Джим Айронс, бывший научный сотрудник проекта Landsat, получил премию Пекоры - Научные исследования NASA

В прошлом месяце Джим Айронс, представитель Landsat, получил престижную премию Уильяма Т. Пекоры.

Айронс, ныне почетный научный сотрудник Центра космических полетов имени Годдарда NASA, сыграл неотъемлемую роль в формировании программы Landsat такой, какой она является сегодня. Он работал заместителем научного сотрудника проекта Landsat 7, прежде чем занять пост научного сотрудника проекта Landsat 8. С самых первых дней Landsat 8 — тогда называвшегося Миссией по обеспечению непрерывности данных Landsat (LDCM) — и до его запуска и эксплуатации, Айронс работал по всему агентству и с коллегами из USGS, чтобы гарантировать, что Landsat продолжает предоставлять критически важные данные исследователям по всему миру. Он выступал за строгие стандарты калибровки и боролся за сохранение теплового диапазона на Landsat 8. Теперь, когда такие проекты, как OpenET, полагаются на данные о испарении, полученные из тепловых изображений Landsat, сила его видения стала еще более очевидной.

Айронс также занимал пост директора Отдела наук о Земле NASA Годдарда в бурные первые дни пандемии COVID-19. Сталкиваясь с глобальными нарушениями, он приоритизировал обеспечение поддержки всем, чтобы они могли продолжать свою отличную работу. Как лидер и ученый, Айронс оставил наследие сотрудничества и инноваций, которое живет и сегодня.

Мы пообщались с Айронсом о его роли в истории Landsat, о том, что значит быть хорошим лидером, и о получении премии Пекоры:

Миссии NASA очень совместные. Есть ли наставники, коллеги или команды, с которыми вы хотели бы разделить это признание или упомянуть их?

Одна из причин, по которой я чувствую себя таким почетным, заключается в том, что предыдущие лауреаты были моими руководителями, наставниками, ролевыми моделями и коллегами, чью работу я восхищался и которые вдохновляли меня. Существует длинный список людей, которые стали лауреатами, и я очень горд, что добавлен в этот список.

Существует также много людей, которые еще не были признаны, но которые очень этого заслуживают. Я писал письма поддержки для других, и надеюсь, что меня снова позовут, потому что есть больше людей, которые заслуживают признания, чем наград, которые можно вручить.

Одной из вещей, выделенных в объявлении о премии Пекоры, была ваша приверженность долгосрочной непрерывной записи данных Landsat. Почему эта непрерывность так критична для наук о Земле сегодня?

Непрерывность данных является основой программы Landsat. Мы ищем изменения во времени. Когда мы говорим о климатических изменениях и влиянии человека на земную поверхность, эти изменения происходят на протяжении нескольких десятилетий. Мы не смогли бы понять, охарактеризовать и отслеживать эти изменения без непрерывной записи данных.

И действительно важно, чтобы запись данных была хорошо откалибрована. Когда мы видим изменения между данными от одного сенсора Landsat относительно другого, нам нужно быть уверенными, что это изменение происходит на Земле, а не изменение в работе сенсоров.

Это еще один крупный вклад, упомянутый в вашей награде: насколько вы настаивали на строгой калибровке данных и обеспечении качества. Как вы установили эти процессы, и как это сделало Landsat золотым стандартом спутниковых данных?

В начале моей карьеры я попал в неприятности из-за калибровки. NASA использовал воздушный сенсор под названием Тематический Маппер Симулятор, предназначенный для предвосхищения возможностей Landsat 4 и 5. Но операторы постоянно меняли радиометрический коэффициент во время полета, чтобы максимизировать динамический диапазон. Я сказал руководству NASA, что мы не можем сравнивать эти данные с фактическими Тематическими Мапперами, если они продолжают менять коэффициент — это не та же радиометрия! Менеджер из главного офиса очень расстроился, но я выстоял и остался при своем мнении.

Позже, когда Landsat 4 и 5 были возвращены правительству США из частной эксплуатации, с момента запуска не было никакой реальной калибровки. Я выступал за создание компонента наземной системы в USGS EROS для выполнения калибровки. Я не строил его, но я выступал за то, чтобы USGS нанял блестящего человека по имени Джим Стори, который разработал программное обеспечение для точной геолокации пикселей в данных.

Когда я стал научным сотрудником проекта Landsat 8, нам нужен был руководитель по калибровке перед запуском. Я выступал за Брайана Маркхэма. Брайан просто великолепно справился с обеспечением калибровки Операционного наземного изображателя (OLI) и его перекалибровкой с предыдущими инструментами. Он был скромным, скромным и создал высокоэффективную команду из частного сектора и агентств.

Еще одной важной частью вашего наследия было стремление обеспечить, чтобы тепловые инфракрасные измерения продолжались на Landsat 8. Почему было так важно сохранить эти измерения?

Когда USGS взимал плату за данные, использование тепловых данных было минимальным. Некоторые уважаемые статьи даже утверждали, что невозможно использовать тепловые данные для оценки коэффициентов испарения. Исходя из этого, директор Земельных наук в главном офисе NASA был убежден, что тепловая способность не приносила отдачи от инвестиций.

Но в то время, когда шла эта дискуссия, люди начали разрабатывать методологии для оценки испарения и потребления воды с использованием тепловых данных — в частности, Марта Андерсон из USDA и исследователи из Университета Айдахо. Это стало критически важным для мониторинга потребления воды в сельском хозяйстве на Западе и даже использовалось для разрешения прав на воду. Это также было полезно для обнаружения облаков и мониторинга пожаров.

