Landsat: 54 года наблюдений за сушей и что будет после Landsat 9

По материалам 25 источников: NASA (8), USGS (4), NASA Scientific Visualization Studio (3), Congressional Research Service (3) и ещё 5. Чтение — около 10 минут. Проверено 1 октября 2026 года.

Landsat — серия спутников наблюдения Земли, которой совместно управляют НАСА и Геологическая служба США (USGS). С 1972 года спутники Landsat без перерыва снимают поверхность суши, и из этих снимков сложился непрерывный архив: им пользуются управляющие земельными угодьями, планировщики и политики, когда принимают решения о природных ресурсах и окружающей среде. С каждым новым запуском этот ряд наблюдений становится ценнее: по нему исследователи изучали, как с 1970-х годов разрастались города, смещались береговые линии, менялись сельскохозяйственные циклы и преображались леса. Бесплатные и общедоступные данные Landsat принесли экономике США, по оценкам, 25,6 млрд долларов только за 2023 год.¹

НАСА строит и запускает спутники и несколько месяцев калибрует и испытывает каждый из них на орбите; затем повседневную эксплуатацию и работу с данными берёт на себя USGS.^2,12 27 сентября 2026 года, через 54 года после запуска Landsat 1, Landsat 9 отработал свой расчётный пятилетний срок. Вместе с Landsat 8 он снимает любую точку примерно раз в восемь дней, и два спутника добавляют в архив около 1500 снимков в сутки.² Следующий спутник, Landsat 10, проектируют с расчётом на готовность к запуску к декабрю 2031 года, а о том, как его финансировать, спорят администрация и Конгресс.^21,22,23

Лас-Вегас — один из городов, за которыми следит этот архив. Город, основанный в 1905 году, пережил первый скачок роста в 1930-е годы, когда легализовали азартные игры и началось строительство плотины Гувера; с тех пор его население выросло почти до двух миллионов, и он стал одной из самых быстрорастущих агломераций мира.³

19852025

Фотографии с «Джемини» и метеоспутник, развёрнутый к суше

В 1960-е годы вид Земли из космоса был в новинку. Фотографии, привезённые астронавтами «Джемини», показывали планету такой, какой её ещё никто не видел, и многие учёные сразу поняли, что снимки с такой высоты пригодятся геологам. Уильям Пекора, тогдашний директор USGS, так вдохновился, что предложил программу спутников для наблюдения Земли из космоса.⁴ НАСА официально учредило программу Earth Resources Technology Satellite («Спутник для изучения ресурсов Земли») в 1967 году.⁶

В 1972 году точно картографировано было меньше половины поверхности Земли, а в стандартном для USGS масштабе 1:250 000 — лишь около 40% территории США. По данным Landsat 1 учёные показали, насколько устарели существующие карты, нанесли на карту обширные районы Африки, Азии и Южной Америки, заново прочертили около 1900 км побережья Антарктиды и исправили морские навигационные карты.⁵

Почти сразу данные понадобились и сельскому хозяйству. В начале 1970-х годов США, не зная о мировой нехватке зерна, продали Советскому Союзу 15 млн тонн пшеницы с большой скидкой; эта сделка, позже прозванная «Великим зерновым ограблением», вызвала дефицит внутри страны, и цены на пшеницу взлетели. Правительству понадобился точный и оперативный способ следить за посевами по всему миру, и оно обратилось к Landsat 1: Космический центр имени Джонсона НАСА координировал проект, в котором по данным спутника проверяли автоматическое распознавание сельскохозяйственных культур.⁵

Девять спутников, и один из них не долетел до орбиты

Программа с самого начала задумывалась как серия аппаратов: без непрерывных наблюдений в данных возник бы разрыв, и научная работа прервалась бы.⁷

От Landsat 1 до Landsat 10

1. 23 июля 1972 года

   Landsat 1 (ERTS-1)⁵

   Многоспектральный сканер; работал до января 1978 года.

2. 22 января 1975 года

   Landsat 2⁷

   Рассчитан на год, проработал семь лет.

3. 5 марта 1978 года

   Landsat 3⁷

   Запущен НАСА, эксплуатировался NOAA (Национальным управлением океанических и атмосферных исследований).

4. 16 июля 1982 года

   Landsat 4⁷

   Появился сканер Thematic Mapper; позже эксплуатацию по контракту передали частной компании.

