Программа Коперник - Copernicus Programme

Программа Коперник
Коперник логотип.png
Страна  Европейский Союз
Организация ЕКА
Менеджер Гвидо Леврини
Цель Мониторинг Земли
Положение дел Непрерывный
История программы
Расходы 6,7 миллиардов евро (1998-2020)

Коперник является Европейский Союз Земли программа наблюдения «s координируется и управляется Европейской комиссией в сотрудничестве с Европейским космическим агентством (ЕКА), государств - членов ЕС и ЕС учреждений .

Он нацелен на достижение глобального, непрерывного, автономного, высококачественного и широкого диапазона возможностей наблюдения Земли. Предоставление точной, своевременной и легкодоступной информации, среди прочего, для улучшения управления окружающей средой, понимания и смягчения последствий изменения климата и обеспечения гражданской безопасности.

Цель состоит в том, чтобы использовать огромный объем глобальных данных со спутников и наземных, бортовых и морских измерительных систем для получения своевременной и качественной информации, услуг и знаний, а также для обеспечения автономного и независимого доступа к информации в областях окружающей среды и безопасности. на глобальном уровне, чтобы помочь поставщикам услуг, государственным органам и другим международным организациям улучшить качество жизни граждан Европы. Другими словами, он собирает воедино всю информацию, полученную экологическими спутниками Copernicus , воздушными и наземными станциями и датчиками, чтобы дать исчерпывающую картину «здоровья» Земли .

Одним из преимуществ программы Copernicus является то, что данные и информация, производимые в рамках Copernicus, доступны бесплатно для всех пользователей и общественности, что позволяет развивать последующие услуги.

Услуги, предлагаемые Copernicus, охватывают шесть основных взаимосвязанных тем: атмосфера, море, суша, климат, чрезвычайные ситуации и безопасность.

Коперник состоит из трех компонентов:

  • Космический компонент (спутники наблюдения и связанный с ними наземный сегмент с миссиями по наблюдению за сушей, атмосферными и океанографическими параметрами). Сюда входят два типа спутниковых миссий: пять семейств специальных Sentinel (космических миссий) ЕКА и миссии других космических агентств, называемые дополнительными миссиями;
  • Измерения на месте (наземные и воздушные сети сбора данных, предоставляющие информацию об океанах, континентальной поверхности и атмосфере);
  • Услуги, разрабатываемые и управляемые Copernicus, предлагаются пользователям и публике в целом.

Он был назван в честь ученого и наблюдателя Николая Коперника . Теория гелиоцентрической Вселенной Коперника внесла новаторский вклад в современную науку.

Его затраты в период с 1998 по 2020 год оцениваются в 6,7 миллиарда евро, из которых около 4,3 миллиарда евро израсходованы в период с 2014 по 2020 год и распределены между ЕС (67%) и ЕКА (33%), а выгоды от данных для экономики ЕС оцениваются в размере примерно 30 миллиардов евро до 2030 года. ЕКА в качестве основного партнера выполнило большую часть проектирования, курирует и софинансирует разработку миссий Sentinel 1, 2, 3, 4, 5 и 6, при этом каждая миссия Sentinel состоит как минимум из 2 спутников и некоторые, такие как Sentinel 1, состоящие из 4 спутников. Они также предоставят инструменты для метеорологических спутников Meteosat третьего поколения и MetOp-SG ЕВМЕТСАТ, где ЕКА и ЕВМЕТСАТ также будут координировать доставку данных с более чем 30 спутников, которые образуют вспомогательные спутниковые миссии на Коперник.

Италия и Средиземное море, снимок сделан коперником Sentinel-3A 28 сентября 2016 года.

История

Программа Copernicus была учреждена Постановлением (ЕС) № 377/2014 в 2014 году на основе предыдущей инициативы ЕС по мониторингу Земли GMES (установленной Постановлением (ЕС) № 911/2010).

