El Coastal Zone Color Scanner (o CZCS ) era un radiómetro de barrido multicanal instalado a bordo del satélite artificial Nimbus 7. Se lanzó el Nimbus 724 de octubre de 1978, y CZCS entró en funcionamiento el 2 de noviembre de 1978. Fue diseñado para funcionar durante un año (como prueba de concepto), pero permaneció en servicio hasta22 de junio de 1986. Su funcionamiento a bordo del Nimbus 7 se alternaba con el radiómetro de microondas porque compartían la misma energía.
CZCS midió la energía solar reflejada en seis canales a una resolución de 800 metros. Estos datos se utilizaron para mapear la concentración de clorofila en el agua, la distribución de sedimentos , la salinidad y temperatura de las aguas costeras y las corrientes oceánicas. CZCS es el pionero de los satélites oceánicos con sensores de color y es la base de los esfuerzos internacionales para comprender el papel de los océanos en el ciclo del carbono.
El producto más importante del CZCS es su colección de imágenes coloridas de los océanos. El "color" de los océanos en las imágenes de CZCS representan las concentraciones de sustancias en el agua, en particular el fitoplancton (organismos flotantes microscópicos fotosintéticos), así como las partículas inorgánicas. Dado que el gradiente de color del océano está relacionado con la presencia de fitoplancton y partículas, se puede utilizar para calcular las concentraciones de materia y el nivel de actividad biológica en las aguas superficiales. De la concentración de fitoplancton, el color de los océanos cambia de azul a verde (es importante tener en cuenta que las imágenes CZCS están coloreadas falsamente de modo que los altos niveles de fitoplancton aparecen rojos o anaranjados) Los colores del océano deducidos de la observación satelital, proporcionan una observación global de la vida en los océanos porque el fitoplancton es la base de la gran mayoría de la cadena alimentaria oceánica. Al registrar las imágenes durante un período de varios años, los científicos también obtuvieron una mejor comprensión de cómo la biomasa formada por el fitoplancton ha cambiado con el tiempo; por ejemplo, se pudo observar la aparición de mareas rojas. Las mediciones del color del océano también son de interés porque el fitoplancton elimina el dióxido de carbono del agua de mar durante la fotosíntesis y, por lo tanto, forma una parte importante del ciclo global del carbono.
Los datos brutos del escáner se transmitieron a una velocidad promedio de 800 kbit / s a la estación terrestre, donde se grabaron en cinta magnética . Las cintas se enviaron luego a la División de Procesamiento de Imágenes en el Centro de Vuelo Espacial Goddard . Los datos procesados se archivan en Goddard y están disponibles para todos los científicos. Los datos se almacenaron en 38.000 cintas magnéticas y posteriormente se transfirieron a un disco óptico . Esta base de datos fue una de las primeras en proporcionar una descripción visual ("navegar"). Este modelo fue seguido más tarde por el Sistema de Observación de la Tierra .
El sensor de campo de visión amplio con vista al mar ( SeaWiFS ) es el sensor de seguimiento del CZCS. Fue lanzado en 1997. El instrumento MODIS / Aqua actualmente proporciona datos sobre el color del océano.
El instrumento CZCS fue fabricado por Ball Aerospace & Technologies Corp. .
El instrumento CZCS fue fabricado por Ball Aerospace & Technologies
La energía solar reflejada se mide a través de seis canales para detectar el color causado por la absorción debido a la clorofila, sedimentos y gelbstoffe ( coloración de la materia orgánica disuelta en el agua ) en las aguas costeras. El CZCS utiliza un espejo plano que gira en un ángulo de 45 grados con el eje óptico de un telescopio Cassegrain . El espejo escanea 360 grados, pero solo se recopilan 80 grados de datos centrados en el nadir para las mediciones del color del océano. El instrumento examina el espacio profundo y las fuentes de calibración durante el resto del análisis. La radiación entrante es recogida por el telescopio y dividida en dos corrientes por un divisor de haz dicroico .
Se transmite una corriente a un tope de campo que también era la abertura de entrada de un pequeño policromador (en) . La radiación que ha entrado en el policromador se separa y se vuelve a generar una imagen en cinco longitudes de onda en cinco detectores de silicio en el plano focal del policromador. La otra corriente se dirige a un detector de telururo de mercurio-cadmio enfriado en la región térmica (10,5-12,5 micrómetros). Se utiliza un disipador de calor radiativo para enfriar el detector térmico . Para evitar el resplandor del sol, el espejo del escáner se inclina alrededor del eje de inclinación del sensor, de modo que la línea de visión del sensor se mueve en incrementos de 2 grados hasta 20 grados desde el nadir.
Las bandas espectrales de 0,443 y 0,670 micrones se centran en las bandas de absorción más fuertes de la clorofila, mientras que la banda de 0,550 micrones se centra en el "punto de articulación", la longitud de onda de absorción mínima. Se demostró que las proporciones de las energías medidas en estos canales eran muy paralelas a las concentraciones de clorofila en la superficie. Los datos del radiómetro de escaneo se procesan, con algoritmos desarrollados a partir de datos de campo experimentales, para producir mapas de absorción de clorofila. Las temperaturas de las aguas costeras y las corrientes oceánicas se miden en una banda espectral centrada en 11,5 micrómetros. También se realizan observaciones en otras dos bandas espectrales, es decir, 0,520 micrómetros para la correlación de clorofila y 0,750 micrómetros para la vegetación superficial. El ancho de escaneo es de 1556 km centrado en el nadir y la resolución del suelo es de 0,825 km en el nadir.