Hyperspectral Environment and Resource Observer (HERO) mission

Abstract

The Canadian Space Agency (CSA) has conducted mission and payload concept studies in preparation for launch of the first Canadian hyperspectral Earth observation satellite. Named the Hyperspectral Environment and Resource Observer (HERO) mission, its objective is to provide information-rich optical imagery that enhances decision-making and stewardship of sensitive ecosystems and natural resources. The mission is designed to provide accurate forest inventory and health information, map the geology of the north, assess environmental impacts, and strategically extend the Canadian investment in Earth observations. The mission builds on the Canadian industry experience and expertise in satellite development and remote sensing and will make new capabilities available for a wide variety of users worldwide. In 2005, the preliminary system requirement review (PSRR) and phase A (preliminary mission definition) were concluded. The resulting mission characteristics are a swath width greater than 30 km, a ground sampling distance of 30 m, a spectral range from 400 to 2500 nm, and a spectral sampling interval of 10 nm. HERO is primarily a flexible tasking mission with a raw capacity of ~600 000 km² daily ground area coverage. Large-area mapping is to be performed as a background mission. The proposed instrument design consists of dual spectrometers and telescope assemblies. The fore-optics is composed of a three-mirrors anastigmatic (TMA) telescope. The Offner-type spectrometers have separate visible near infrared (VNIR) and short-wave infrared (SWIR) detectors. Expected performance includes a signal-to-noise ratio (SNR) of 600:1 in the VNIR and 200:1 in the SWIR, F/2.2 spectrometers with minimized smile and keystone, and instrument modulation transfer function (MTF) of at least 0.3 at the Nyquist frequency for all wavelengths and fields.

L'Agence spatiale canadienne (ASC) a terminé l'analyse des concepts de mission et de charge utile en préparation pour le lancement du premier satellite hyperspectral canadien d'observation de la Terre. Nommé HERO (« Hyperspectral Environment and Resource Observer »), cette mission a pour objectif de fournir une imagerie optique riche en information afin d'améliorer la prise de décision et la gestion des ressources naturelles et des écosystèmes fragiles. La mission est conçue pour fournir l'inventaire et l'état de santé des forêts, pour cartographier la géologie du Nord canadien, pour déterminer certains impacts environnementaux et constitue une extension stratégique des investissements du Canada en observation de la Terre. Cette mission repose sur l'expérience et l'expertise de l'industrie canadienne en télédétection comme dans le développement de satellites. Elle fournira de nouvelles capacités à un large éventail d'utilisateurs à travers le monde. En 2005, la revue des pré-requis préliminaires des systèmes (PSRR) ainsi que la définition préliminaire de la mission (phase A) ont été conclues. Les caractéristiques de la mission se résument à un fauchée de plus de 30 km; un échantillonnage spatial de 30 m; une gamme spectrale allant de 400 à 2500 nm; et un échantillonnage spectral de 10 nm. HERO est principalement une mission opérée par attribution de tâches ayant la capacité de couvrir une superficie de ~600 000 km² par jour. La cartographie des grandes superficies se fera à l'arrière plan. La charge utile proposée comprend deux assemblages comportant tous deux un spectromètre et un télescope. L'optique d'entrée est constituée d'un télescope anastigmatique à trois miroirs (TMA). Les spectromètres, de type Offner, ont deux détecteurs, l'un dans le visible et le proche infrarouge (VNIR) l'autre dans l'infrarouge à onde courte (SWIR). Les performances attendues sont les suivantes : signal sur bruit (SNR) de 600:1 dans le VNIR et de 200:1 dans le SWIR, des spectromètres avec F/2.2 minimisant les distorsions spectrales et spatiales (« smile », « keystone »), et une fonction de transfert de modulation (MTF) d'au moins 0,3 à la fréquence de Nyquist pour toutes les longueurs d'ondes dans le champ de vision.