سينتينل-3

سنتينل-3 هي سلسلة أقمار صناعية ثقيلة لرصد الأرض، طورتها وكالة الفضاء الأوروبية كجزء من برنامج كوبرنيكوس . ^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]} اعتبارًا من عام 2024، تتكون من قمرين صناعيين: سنتينل-3A وسنتينل -3B. بعد التشغيل الأولي، سُلم كل قمر صناعي إلى المنظمة الأوروبية لاستغلال الأقمار الصناعية للأرصاد الجوية (يوميتسات) لبدء مرحلة التشغيل الروتيني للمهمة. وسيتبع ذلك قمران صناعيان دوريان، سنتينل-3C وسنتينل-3D، في عامي 2026 و2028 تقريبًا على التوالي لضمان استمرارية مهمة سنتينل-3. ^{[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]}

صُمم كل قمر صناعي من أقمار سينتينل-3 للعمل لمدة سبع سنوات في مدار أرضي منخفض متزامن مع الشمس . وتستخدم هذه الأقمار الصناعية أجهزة استشعار متعددة لقياس التضاريس ودرجة الحرارة والنظم البيئية البحرية وجودة المياه والتلوث وغيرها من الخصائص لأغراض التنبؤ بالمحيطات والرصد البيئي.

تدور أقمار سينتينل-3 في مدار متزامن مع الشمس على ارتفاع 814 كيلومترًا تقريبًا (506 أميال) ، بميل مداري قدره 98.6 درجة، ودورة مدارية تبلغ 100 دقيقة تقريبًا. التوقيت المحلي للعقدة الهابطة هو الساعة 10:00 صباحًا، والمدة الاسمية للدوران 7.5 سنوات.   

يُمكّن زوج من أقمار Sentinel-3 من إعادة المسح في فترة زمنية قصيرة، مما يسمح بتصوير الأرض مرة واحدة على الأقل كل يومين بواسطة جهاز OLCI ، ومرة ​​واحدة على الأقل يوميًا بواسطة جهاز SLSTR عند خط الاستواء. ويتحقق ذلك باستخدام قمري Sentinel-3A وSentinel-3B معًا. ^{[ 10 ]} يوفر مدار القمر الصناعي تكرارًا كل 27 يومًا لحزمة بيانات التضاريس، مع دورة فرعية مدتها 4 أيام. ^{[ 6 ]}

تتمثل الأهداف الرئيسية لمهمة Sentinel-3 في قياس تضاريس سطح البحر ، ودرجة حرارة سطح الأرض والبحر ، ولون سطح الأرض والمحيط بدقة عالية لدعم أنظمة التنبؤ بالمحيطات، ولرصد البيئة والمناخ. ^{[ 4 ] [ 6 ] [ 5 ]} ويستند Sentinel-3 مباشرةً إلى الإرث الرائد الذي أرسته أقمار ERS-2 و Envisat الصناعية. وسيتم توفير بيانات شبه فورية للتنبؤ بالمحيطات، ورسم خرائط الجليد البحري، وخدمات السلامة البحرية المتعلقة بحالة سطح المحيط، بما في ذلك درجة حرارة السطح، والنظم البيئية البحرية ، وجودة المياه، ورصد التلوث . ^{[ 6 ]}

وتشمل الأهداف الأخرى للمهمة ما يلي: ^{[ 4 ] [ 6 ]}

• قياس تضاريس سطح البحر، وارتفاع سطح البحر، وارتفاع الموجة الكبير
• قياس درجة حرارة سطح المحيط واليابسة
• قياس لون سطح المحيط واليابسة
• رصد تضاريس الجليد البحري والبري
• مراقبة جودة مياه البحر والتلوث
• مراقبة المياه الداخلية، بما في ذلك الأنهار والبحيرات
• المساعدة في التنبؤ بالطقس البحري باستخدام البيانات المكتسبة
• رصد المناخ ونمذجته
• رصد تغير استخدام الأراضي
• رسم خرائط الغطاء الحرجي
• نظام كشف الحرائق
• التنبؤ بالطقس
• قياس الإشعاع الحراري للأرض للتطبيقات الجوية

