Джим Айронс, колишній науковець проєкту Landsat, отримав премію Пекори - NASA Science

Минулого місяця Джим Айронс, представник Landsat, отримав престижну премію Вільяма Т. Пекори.

Айронс, який зараз є почесним науковцем у NASA Goddard Space Flight Center, відіграв важливу роль у формуванні програми Landsat такою, якою вона є сьогодні. Він працював заступником науковця проєкту для Landsat 7, перш ніж взяти на себе роль науковця проєкту для Landsat 8. З перших днів Landsat 8—тоді званого місією безперервності даних Landsat (LDCM)—до моменту запуску та експлуатації, Айронс працював у межах агентства та з колегами з USGS, щоб забезпечити продовження надання критично важливих даних дослідникам по всьому світу. Він відстоював суворі стандарти калібрування та боровся за збереження теплового каналу на Landsat 8. Тепер, з такими проєктами, як OpenET, які покладаються на дані про евапотранспірацію, отримані з теплових зображень Landsat, сила його бачення стала ще більш очевидною.

Айронс також обіймав посаду директора відділу наук про Землю NASA Goddard під час буремних ранніх днів пандемії COVID-19. В умовах глобальних порушень він надавав пріоритет тому, щоб усі мали підтримку, необхідну для продовження своєї роботи. Як лідер і науковець, Айронс залишив спадщину співпраці та інновацій, яка живе й сьогодні.

Ми поспілкувалися з Айронсом про його роль в історії Landsat, що потрібно для того, щоб бути хорошим лідером, і про отримання премії Пекори:

Місії NASA настільки співпрацюючі. Чи є наставники, колеги або команди, з якими ви хотіли б поділитися цим визнанням або особливо згадати?

Одна з причин, чому я відчуваю себе таким почесним, полягає в тому, що попередні лауреати були моїми керівниками, наставниками, зразками для наслідування та колегами, чию роботу я захоплювався і які надихали мене. Є довгий список людей, які були лауреатами, і я дуже пишаюся, що мене додали до цього списку.

Є також багато людей, які ще не отримали визнання, але які дуже цього заслуговують. Я писав листи підтримки для інших, і сподіваюся, що мене знову покличуть, адже є більше людей, які заслуговують на визнання, ніж нагород, які можна вручити.

Однією з речей, які були підкреслені в оголошенні про премію Пекори, була ваша прихильність до довгострокового безперервного запису даних Landsat. Чому ця безперервність є такою критично важливою для наук про Землю сьогодні?

Безперервність даних є основою програми Landsat. Ми шукаємо зміни з часом. Коли ми говоримо про зміни клімату та вплив людини на поверхню Землі, ці зміни є багаторічними. Ми не змогли б зрозуміти, охарактеризувати та моніторити ці зміни без безперервного запису даних.

І дуже важливо, щоб запис даних був добре калібрований. Коли ми бачимо зміни між даними з одного сенсора Landsat відносно іншого, нам потрібно бути впевненими, що це зміна, яка відбувається на Землі, а не зміна в роботі сенсорів.

Це ще один великий внесок, зазначений у вашій нагороді: як ви наполягали на суворому калібруванні даних та забезпеченні якості. Як ви встановили ці процеси, і як це зробило Landsat золотим стандартом супутникових даних?

На початку моєї кар'єри я потрапив у неприємності через калібрування. NASA використовувала повітряний сенсор, званий Thematic Mapper Simulator, призначений для передбачення можливостей Landsat 4 і 5. Але оператори постійно змінювали радіометричний коефіцієнт під час польоту, щоб максимізувати динамічний діапазон. Я сказав керівництву NASA, що ми не можемо порівнювати ці дані з фактичними Thematic Mappers, якщо вони постійно змінюють коефіцієнт—це не однакова радіометрія! Менеджер HQ дуже розлютився, але я витримав бурю і залишився при своїй думці.

Пізніше, коли Landsat 4 і 5 були повернуті уряду США з приватної експлуатації, не було жодного реального калібрування з моменту запуску. Я виступав за компонент наземної системи в USGS EROS для виконання калібрування. Я його не створював, але виступав за те, щоб USGS найняв геніального хлопця на ім'я Джим Стори, який розробив програмне забезпечення для точного геолокації пікселів у даних.

Коли я став науковцем проєкту Landsat 8, нам потрібен був керівник калібрування перед запуском. Я виступав за Браяна Маркхема. Браян просто чудово виконав свою роботу, забезпечивши калібрування Операційного наземного іміджера (OLI) та його перехресне калібрування з попередніми інструментами. Він був скромним, скромним і створив надзвичайно ефективну команду в приватному секторі та агентствах.

Ще однією важливою частиною вашої спадщини була зусилля, щоб теплові інфрачервоні вимірювання продовжувалися на Landsat 8. Чому збереження цих вимірювань було таким важливим?

Коли USGS стягував плату за дані, використання теплових даних було мінімальним. Деякі шановані статті навіть стверджували, що неможливо використовувати теплові дані для оцінки темпів евапотранспірації. На основі цього директор наук про Землю в штаб-квартирі NASA був переконаний, що теплові можливості не забезпечують повернення інвестицій.

Але поки ця дискусія тривала, люди почали розробляти методології для оцінки евапотранспірації та споживання води, використовуючи теплові дані—особливо Мартха Андерсон з USDA та дослідники з Університету Айдахо. Це стало критично важливим для моніторингу використання води в сільському господарстві на Заході і навіть використовувалося для вирішення прав води. Це також було корисно для виявлення хмар і моніторингу пожеж.