За несколько десятилетий европейские и национальные институты предприняли значительные усилия в области исследований и разработок в области наблюдения Земли. Эти усилия привели к огромным достижениям, но услуги и продукты, разработанные в этот период, имели ограничения, присущие научно-исследовательской деятельности (например, отсутствие непрерывности обслуживания в долгосрочной перспективе). Идея глобальной и непрерывной европейской системы наблюдения Земли была разработана под названием Глобальный мониторинг окружающей среды и безопасности ( GMES ), которая позже была переименована в Copernicus после того, как ЕС стал напрямую участвовать в финансировании и развитии. Он следует за предыдущей европейской программой Envisat стоимостью 2,3 миллиарда евро, которая действовала с 2002 по 2012 год, и значительно расширяет ее .

Компания Copernicus перешла от НИОКР к операционным услугам по поэтапному подходу:

  • 2008 - 2010 : Предэксплуатационные услуги Copernicus (Fast Track Services и Pilot Services)
  • 2011 - 2013 : первые операции Copernicus
  • С 2014 : Copernicus полностью готов к эксплуатации.

Хронология

  • 19 мая 1998 года: институты, участвующие в развитии космической деятельности в Европе, создают GMES посредством декларации, известной как "Манифест Бавено". В то время GMES означает «Глобальный мониторинг экологической безопасности».
  • 1999 год: название изменено на «Глобальный мониторинг окружающей среды и безопасности» (GMES), что свидетельствует о том, что управление окружающей средой также имеет последствия для безопасности.
  • 2001: по случаю саммита в Гётеборге главы государств и правительств просят « Сообщество внести свой вклад в создание к 2008 году европейского потенциала для глобального мониторинга окружающей среды и безопасности ».
  • Октябрь 2002 года: характер и объем компонента «Безопасность» в GMES определены как предотвращение и реагирование на кризисы, связанные с природными и техногенными рисками, гуманитарная помощь и международное сотрудничество, мониторинг соблюдения международных договоров по предотвращению конфликтов, гуманитарных и спасательные работы, миротворческие задачи и наблюдение за границами ЕС.
  • Февраль 2004 г .: Сообщение Комиссии « GMES: создание потенциала GMES к 2008 г. » представляет План действий, нацеленный на создание работающего потенциала GMES к 2008 г. В 2004 г. также подписывается Рамочное соглашение между ЕС и ЕКА, что обеспечивает основу для космическая составляющая ГМЭС.
  • Май 2005: Сообщение Комиссии « GMES: от концепции к реальности » устанавливает приоритеты для развертывания услуг GMES в 2008 году, при этом первоначальное внимание уделяется наземному мониторингу, морскому мониторингу и службам реагирования на чрезвычайные ситуации, также известным как Fast Track Services (FTS). ). Ожидается, что более поздние службы, также известные как пилотные службы, будут заниматься мониторингом атмосферы, безопасностью и изменением климата.
  • Июнь 2006 г .: Европейская комиссия учреждает Бюро GMES с основной целью обеспечения предоставления приоритетных услуг к 2008 г. Другими задачами Бюро GMES являются решение вопросов структуры управления GMES и долгосрочной финансовой устойчивости система.
  • Май 2007 г .: принятие Коммюнике по европейской космической политике, в котором GMES признается главным флагманом космической политики.
  • Сентябрь 2008 г .: официальный запуск трех сервисов FTS и двух пилотных сервисов в их предоперационной версии по случаю форума GMES, проходившего в Лилле , Франция .
  • Ноябрь 2008 г .: Сообщение Комиссии « GMES: Мы заботимся о более безопасной планете » закладывает основу для дальнейших дискуссий по вопросам финансирования, операционной инфраструктуры и эффективного управления GMES.
  • Май 2009 г .: Предложение Комиссии по регламенту « Европейской программы наблюдения Земли (GMES) и ее начальных операций (2011-2013) » предлагает правовую основу для программы GMES и финансирование ЕК ее начальных операций.
  • Ноябрь 2010: вступило в силу положение о « Европейской программе наблюдения за Землей (GMES) и ее начальных операциях (2011-2013) ».
  • Июнь 2011: Комиссия представляет свое предложение по следующей многолетней финансовой структуре (MFF), соответствующей периоду 2014-2020 гг. (Сообщение «Бюджет для Европы на 2020 год»). В этом документе Комиссия предлагает предусмотреть финансирование программы GMES вне многолетних финансовых рамок после 2014 года.
  • Ноябрь 2011 г .: В сообщении Комиссии о «Европейской программе мониторинга Земли (GMES) и ее операциях (с 2014 г.)» представлены предложения Комиссии по будущему финансированию, управлению и работе программы GMES на период 2014-2020 гг. В частности, Комиссия предлагает создать специальный фонд GMES, аналогичный модели, выбранной для Европейского фонда развития, с финансовыми взносами всех государств-членов на основе их валового национального дохода (ВНД).
  • Апрель 2012: Служба управления чрезвычайными ситуациями - картография («EMS-Mapping») объявлена ​​первой полностью работающей службой в рамках GMES Initial Operations.
  • Декабрь 2012 г .: Комиссия объявляет о смене названия на «Коперник».
  • Октябрь 2014 г .: ЕКА и Европейская комиссия определили бюджет программы Copernicus на 2014-2020 годы в рамках многолетних финансовых рамок . Бюджет предусматривал в общей сложности 4,3 миллиарда евро, в том числе 3,15 миллиарда евро для ЕКА на покрытие операций спутниковой сети и строительство оставшихся спутников.