يستخدم القمر الصناعي Sentinel-3 أدوات استشعار متعددة: ^{[ 4 ] [ 6 ]}

SLSTR

يقيس جهاز SLSTR (مقياس الإشعاع الحراري لسطح البحر واليابسة) درجات حرارة سطح البحر العالمية بدقة تصل إلى أفضل من 0.3 كلفن (0.3 درجة مئوية؛ 0.5 درجة فهرنهايت) . ويقيس الجهاز في تسع قنوات طيفية ونطاقين إضافيين مُحسَّنين لرصد الحرائق. تغطي النطاقات الطيفية الستة الأولى طيف الضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء القريبة (VNIR) بالإضافة إلى طيف الأشعة تحت الحمراء قصيرة الموجة (SWIR)؛ حيث تغطي النطاقات من 1 إلى 3 طيف VNIR، بينما تغطي النطاقات من 4 إلى 6 طيف SWIR. ^{[ 18 ]} تتميز هذه النطاقات الستة بدقة مكانية تبلغ 500 متر (1600 قدم) ، بينما تتميز النطاقات من 7 إلى 9، بالإضافة إلى النطاقين الإضافيين، بدقة مكانية تبلغ كيلومترًا واحدًا (0.6 ميل) . ^{[ 18 ]} بالنسبة لجهاز SLSTR الموجود على متن القمر الصناعي Sentinel-3، تُعد المعايرة على متنه إحدى أهم ميزات القنوات الحرارية والأشعة تحت الحمراء. يحتوي هذا الجهاز على هدفين من الأجسام السوداء يُستخدمان للمعايرة، أحدهما عند درجة حرارة مماثلة لدرجة حرارة العدسات (حوالي 260 كلفن أو -13 درجة مئوية )، والآخر عند درجة حرارة أعلى ( 302 كلفن أو 29 درجة مئوية )، بحيث يتوافق نطاق درجة الحرارة مع درجات حرارة سطح المحيط التي يقيسها الجهاز. ^{[ 19 ] [ 20 ]}           

OLCI

جهاز OLCI (جهاز قياس لون المحيطات والأراضي) هو مطياف تصوير متوسط ​​الدقة يستخدم خمس كاميرات لتوفير مجال رؤية واسع. يعمل OLCI كجهاز مسح ضوئي على طول مسار الطيران، أو ما يُعرف بـ "المسح الخطي" ، حيث تُرتّب مصفوفة المستشعرات عموديًا على مسار الطيران. ^{[ 21 ]} تُزيل هذه الطريقة بشكل أساسي تشوه المقياس بالقرب من حافة الصورة، وهو أمر شائع في أجهزة المسح الضوئي العرضية أو ما يُعرف بـ"المسح الوميضي" . يحتوي OLCI على 21 نطاقًا طيفيًا بأطوال موجية تتراوح من الضوء المرئي إلى الأشعة تحت الحمراء القريبة. ^{[ 22 ]} تتفاوت النطاقات في عرضها من 400  نانومتر إلى 1020  نانومتر، وتُستخدم لأغراض متنوعة، بما في ذلك قياس امتصاص بخار الماء ، ومستويات الهباء الجوي ، وامتصاص الكلوروفيل . ^{[ 22 ]} يُعد كل من SLSTR وOLCI جهازين بصريين يتداخل مسار مسحهما، مما يسمح بتطبيقات جديدة مشتركة.

بسبب عوامل تغير المناخ، أصبحت المناطق الساحلية الداخلية مصدر قلق متزايد، وخلال الفترة من 2002 إلى 2012، قدم مطياف التصوير متوسط ​​الدقة ( MERIS ) بيانات رصد عالية الجودة للتحليل. يُعدّ جهاز OLCI تطويرًا لجهاز MERIS، حيث بُني بستة نطاقات طيفية إضافية، ونسبة إشارة إلى ضوضاء أعلى ، وتقليل الوهج الشمسي، ودقة مكانية قصوى تبلغ 300 متر، وتغطية أرضية أوسع، مما يسمح له برصد مستويات البكتيريا الزرقاء في النظم البيئية الساحلية الداخلية. ^{[ 23 ]} يُعدّ OLCI حاليًا المستشعر الوحيد في الفضاء القادر على رصد البكتيريا الزرقاء. ^{[ 1 ]}

SRAL

يُعدّ مقياس الارتفاع الراداري ذو الفتحة التركيبية (SRAL ) الأداة الطبوغرافية الرئيسية لتوفير قياسات طبوغرافية دقيقة فوق الجليد البحري والصفائح الجليدية والأنهار والبحيرات. يستخدم الجهاز نطاقي التردد K _و C ، ويدعمه مقياس إشعاع ميكروويف (MWR) لتصحيح الغلاف الجوي، وجهاز استقبال DORIS لتحديد الموقع المداري. يُمكّن هذا الجهاز، المُستند إلى مهام سابقة مثل CryoSat و Jason ، ^{[ 24 ]} من توفير دقة تصل إلى 300 متر وخطأ إجمالي في المدى يبلغ 3 سم. ^{[ 25 ]} يعمل الجهاز بتردد تكرار نبضات يبلغ 1.9 كيلوهرتز (وضع الدقة المنخفضة - LRM، رادار الفتحة الحقيقية ) و17.8 كيلوهرتز (رادار الفتحة التركيبية - SAR). ^{[ 25 ]}   