5. 1 марта 1984 года

   Landsat 5⁸

   Рассчитан на три года, проработал почти 29 лет.

6. 5 октября 1993 года

   Landsat 6⁹

   Единственный коммерческий запуск в программе; до орбиты спутник не добрался.

7. 15 апреля 1999 года

   Landsat 7¹⁰

   Научная работа завершена в 2024 году; выведен из эксплуатации 4 июня 2025 года.

8. 11 февраля 2013 года

   Landsat 8⁷

   Съёмочная система Operational Land Imager и тепловой инфракрасный датчик Thermal Infrared Sensor.

9. 27 сентября 2021 года

   Landsat 9¹¹

   Первая миссия программы Sustainable Land Imaging («Устойчивая съёмка суши»).

10. декабрь 2031 года (план)

    Landsat 10²¹

    Один спутник с 26-канальным комплексом приборов.

Landsat 5 стал одним из самых продуктивных спутников наблюдения Земли за всю историю. Его сканеры Thematic Mapper и Multispectral Scanner почти за 29 лет собрали около 3,8 млн снимков, и он внесён в Книгу рекордов Гиннесса как самая долгая миссия спутника наблюдения Земли. Первые десять лет он работал одновременно с Landsat 4, а последние 14 — с Landsat 7, и это позволило инженерам взаимно откалибровать датчики и сохранить непрерывность ряда.⁸ Landsat 7 собирал научные данные более 8900 суток; в архиве USGS они занимают больше 3 петабайт. Спутник увели ниже, чтобы он не мешал другим аппаратам, и 4 июня 2025 года USGS отправила ему последнюю команду.¹⁰

В 2016 году НАСА и Министерство внутренних дел США оформили своё партнёрство как программу Sustainable Land Imaging. На практике НАСА разрабатывает спутники и приборы, запускает их и проверяет, как они работают; USGS берёт на себя эксплуатацию и управляет данными в своём Центре наблюдения и изучения ресурсов Земли (EROS) в Су-Фолсе (Южная Дакота).¹² Для Landsat 9 компания Northrop Grumman спроектировала и построила спутниковую платформу, взяв за основу конструкцию LEOStar, на которой был построен Landsat 8, установила на неё оба прибора и испытала спутник. Ball Aerospace построила съёмочную систему Operational Land Imager 2, а Центр космических полётов имени Годдарда НАСА — тепловой инфракрасный датчик Thermal Infrared Sensor 2. Съёмочная система выдаёт 14-битные данные вместо 12-битных у Landsat 8, поэтому различает более тонкие оттенки на очень ярких и очень тёмных поверхностях.¹¹

На Landsat 8 НАСА потратило 857 млн долларов. Для Landsat 9 агентство обязалось уложиться в стоимость жизненного цикла не более 885 млн долларов, а USGS потратила на наземный сегмент более 120 млн долларов.¹³ Landsat 9 делает около 740 снимков в сутки — почти вдвое больше, чем требовалось, — и топлива у него хватит как минимум на десять лет работы.¹¹

От 6000 долларов за снимок к бесплатным данным

Уильям Пекора с самого начала считал, что данные будущего ERTS-1 должны быть бесплатными.⁶

Я твёрдо убеждён, что данные должны быть свободно и своевременно доступны тем, кто занимается природными ресурсами, и научному сообществу; ограничивать их использование не в традициях нашего министерства.

И всё же, когда в 1972 году спутник начал присылать снимки, за них стали брать плату — во многом из-за времени на обработку: программ для обработки изображений было очень мало, а сами снимки по тем временам были большими. Пользовались ими в основном университетские учёные и государственные ведомства, у которых были мейнфреймы и деньги на покупку снимков; в 1979 году один снимок многоспектрального сканера стоил 200 долларов. Закон о коммерциализации дистанционного зондирования Земли 1984 года передал эксплуатацию Landsat частному сектору: предполагалось, что выручка от коммерческих продаж окупит программу. Цена снимка выросла с 650 до 2800 долларов, а потом и до 6000, и спрос резко упал.⁶ С 1985 по 2001 год программой управляла компания EOSAT.¹⁴ Landsat 6, который построила Martin Marietta Astro Space, а за спутник и наземный сегмент по контракту с Министерством торговли отвечала EOSAT, был потерян при запуске в 1993 году.⁹