Миссии по наблюдению за Землей

Стражовые миссии

ЕКА в настоящее время разрабатывает семь миссий в рамках программы Sentinel (Sentinel 1, 2, 3, 4, 5P, 5, 6). Миссии Sentinel включают радиолокационные и сверхспектральные изображения для мониторинга суши, океана и атмосферы. Каждая миссия Sentinel основана на созвездии двух спутников для выполнения и пересмотра требований покрытия для каждой миссии, обеспечивая надежные наборы данных для всех сервисов Copernicus.

Миссии Sentinel будут преследовать следующие цели:

  • Sentinel-1 обеспечивает всепогодные, дневные и ночные радиолокационные изображения для наземных и океанских служб.
  • Sentinel-2 обеспечивает оптические изображения высокого разрешения для наземных служб (например, изображения растительности, почвы и водного покрова, внутренних водных путей и прибрежных районов). Sentinel-2 также предоставит информацию для экстренных служб. Оба спутника были запущены на борту ракет Vega из Центра Пространства Гайана .
    • Sentinel-2A , успешно запущен 23 июня 2015 года.
    • Sentinel-2B , последовал 7 марта 2017 года.
  • Sentinel-3 предоставляет услуги по мониторингу океана и суши. Оба спутника были запущены аппаратом Еврокот Рокот с космодрома Плесецк в России .
    • Спутник Sentinel-3A был запущен 16 февраля 2016 года.
    • Спутник Sentinel-3B последовал за ним 25 апреля 2018 года.
  • Sentinel-4 будет предоставлять данные для мониторинга состава атмосферы в качестве полезной нагрузки на спутник Meteosat третьего поколения . Он будет запущен в 2023 году.
  • Sentinel-5 Precursor - основная цель этой миссии - сократить пробел в данных (особенно атмосферных наблюдений SCIAMACHY ) между потерей Envisat в 2012 году и запуском Sentinel-5 в 2021 году.
  • Sentinel-5 также будет предоставлять данные для мониторинга состава атмосферы. Он будет установлен на космическом корабле второго поколения полярной системы ЕВМЕТСАТ ( EPS-SG ) и запущен в 2021 году.
  • Sentinel-6 предназначен для обеспечения непрерывности высокоточных альтиметрических измерений уровня моря после спутника Jason-3 .

В рамках подготовки ко второму поколению Copernicus (Copernicus 2.0) ЕКА в настоящее время изучает шесть высокоприоритетных миссий по «расширению» для устранения политики ЕС и пробелов в потребностях пользователей Copernicus, а также для расширения текущих возможностей компонента Copernicus Space. :

  • Sentinel-7 : мониторинг антропогенных выбросов CO 2 (CO2M)
  • Sentinel-8 : Высокая пространственно-временная температура поверхности земли (LSTM)
  • Sentinel-9 : высотомер для полярного льда и снега Copernicus (CRISTAL)
  • Sentinel-10 : Миссия Copernicus по созданию гиперспектральных изображений для окружающей среды (CHIME)
  • Sentinel-11 : микроволновый радиометр Polar Imaging (PIMR)
  • Sentinel-12 : система радиолокационных наблюдений для Европы - SAR в диапазоне L (ROSE-L)