Я відчував, що відмова від теплових можливостей суперечила нашій директиві продовжити запис даних Landsat. Однак через тиску часу та бюджетні обмеження спочатку було прийнято рішення запустити Landsat 8 без теплового інструменту. Але потім, коли наш графік був відкладений незалежною перевірною комісією, відкрилася можливість. Директор центру Ед Вайлер, який перейшов до штаб-квартири, підтримав ідею встановлення теплового сенсора на корисному навантаженні. Кеті Річардсон і інженер Фернандо Пелерано були призначені для його створення в надзвичайно стислі терміни, і вони виконали неймовірну роботу.

Тепер отримання темпів евапотранспірації для споживання води вважається необхідним. Іронічно, для Landsat 9 штаб-квартира NASA навіть коротко розглядала можливість запуску супутника з лише тепловим сенсором!

Ви були науковцем проєкту з перших днів місії безперервності даних Landsat (LDCM) до запуску Landsat 8 і далі. Яким був найбільший виклик, з яким ви зіткнулися під час його розробки?

Було багато проблем. Сміється. Через Закон про політику дистанційного зондування Землі 1992 року уряд розглядав можливість комерційних закупівель даних для наступної місії. NASA витратила п’ять важких років на спроби реалізувати LDCM як комерційну закупівлю даних. Лише одна компанія врешті-решт відповіла на запит пропозицій, і це не була вигідна угода для NASA, тому вона була відхилена.

Потім нам було наказано встановити сенсор Landsat на платформу NPOESS (поєднуючи вимоги цивільних і військових метеорологічних супутників). Ця платформа не була технічно придатною, і програма врешті-решт розпалася.

Нарешті, Офіс політики науки і технологій наказав нам запустити безпілотник. Білл Окс взяв на себе керівництво проєктом, і він заслуговує на велику похвалу за успіх Landsat 8. Він фактично врятував проєкт і поставив його на шлях до успіху.

Відображаючи партнерство між USGS і NASA, як ви допомогли його побудувати, і що робить можливим довгострокове міжвідомче співробітництво?

Даррел Вільямс і я дуже старалися встановити хороші відносини між NASA Goddard і USGS EROS. Я здійснив багато поїздок до Сіу-Фоллс. З Landsat 7 директор центру EROS на той час, Дон Лауер, залучив нових людей з великим досвідом, таких як Джим Стори, Даг Даніелс і Джим Нельсон. Вони розробили програмне забезпечення для геометричної ректифікації для Landsat 7, і до моменту, коли ми працювали над Landsat 8, у них були правильні люди для розробки всієї системи обробки даних. І ми всі дуже добре ладнали з ними. Ми досі підтримуємо зв’язок з багатьма з них і вважаємо їх друзями.

З Landsat 10 на горизонті, чи є нові застосування або відкриття, які вас захоплюють?

Так. Однією з основних нових можливостей є використання даних Landsat у поєднанні з іншими системами, такими як Sentinel-2 ESA, або з LIDAR і радаром для 3D-картування лісів. Спільнота просила про більш часті спостереження, особливо про більш часті теплові спостереження, щоб точніше вимірювати споживання води без екстраполяції на довгі проміжки під час вегетаційного періоду.

Також є великий інтерес до використання Landsat для оцінки якості води, поєднуючи його з місією PACE для моніторингу якості води в прибережних і внутрішніх водах. А також відстеження швидкостей льодовиків, відступу льодовиків і навіть переміщення населення в зонах конфлікту—все це розширюються області. Landsat дійсно є основою.

Який був ваш найбільший урок про лідерство з вашої ролі директора відділу наук про Землю в Goddard?

Мене попросили взяти на себе відповідальність після того, як мій попередник, Пірс Селлерс—який був абсолютною зіркою—помер. Моя основна мета полягала в тому, щоб створити середовище, в якому різноманітні дослідники в межах відділу могли бути успішними. Я хотів мінімізувати бюрократичні перешкоди, щоб вони могли зосередитися на своїй роботі.

Що я дізнався, так це те, що є межа влади. Диктування не працює. Ви повинні вести, залучати людей, залучати їх до обговорень і отримувати їх підтримку. Я жартував, що робота була схожа на роботу з 1,400 випускниками! Це група високих досягнень і відданості. Мій виклик полягав іноді в тому, щоб нагадати їм поважати роботу людини, яка знаходиться в коридорі, оскільки люди можуть бути настільки зосереджені на своєму дослідженні.

Моя основна мета під час мого перебування на посаді полягала в тому, щоб забезпечити стабільність, особливо оскільки вона охоплювала те, що тоді було найдовшим закриттям уряду в історії, за яким слідувала пандемія COVID-19. Я був неймовірно вражений тим, наскільки продуктивним залишався відділ через повне порушення в тому, як вони працювали.

Яка найважливіша порада, яку ви б дали молодим науковцям?

Наполегливість. Наполегливість у переслідуванні своїх інтересів є критично важливою. Єдина причина, чому Landsat 8 був успішним, полягає в тому, що ми наполягали на кількох невдалих спробах реформувати програму, викликах у графіку та бюджетних невизначеностях.

Фінансування та успіх місії не є правом, заснованим на вашому імені чи репутації. Ви повинні працювати важко, постійно подавати пропозиції, виконувати хорошу роботу та наполягати через відмови. Якщо ви дійсно вірите в те, що робите, Goddard—чудове місце для роботи. Ви можете багато чого досягти. Але це вимагає наполегливості.

Це інтерв'ю було скорочено та легенько відредаговано для ясності.