễn thám Canada (CCRS). Tổ chức quốc tế RADARSAT ( RSI)đang nắm độc quyền phân phối dữ liệu trên trang RADARSAT worldwide, và xử lý ở Gatineau, Quebec và Richmond, Anh Columbia, Canada. Chính phủ Anh Columbia, Saskatchewan, Ontario, và Quebec đã đồng cấp vốn cho chương trình. New Brunswick, Nova Scotia, Prince Edward, Manitoba, và Alberta đã mua độc quyền dữ liệu. 6.2 Tại sao lựa chọn RADARSAT? Canada là một nước đi đầu trong việc phát triển các ứng dụng vệ tinh và cơ sở hạ tầng cho viễn thám từ những năm đầu của thập kỉ 70. Vào 1976, Canada phát sinh nhu cầu phát triển một vệ tinh rađa để giám sát khu vực phía Bắc Ca-na-đa.Sở dĩ có nhu cầu này bởi vì những tháng mùa đông kéo dài trong bóng tối của vùng Bắc cực. Ngoài ra, Canada có xấp xỉ 240,000 km bờ biển thường bị phủ kín trong sương mù mà những vệ tinh quang học hầu như bất lực trong điều kiện sương mù. RADARSAT được thiết kế có khả năng thâm nhập đám mây và sương mù và để đáp ứng những yêu cầu xử lí những dữ liệu sưu tầm được về vùng đất rộng lớn ở Canada và trên thế giới. Chương trình RADARSAT được hỗ trợ mạnh mẽ bởi công nghiệp,bởi chính phủ và bởi trung tâm nghiên cứu tài nguyên Canada và trên toàn cầu.Cục nghiên cứu không gian Ca-na-đa ( CSA) chịu trách nhiệm với việc thiết kế, xây dựng và thao tác điều khiển hệ thống vệ tinh bay theo quỹ đạo của nó.Thông qua trung tâm viễn thám Canada (CCRS), Cục nghiên cứu tài nguyên thiên nhiên điều khiển hoạt động của các trạm thu trên mặt đất ở Prince Albert, Saskatchewan và Gatineau, Quebec. Các công ty quốc tế đã cùng với Ca-na-đa tham gia chế tạo vệ tinh RADARSAT.Các nhà khoa học và những chuyên gia ứng dụng của CCRS tích cực nghiên cứu rađa với dữ liệu RADARSAT nhằm xác định những cơ hội mới để hướng vào một phạm vi nhu cầu rộng hơn trên thế giới. 6.3 Các loại radar Radar đặt trên mặt đất cho phép theo dõi các con tàu vũ trụ sau khi phóng, dùng vào mục đích định vị các con tàu này. Nếu đặt radar trên vệ tinh thì có thể nhận được ảnh của đất liền và các đại dương bất kể ngày hoặc đêm và không phụ thuộc vào sương mù, mây, mưa. Nhờ đặc tính này, việc quan sát mặt đất bằng radar là một phương pháp hữu hiệu để bổ trợ cho việc quan trắc bằng ánh sáng nhìn thấy và hồng ngoại dùng trong các mục đích dân dụng và quân sự. Các radar còn có thể đo độ cao của vệ tinh so với mặt đất. Ngoài ra radar khí tượng còn cho phép xác định những thông số khí tượng nhờ phân tích sóng phản xạ từ các tầng khác nhau của khí quyển. Các radar dùng để quan trắc mặt đất thường là loại tổng hợp độ mở (SAR-Synthetic Aperture Radar). Đó là những radar nhìn nghiêng nghĩa là dải đất được quan sát nằm chệch ra một bên so với vệt của vệ tinh có mang radar. Các radar này có thiết bị xử lý tín hiệu phản xạ cho phép cải thiện độ phân giải hình học của các ảnh theo trục di chuyển của búp sóng nhờ xếp chồng của các sóng phản xạ liên tục của cùng một điểm trên mặt đất nhưng có các hiệu ứng Doppler khác nhau. Sự việc xảy ra giống như các tín hiệu phản xạ đập vào những bộ phận khác nhau của một anten lớn. Bề rộng cực đại của độ mở phụ thuộc vào khoảng cách của quỹ đạo mục tiêu nằm dưới bước sóng radar. Tín hiệu phản xạ cung cấp hai thông tin: Cường độ (liên quan đến đặc trưng của mục tiêu ) và thời gian đi về của sóng (phụ thuộc vào khoảng cách). Đem trộn lẫn các trường hợp này thì sẽ nhận được một ảnh nổi. ảnh nổi này được xây dựng bằng một máy tính thông qua một loạt những thao tác xử lí số liệu và tính toán. ã Radar có độ mở tổng hợp SAR Định nghĩa SAR: là thiết bị mà sự vận hành trong lúc bay tương đương với một anten ảo có diện tích lớn hơn anten thật có khả năng nhìn nghiêng và do đó đưa đến một độ phân giải cao hơn. Radar nhìn nghiêng tích luỹ các dữ liệu ảnh trong quá trình nó di chuyển theo vệ tinh. Những dải đất của bề mặt địa cầu song song với quĩ đạo di chuyển của radar được bubs sóng radar chiếu rọi. Dữ liệu về sóng phản xạ được tích luỹ lại và được máy tính xử lí để tạo thành ảnh radar. Hướng thẳng góc với quĩ đạo vệ tinh được gọi là hướng cự li. Cự li ứng với điểm của ảnh nằm gần vệt của vệ tinh nhất gọi là cự li kề. Cự li ứng với điểm của ảnh nằm xa vệt vệ tinh nhất gọi là cự li xa. Hướng song song v