Содействующие миссии

До того, как миссии Sentinel предоставят данные Копернику, многочисленные существующие или планируемые космические миссии предоставят или предоставят данные, полезные для предоставления услуг Коперника. Эти миссии часто называют « Миссиями содействия GMES (GCM) »:

  • ERS : Европейский спутник дистанционного зондирования ERS-1 (1991–2000 гг.) Был первым спутником наблюдения Земли ЕКА. ERS-2 (1995-2011) предоставил данные, касающиеся температуры поверхности океана, ветров на море и атмосферного озона.
  • Envisat (2002-2012): запущенный в 2002 году, Envisat ЕКА стал самым большим из когда-либо построенных гражданских космических аппаратов для наблюдения за Землей. На борту находились сложные оптические и радиолокационные приборы, среди которых усовершенствованный радар с синтезированной апертурой (ASAR) и спектрометр среднего разрешения (MERIS). Envisat обеспечивал постоянное наблюдение и мониторинг земной суши, атмосферы, океанов и ледяных шапок. После потери связи со спутником 8 апреля 2012 года ЕКА официально объявило о завершении миссии Envisat 9 мая 2012 года.
  • Исследователи Земли : Исследователи Земли ЕКА - это небольшие исследовательские миссии, посвященные определенным аспектам окружающей среды Земли. Миссии Earth Explorer сосредоточены на исследовании атмосферы, биосферы, гидросферы, криосферы и недр Земли с общим упором на изучение взаимодействия между этими компонентами и влияние деятельности человека на естественные процессы на Земле. Следующие две из девяти миссий, выбранных для реализации в настоящее время (по состоянию на 2020 год), вносят вклад в Коперник:
    • SMOS (Влага почвы и соленость океана), запущенный 2 ноября 2009 года.
    • CryoSat-2 (измерение толщины плавающего льда), запущен 8 апреля 2010 года.
  • MSG : спутник Meteosat второго поколения - это совместный проект ЕКА и ЕВМЕТСАТ.
  • MetOp : MetOp - первый в Европе спутник на полярной орбите, предназначенный для оперативной метеорологии. MetOp - это серия из трех спутников, запускаемых последовательно в течение 12 лет с октября 2006 г. по ноябрь 2018 г. Эта серия предоставляет данные как для оперативной метеорологии, так и для исследований климата.
  • Французский SPOT : SPOT (Satellite Pour l'Observation de la Terre) состоит из серии спутников наблюдения Земли, обеспечивающих получение изображений Земли с высоким разрешением. SPOT-4 и SPOT-5 включают датчики, называемые РАСТИТЕЛЬНОСТЬЮ, способные контролировать континентальные экосистемы.
  • Немецкий TerraSAR-X : TerraSAR-X - спутник наблюдения Земли, обеспечивающий высококачественную топографическую информацию. Данные TerraSAR-X имеют широкий спектр приложений (например, картографирование землепользования / земного покрова, топографическое картографирование, мониторинг лесов, мониторинг реагирования на чрезвычайные ситуации и мониторинг окружающей среды).
  • Итальянский COSMO-SkyMed : Созвездие малых спутников для наблюдения в бассейне Средиземного моря - это спутниковая система наблюдения Земли, состоящая из (в первом поколении) четырех спутников, оснащенных датчиками радаров с синтезированной апертурой (SAR). Приложения включают анализ сейсмической опасности, мониторинг экологических катастроф и картирование сельского хозяйства. По состоянию на 2020 год в стадии разработки находится спутник COSMO-SkyMed второго поколения (называемый Cosmo-Skymed 2nd generation).
  • Соединенное Королевство и международный DMC : Созвездие мониторинга стихийных бедствий (DMC) - это созвездие спутников дистанционного зондирования. В программе DMC было восемь спутников; 3 в настоящее время (по состоянию на 2020 год) активны. Созвездие обеспечивает экстренную съемку Земли для оказания помощи при бедствиях в соответствии с Международной хартией по космосу и крупным катастрофам.
  • Франко-американский OSTM / Jason-2 (2008-2019): спутник OSTM / JASON-2 обеспечил точные измерения топографии поверхности океана, скорости приземного ветра и высоты волн; Поскольку этот тип измерений является важнейшим требованием для Copernicus Marine Services, Европейская комиссия включила этот тип миссии в свое последнее сообщение о будущем космическом компоненте Copernicus под названием Sentinel-6.
  • Французские Плеяды : созвездие Плеяд состоит из двух спутников, обеспечивающих изображения Земли с очень высоким разрешением.
  • Planet Labs , коммерческий поставщик спутниковых изображений, целью которого является ежедневное получение изображений всей планеты для отслеживания изменений и выявления тенденций.