يتولى مركز عمليات الفضاء الأوروبي (ESA) تشغيل القمر الصناعي Sentinel-3 خلال مرحلة التشغيل التجريبي (E1)، بينما تتولى المنظمة الأوروبية لاستغلال الأقمار الصناعية للأرصاد الجوية (EUMETSAT) تشغيله بدءًا من مرحلة التشغيل الروتيني. وتتولى EUMETSAT إدارة عمليات Sentinel-3 في مداره من دارمشتات، ألمانيا . ويشمل ذلك مراقبة حالة القمر الصناعي وأجهزته، وتنسيق بيانات القياس عن بُعد والأوامر في مركز التحكم الرئيسي للرحلات في دارمشتات. كما تدير EUMETSAT مركز تحكم احتياطي في توريخون، إسبانيا. بالإضافة إلى ذلك، تشغل ESA محطة أساسية تعمل بنطاق X في سفالبارد ، النرويج. وتتولى هذه المحطة استقبال البيانات التي يجمعها Sentinel-3. ^{[ 27 ]} ثم يقوم قسم Sentinel الأرضي التعاوني بتحليل البيانات وتجميعها في مكون كوبرنيكوس الفضائي (CSC). ويُعد CSC برنامجًا لمراقبة الأرض تديره ESA بهدف توفير مراقبة مستمرة عالية الجودة للأرض. ^{[ 6 ]} تقوم منظمة EUMETSAT بتوليد ونشر البيانات البحرية والبيانات الجوية شبه الآنية من مرافقها الخاصة في دارمشتات.

تتنوع تطبيقات القمر الصناعي Sentinel-3. فباستخدام مجموعة أجهزة الاستشعار الموجودة على متنه، يستطيع Sentinel-3 رصد تغيرات درجة حرارة ولون المحيطات واليابسة. يتميز جهاز قياس لون المحيطات واليابسة (OLCI) بدقة تصل إلى 300 متر (980 قدمًا) مع 21 نطاقًا مختلفًا، مما يتيح تغطية عالمية في أقل من أربعة أيام. ويمكن للباحثين استخدام هذا المستشعر لإجراء دراسات حول جودة المياه ومراقبة اليابسة. ^{[ 28 ]} كما يمتلك القمر الصناعي القدرة على رصد درجة حرارة البحر واليابسة والجليد من خلال مقياس إشعاع درجة حرارة سطح البحر واليابسة (SLSTR). ويستطيع Sentinel-3 أيضًا رصد تغيرات ارتفاع سطح البحر والجليد البحري باستخدام مقياس الارتفاع الراداري ذي الفتحة التركيبية ومقياس الإشعاع الميكروي ، وهما من أكثر أجهزة الاستشعار تعقيدًا على متن القمر الصناعي. ^{[ 28 ]}  

ستُستخدم البيانات التي تم الحصول عليها من خلال هذه المهمة بالاشتراك مع بعثات أخرى لرصد المحيطات للمساهمة في النظام العالمي لرصد المحيطات (GOOS) الذي يهدف إلى إنشاء نظام دائم لرصد المحيطات. ^{[ 28 ]}

• بيانات لون المحيط وانعكاس الأرض
• درجة حرارة سطح البحر واليابسة والجليد
• مراقبة الحرائق النشطة والمناطق المحترقة
• بيانات تضاريس سطح البحر

• 
  بحر بيرينغ
• 
  إعصار ديبي
• 
  كامتشاتكا، روسيا
• 
  المملكة المتحدة
• 
  إعصار هينامنور قبالة سواحل تايوان
• 
  منظر لمدغشقر وقناة موزمبيق
• 
  تساقط الثلوج الناتج عن العاصفة فيلومينا مرئي في شبه الجزيرة الأيبيرية في يناير 2021

• موقع Sentinel-3 مؤرشف بتاريخ 26 أغسطس 2016 على موقع Wayback Machine بواسطة EUMETSAT
• موقع Sentinel-3 مؤرشف بتاريخ 9 يونيو 2016 على موقع Wayback Machine بواسطة وكالة الفضاء الأوروبية
• موقع Sentinel-3 الإلكتروني من تصميم eoPortal
• موقع إلكتروني لعرض بيانات Sentinel-3 NRT من تصميم OceanDataLab