В Законе о политике в области дистанционного зондирования Земли 1992 года Конгресс констатировал, что «стоимость данных Landsat препятствует их использованию в научных целях», и коммерциализация закончилась. После запуска Landsat 7 в 1999 году USGS установила цену снимка в 600 долларов.⁶ В 2001 финансовом году, самом загруженном до смены политики, архив выдал 25 000 снимков.¹⁶

В январе 2008 года Барбара Райан, заместитель директора USGS по географии, и Майкл Фрейлих, директор отдела наук о Земле НАСА, подписали Политику распространения данных Landsat, которая сделала снимки Landsat бесплатными для всех; USGS объявила об этом 21 апреля 2008 года. Новые снимки Landsat 7 стали бесплатными тем же летом, а к февралю 2009 года скачать можно было весь архив.^6,15 Райан рассуждала так: большинство снимков и так куплено на федеральные деньги, поэтому «на уровне федерального правительства мы просто перекладывали деньги из одного кармана в другой».¹⁴

53

снимка в сутки уходили из архива, пока за них брали деньги¹⁵

5775

снимков в сутки — после того как плату отменили¹⁵

160 млн

снимков уровня обработки Level-1 скачано с 2008 по 2023 год¹⁶

31 000 ТБ

данных Landsat запрошено в 2025 финансовом году — в восемь раз больше, чем в 2020-м¹⁷

Миллионный бесплатный снимок скачали через десять месяцев после того, как 1 октября 2008 года открылась загрузка, а стомиллионный — 9 марта 2020 года.¹⁴ С 2020 года копия архива хранится ещё и в коммерческом облаке, где данные можно анализировать, не скачивая; объём запрошенных данных вырос с менее чем 4000 терабайт в 2020 финансовом году до более чем 31 000 терабайт в 2025-м.¹⁷ Вместе с этим изменился и сам способ вести исследования. Теперь исследователи могли изучать все снимки Landsat какого-либо района за год, за пять лет или за десятилетия, и изменения лесов и поверхностных вод нанесены на карту для всего земного шара.¹⁶

Архив, который нельзя собрать задним числом

Landsat 1 был первым спутником наблюдения Земли, сконструированным для получения калибровочных данных на орбите.⁵ Именно калибровка позволяет сравнивать снимки архива через десятилетия: учёные могут быть уверены, что различия между снимками Landsat отражают перемены на земле, а не в приборах.¹

Новый спутник запустить можно, а вот отправить что-то в прошлое нельзя. Landsat навсегда останется той исторической летописью, к которой смогут привязываться новые спутники.

Landsat, 1975 год · NASA Goddard/Ross K. Walter (SSAI)

Landsat, 1981 год · NASA Goddard/Ross K. Walter (SSAI)

Landsat, 2025 год · NASA Goddard/Ross K. Walter (SSAI)

1975 год: лес вокруг спящего вулкана

В 1975 году, за пять лет до извержения, Landsat снял гору Сент-Хеленс в штате Вашингтон. На этом снимке в ближнем инфракрасном диапазоне растительность выглядит ярко-красной.¹⁸

1981 год: уничтожено около 600 км² леса

В 1980 году вулкан Сент-Хеленс извергся и уничтожил около 600 км² леса. На снимке Landsat, сделанном на следующий год, вулканический пепел и обломки пород видны серым по всей зоне взрыва к северу от горы.¹⁸

2025 год: четыре десятилетия восстановления

Извержение дало учёным беспрецедентную возможность проследить шаг за шагом, как жизнь возвращается на опустошённую землю. Первые заметные признаки восстановления появились в конце 1980-х годов на северо-западе зоны взрыва, дальше всего от вулкана; прошло ещё десятилетие, прежде чем местность к востоку от озера Спирит заметно позеленела. К 2017 году единственным участком за пределами склонов горы, который в таком масштабе оставался явно голым, была Пемзовая равнина.²⁵

Landsat Next превращается в Landsat 10

В 2022 году НАСА и USGS представили первые подробности о Landsat Next — группировке из трёх спутников, которые предполагалось вывести на орбиту одной ракетой в 2030 году или позже. Новая система должна была в два-три раза улучшить временно́е, пространственное и спектральное разрешение: повторная съёмка раз в шесть дней вместо восьми, 26 спектральных каналов вместо 11 и примерно в 15 раз больше данных, чем у Landsat 9. Конгресс выделил деньги на начало работ в 2024 финансовом году, и 13 июня 2024 года НАСА выбрало компанию Raytheon для проектирования и постройки комплекса приборов Landsat Next Instrument Suite (LandIS).¹²