Я был уверен, что отказ от тепловой способности противоречит нашей директиве продолжать запись данных Landsat. Однако из-за временных ограничений и бюджетных ограничений первоначально было принято решение запустить Landsat 8 без теплового инструмента. Но затем, когда наш график был отложен независимой ревизионной комиссией, открылось окно возможностей. Директор Центра Эд Уайлер, который перешел в главный офис, поддержал установку теплового сенсора на полезную нагрузку. Кэти Ричардсон и инженер Фернандо Пеллерано были назначены на его создание в невероятно сжатые сроки, и они сделали невероятную работу.

Теперь получение коэффициентов испарения для потребления воды считается необходимым. Иронично, что для Landsat 9 главный офис NASA даже на короткое время рассматривал возможность запуска спутника только с тепловым сенсором!

Вы были научным сотрудником проекта с самых первых дней Миссии по обеспечению непрерывности данных Landsat (LDCM) до запуска Landsat 8 и далее. Какой была самая большая проблема, с которой вы столкнулись в процессе его разработки?

Было много проблем. Смеется. Из-за Закона о политике дистанционного зондирования Земли 1992 года правительство исследовало возможность коммерческих закупок данных для последующей миссии. NASA провело пять мучительных лет, пытаясь реализовать LDCM как коммерческую закупку данных. В итоге только одна компания ответила на запрос предложений, и это не было хорошей сделкой для NASA, поэтому она была отклонена.

Затем нам было поручено установить сенсор Landsat на платформе NPOESS (объединяющей гражданские и военные требования к метеоспутникам). Эта платформа не была технически подходящей, и программа в конечном итоге распалась.

Наконец, Офис науки и технологии поручил нам запустить свободно летающий аппарат. Билл Окс взял на себя управление проектом, и он заслуживает огромной благодарности за успех Landsat 8. Он фактически спас проект и поставил его на путь к успеху.

Размышляя о партнерстве между USGS и NASA, как вы помогли его построить, и что делает возможным долгосрочное межведомственное сотрудничество?

Даррелл Уильямс и я очень усердно работали над установлением хороших отношений между NASA Годдард и USGS EROS. Я совершил много поездок в Сиу-Фолс. С Landsat 7 директор Центра EROS в то время, Дон Лауэр, привел новых людей с большим опытом, таких как Джим Стори, Даг Дэниелс и Джим Нельсон. Они разработали программное обеспечение для геометрической ректификации для Landsat 7, и к тому времени, когда мы работали над Landsat 8, у них были подходящие люди для разработки всей системы обработки данных. И мы все очень хорошо ладили с ними. Мы до сих пор поддерживаем связь с несколькими из них и считаем их друзьями.

С Landsat 10 на горизонте, есть ли новые приложения или открытия, которые вас волнуют?

Да. Одной из основных новых возможностей является использование данных Landsat в сочетании с другими системами, такими как Sentinel-2 от ESA, или с LIDAR и радаром для 3D-картирования лесов. Сообщество просило более частые наблюдения, особенно более частые тепловые наблюдения для более точного измерения потребления воды без экстраполяции на длительные промежутки времени в течение вегетационного периода.

Также существует большой интерес к использованию Landsat для оценки качества воды, комбинируя его с миссией PACE для мониторинга качества прибрежных и внутренних вод. И отслеживание скоростей ледников, отступления ледников и даже перемещения населения в регионах конфликта — все это расширяющиеся области. Landsat действительно является основополагающим.

Какой был ваш самый большой вывод о лидерстве из вашей роли директора Отдела наук о Земле в Годдарде?

Меня попросили взять на себя ответственность после того, как мой предшественник, Пирс Селлерс — который был абсолютной звездой — скончался. Моя главная цель заключалась в том, чтобы создать среду, в которой высокоразнообразные исследователи в рамках отдела могли бы быть успешными. Я хотел минимизировать бюрократические препятствия, чтобы они могли сосредоточиться на своей работе.

Я понял, что есть предел власти. Диктат не работает. Вы должны вести, вовлекать людей, привлекать их к обсуждениям и получать их поддержку. Я шутил, что работа похожа на работу с 1400 выпускниками! Это высокоэффективная, преданная группа. Моя задача иногда заключалась в том, чтобы напоминать им уважать работу человека в коридоре, потому что люди могут быть так сосредоточены на своем исследовании.

Моя основная цель во время моего пребывания заключалась в том, чтобы обеспечить стабильность, особенно поскольку это совпало с тем, что тогда было самым длительным закрытием правительства в истории, за которым последовала пандемия COVID-19. Я был невероятно впечатлен тем, насколько продуктивным оставался отдел в условиях полного нарушения их работы.

Какой самый важный совет вы могли бы дать молодым ученым?

Упорство. Упорство в преследовании ваших интересов критически важно. Единственная причина, по которой Landsat 8 был успешен, заключается в том, что мы упорно работали через несколько неудачных попыток реформулировать программу, проблемы с графиком и неопределенности в бюджете.

Финансирование и успех миссии не являются правами, основанными на вашем имени или репутации. Вы должны усердно работать, продолжать предлагать идеи, выполнять хорошую работу и упорно трудиться, несмотря на отказы. Если вы действительно верите в то, что делаете, Годдард — отличное место для работы. Вы можете сделать много. Но это требует упорства.

Это интервью было сокращено и слегка отредактировано для ясности.