Данные, предоставленные неевропейскими спутниковыми миссиями (например, Landsat , GOSAT , Radarsat-2 ), также могут быть использованы Copernicus.

  • DigitalGlobe , американский коммерческий поставщик космических изображений и геопространственного контента, предоставляет изображения со спутников с истинным максимальным разрешением до 25 см. Созвездие задач DigitalGlobe в настоящее время включает GeoEye-1 , WorldView-1 , WorldView-2 и WorldView-3 . Архивные данные также доступны в Ikonos и QuickBird .
  • Программа LANDSAT (8 спутников, 3 активных).
  • Программа GOSAT (2 спутника, 2 активных).
  • Спутник Radarsat-2 .

В-Сито координации

Координация на местах GMES (GISC) была инициативой, финансируемой FP7, длилась три года (январь 2010 г. - декабрь 2012 г.) и координировалась Европейским агентством по окружающей среде (EEA).

Все данные на месте - это данные из источников, отличных от спутников наблюдения Земли. Следовательно, все наземные, воздушные и судовые / буйковые наблюдения и измерения, которые необходимы для внедрения и эксплуатации служб Copernicus, являются частью компонента на месте. Без данных на месте не обойтись; они ассимилируются в моделях прогнозирования, обеспечивают калибровку и проверку космической информации и способствуют анализу или заполнению пробелов, недоступных из космических источников.

ГЦИС был реализован со ссылкой на другие инициативы, такие как INSPIRE ( Инфраструктура пространственной информации в Европейском сообществе ) и SEIS (Общая система экологической информации), а также существующие сети координации и обмена данными. Скоординированный доступ к данным сохраняет способность напрямую связывать поставщиков данных и поставщиков услуг, поскольку он основан на принципах SEIS и INSPIRE. Реализация INSPIRE встроена в стандарты синергии и метаданных, которые использовались в ГЦИС. Данные и информация нацелены на управление как можно ближе к их источнику для создания распределенной системы с привлечением стран и существующих мощностей, которые поддерживают и эксплуатируют необходимую инфраструктуру наблюдений.

Компонент услуг

Сервисы Copernicus предназначены для мониторинга и прогнозирования подсистем Земли. Они вносят непосредственный вклад в мониторинг изменения климата. Услуги Copernicus также решают вопросы управления чрезвычайными ситуациями (например, в случае стихийных бедствий, технологических аварий или гуманитарных кризисов) и вопросы безопасности (например, наблюдение на море, пограничный контроль).

Услуги Copernicus охватывают шесть основных тематических областей:

Разработка предоперационной версии услуг была реализована в рамках серии проектов, запущенных Европейской комиссией и частично профинансированных в рамках 7-й рамочной программы ЕС (FP7). Это были проекты geoland2 (суша), MyOcean (морские), SAFER (аварийное реагирование), MACC и его преемник MACC II (атмосфера) и G-MOSAIC (безопасность). Большинство этих проектов также способствовали мониторингу изменения климата.