Landsat Next критиковали, в частности, за то, во что миссия и её наземный сегмент обойдутся бюджетам НАСА и USGS. Комитет Национальных академий по десятилетней стратегии заявил, что «Landsat Next выходит далеко за рамки простого продолжения существующих наблюдений Landsat». Бюджетный запрос на 2026 финансовый год, опубликованный 2 мая 2025 года, предлагал перестроить миссию и тем временем изучить более доступные способы продолжить ряд наблюдений: 70 млн долларов на Sustainable Land Imaging и ничего на Landsat Next.¹²

К маю 2026 года НАСА и USGS перестроили миссию, сведя её к одной обсерватории, и переименовали в Landsat 10. 18 мая 2026 года Центр Годдарда НАСА выпустил проект запроса предложений на спутниковую платформу, а 14 июля — окончательный запрос; предложения принимались до 13 августа. НАСА рассчитывает заключить контракт 30 декабря 2026 года; спутник должен быть готов к запуску не позднее декабря 2031 года, а за досрочную поставку предусмотрена премия в 1 млн долларов. Подрядчик построит платформу и установит на неё LandIS, который предоставит государство; после проверки на орбите эксплуатация перейдёт к USGS.^20,21

Landsat 10 будет летать на солнечно-синхронной орбите высотой 653 км, чуть ниже прежних Landsat, и повторять свою трассу каждые 18 суток. Его комплекс приборов будет снимать в 26 каналах: это усовершенствованные версии 11 традиционных каналов Landsat, пять каналов, совпадающих с каналами европейских спутников Sentinel-2, и десять новых — например, для обнаружения вредоносного цветения водорослей и измерения снежного покрова; разрешение в большинстве каналов — 10–20 м против 30 м у Landsat 8 и 9. Это миссия класса C с расчётным сроком службы пять лет; ожидается, что спутник будет делать около 900 снимков в сутки и ежедневно добавлять в архив около 3,3 терабайта.^19,21 Landsat 9, для сравнения, по соглашению НАСА и Министерства внутренних дел 2015 года должны были построить и запустить к 2020 году; он стартовал 27 сентября 2021 года.¹³

Когда ожидался следующий Landsat¹²

«Последний государственный спутник»

Бюджетный запрос на 2027 финансовый год, опубликованный в апреле 2026 года, идёт ещё дальше. Вместо продолжения разработки Landsat Next он предусматривает деньги на наземный сегмент для управления одним спутником, который USGS называет LandIS-1, с запуском в начале 2030-х годов, а также на подготовительную работу вместе с НАСА к «поэтапному переходу программы Landsat к коммерческому решению».²² В бюджетном обосновании USGS говорится о разработке наземного сегмента «для одного последнего государственного спутника» и о том, что НАСА и USGS вместе с промышленностью составят дорожную карту, чтобы решить технические проблемы этого перехода. На Национальную программу съёмки суши USGS запрошено 90,7 млн долларов — на 25,5 млн меньше, чем в 2026 финансовом году, — при том что весь запрос USGS на 37% ниже уровня 2026 года.^17,22

Комитет по ассигнованиям Палаты представителей в мае 2026 года рассудил иначе. Его доклад выделяет 110 млн долларов на Landsat Next и поручает НАСА «продолжить разработку трёх суперспектральных приборов с целевым сроком запуска первого спутника до конца 2031 года и поэтапным запуском двух остальных спутников после этого».²³ Ни один из вариантов пока не стал законом. 2027 финансовый год начался 1 октября 2026 года с временной резолюции о финансировании, которая до 11 декабря сохраняет финансирование ведомств на уровне 2026 финансового года.²⁴

Коммерческий Landsat уже однажды пробовали. Закон 1984 года должен был сделать программу самоокупаемой за счёт продаж; цены выросли, спрос упал, и в 1992 году Конгресс прекратил эксперимент, признав, что стоимость данных мешает их использованию в науке.⁶ Две из четырёх целей, сформулированных для Landsat 10, повторяют то, чего программа придерживается с 2008 года: по калибровке и качеству данные должны согласовываться с данными прежних миссий Landsat и распространяться среди всех желающих без ограничений и без дискриминации.¹⁹