  • geoland2 стартовал 1 сентября 2008 года. Проект охватывал широкий спектр областей, таких как землепользование, изменение земного покрова , герметизация почвы , качество и доступность воды , пространственное планирование, управление лесами , хранение углерода и глобальная продовольственная безопасность .
  • MyOcean стартовал 1 января 2009 года. Он охватывал такие темы, как безопасность на море, предотвращение разливов нефти , управление морскими ресурсами, изменение климата , сезонный прогноз, прибрежная деятельность, ледовая разведка и загрязнение воды .
  • SAFER стартовал 1 января 2009 года. Проект затрагивал три основные области: гражданская защита, гуманитарная помощь и управление кризисами безопасности.
  • MACC стартовал 1 июня 2009 года. Проект продолжил и усовершенствовал продукты, разработанные в проектах GEMS и PROMOTE . Вторая фаза (MACC II) длилась до июля 2014 года и позволила уже функционирующей службе атмосферного мониторинга Copernicus (CAMS, см. Выше).
  • GMOSAIC стартовал 1 января 2009 года. Вместе с проектом LIMES Wayback Machine (совместно финансируемым Европейской комиссией в рамках FP6) GMOSAIC специально занимался областью безопасности Copernicus, обращаясь к таким темам, как поддержка разведки и раннего предупреждения и поддержка управления кризисами Операции.

Взаимодействие

"Информация, предоставляемая службами Copernicus, может использоваться конечными пользователями для широкого круга приложений в самых разных областях. К ним относятся управление городскими территориями, устойчивое развитие и охрана природы, региональное и местное планирование, сельское, лесное и рыбное хозяйство, здравоохранение, гражданская защита, инфраструктура, транспорт и мобильность, а также туризм ».

Copernicus - это вклад Европейского Союза в Глобальную Систему Систем Наблюдения за Землей (ГЕОСС), тем самым доставляя геопространственную информацию во всем мире.

Некоторые сервисы Copernicus используют данные OpenStreetMap при создании карт.

Другие соответствующие инициативы

Другие инициативы также будут способствовать развитию и функционированию сервисов Copernicus:

  • INSPIRE : эта инициатива направлена ​​на создание европейской инфраструктуры пространственных данных за пределами национальных границ.
  • Городской Атлас: составленный из тысяч спутниковых фотографий, Городской Атлас предоставляет подробные и экономичные цифровые карты, гарантируя, что городские планировщики имеют самые свежие и точные данные о землепользовании и земельном покрове. Атлас городов позволит специалистам по городскому планированию лучше оценивать риски и возможности, начиная от угрозы наводнений и последствий изменения климата до определения новых потребностей в инфраструктуре и общественном транспорте. К 2011 году все города в ЕС будут включены в Атлас городов.
  • SEIS : Общая система экологической информации (SEIS) - это совместная инициатива Европейской комиссии и Европейского агентства по окружающей среде (ЕАОС) по созданию вместе со странами-членами интегрированной и общей для всего ЕС системы экологической информации.
  • Гетерогенные миссии Доступность , то Европейское космическое агентство Инициатива по взаимодействию в области наблюдения Земли спутниковой полезной нагрузки наземных сегментов данных.

Copernicus - одна из трех связанных инициатив, которые являются предметом проекта гармонизации и анализа GIGAS ( GEOSS , INSPIRE и GMES - Action in Support ) под эгидой 7-й рамочной программы ЕС .

Участие третьих стран

В дополнение к 27 странам-членам Европейского Союза, программа Copernicus допускает участие в различных масштабах для участия третьих стран. Это участие осуществляется в рамках соглашений с Европейским Союзом. Следует различать те страны, которые вносят взносы в бюджет, и те, которые согласны обмениваться данными с программой. Многие международные страны-партнеры получают специальный доступ к данным Sentinel в обмен на обмен данными на месте из своей страны. Это следующие состояния:

2014-2020 Страны- доноры

  • Норвегия
  • Швейцария
  • Исландия

обмен данными

  • США (с 2015 г.)
  • Австралия
  • Украина
  • Сербия
  • Африканский союз
  • Бразилия (с 2018 г.)
  • Чили (с 2018 г.)
  • Колумбия (с 2018 г.)
  • Индия (с 2018 г.)

ведутся переговоры с Канадой, Японией, Аргентиной, Таиландом, Индонезией, Вьетнамом, Китаем (часть Space Dialogue)

2021-2027 гг., Страны- доноры

  • Норвегия

переговоры продолжаются (октябрь 2021 г.)

  • Объединенное Королевство

Смотрите также

использованная литература

  • Ретикус. «10 лет ГМЭС: Хроника». Окно на GMES . BOSS4GMES.

внешние ссылки