Activating the RADARSAT Constellation Mission (Natural Elements)

With Canada’s newest generation of radar satellites successfully launched, it is now up to Natural Resources Canada to establish communication. Our experts will help activate the three satellites so that they can start capturing images. Find out how on this episode of Natural Elements.

  • Lisa Edwards (Host): On June 12, 2019, Canada’s newest generation of radar Earth Observation satellites was successfully launched from a SpaceX Falcon 9 rocket. This new series of satellites – called the RADARSAT Constellation Mission – will soon be able to capture images of the earth’s water, land, ice and atmosphere during the day and night and in all types of weather, including heavy cloud cover, smoke and haze.
  • But before they can start capturing images, these satellites will need to be activated. And that’s where our experts at Natural Resources Canada come in. 
  • Find out more on today’s episode of Natural Elements.
    • Music intro
  • This is Natural Elements, and I’m your host, Lisa Edwards.
  • Natural Elements is a podcast series brought to you by Simply Science, which is Natural Resources Canada’s online magazine. Like our sister podcast Ask NRCan, we talk to our experts about the work they do and how it relates to what’s happening around us. While Ask NRCan features in-depth discussions, Natural Elements offers you a quick overview, giving you a taste of the topic and letting you know where you can find more information.
  • Let’s turn to today’s topic: the activation of the RADARSAT Constellation Mission, also known as RCM.
  • The RCM satellites themselves are the responsibility of the Canadian Space Agency. Here on Earth however, the role of communicating with these satellites falls to Natural Resources Canada. And we do so through satellite ground station facilities.
  • Here’s one of our leading experts on remote sensing to tell us more:
    • Rob Gould: My name is Rob Gould, and I'm the head of the ground segment and data infrastructure at CCMEO. So that's basically the three satellite ground stations. The first one’s in Cantley, Quebec, called the Gatineau Satellite Station; our main station is in Prince Albert, Saskatchewan; and our newest station, which is in Inuvik, Northwest Territories. So those three ground stations will be the primary stations in Canada for both reception and also for controlling the RCM satellites.
  • Lisa Edwards: Once the satellites are launched, they need to go through an activation protocol. This is done by our experts from the three satellite ground stations.
    • Rob Gould: Our main role right off the bat will be supporting what's called LEOP (Launch Early Orbit Phase). So that will be when the satellites are first launched from Space X in Vandenberg and released into orbit. So there will be our three ground stations plus two other ground stations in the world: one in Kiruna, Sweden, owned by Swedish Spacecraft Corporation; and another one in Antarctica called Bharati, which is an Indian station. So those five stations will be responsible for the LEOP. And that's where the satellites — well you'll first be able to determine if they were launched successfully and if they're in the correct orbit. Because after launch, there'll be no way to know whether or not the satellites are healthy until we talk to them with our stations.
    • During LEOP, the three satellites that we launched together on a Falcon 9 rocket, they will be released; I believe it's roughly about three minutes apart. And so what will happen is that they'll be in a safe mode, where they'll be able to survive on their own for a while. However, what it is, is you need to wake them up. You need to, for example, see if they're alive, for starters. Then, for example, deploying solar panels, checking all the systems. The LEOP lasts on average about seven days. So that will be 24 hours a day for seven days checking the satellite health and integrity. After the LEOP is done, then it moves into commissioning, and that's where you start trying to image the earth with the satellites. The commissioning takes about three to six months.
  • Lisa Edwards: Once operational, the RCM satellites will be able to collect three times the amount of information as its predecessor.
    • Rob Gould: The big difference with RCM, however, is it's a constellation of three satellites, as opposed to the predecessors to RCM: RADARSAT-2, which is owned by MacDonald, Dettwiler and Associates, which is currently flying right now it's one satellite, and the originator of the series, RADARSAT-1, which is owned by the Canadian Space Agency, which is no longer operational; again, one satellite.

So what it allows by having three satellites, you're going to get much greater coverage. It takes a satellite a little under 100 minutes to orbit the earth. So therefore you'll get data roughly 33 minutes because the satellites are going to be spread out over the same orbit. So that means that satellite could be going overhead every 33 minutes as opposed to 100 minutes. So we get much more frequent coverage. For example, the flooding that's occurring in the Ottawa area right now [May 2019]. You'll be able to get much more coverage much faster. So you'd be able to check the water levels as it's rising and then settling much quicker.
Likewise, in the north, satellite data is used — particularly SAR data, which RCM is — because it can penetrate the dark and weather and is very good at determining sea ice thickness. So the Canadian Ice Service, which is part of ECCC, provides daily ice charts for all the ships that are navigating in the north. So by having three times as much data in the north, they'll be able to make sure that their data is more timely. They are updated every day, anyway. But also they could check integrity as well, say, if two satellites say the same thing, the third one says something different. They could be looking at changes that are happening very quickly.

  • Lisa Edwards: If you want to learn more about earth observation or the RCM satellites themselves, check out the links in the episode description.
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  • If you want to learn more about the fascinating scientific work that we do at Natural Resources Canada, check out our Simply Science website for in-depth articles and also our Simply Science YouTube channel to see our experts at work. You can find the links in the episode description as well.
  • Thank you, everyone, for listening! We’ll see you next month with a brand new episode.

Script – French

  • Lisa Edwards (animatrice) : Le 12 juin 2019, la plus récente génération de satellites radar d'observation de la Terre du Canada était lancée avec succès à partir d’une fusée Falcon 9 de SpaceX. Cette nouvelle série de satellites, appelée la mission de la Constellation RADARSAT, sera bientôt en mesure de capter des images des eaux, des terres, des glaces et de l'atmosphère de la Terre, autant le jour que la nuit et en tout temps, y compris en présence de nuages épais, de fumée et de brume.
  • Mais avant de commencer à capter des images, les satellites devront être activés. Et c’est là que les experts de Ressources naturelles Canada entrent en jeu.
  • Vous en saurez plus en écoutant l’épisode d’Éléments naturels d’aujourd’hui.
    • Music intro
  • Vous écoutez Éléments naturels et je suis votre animatrice, Lisa Edwards.
  • Éléments naturels est une série balado de La science, tout simplement, le cybermagazine de Ressources naturelles Canada. Comme dans notre autre balado, Demandez à RNCan, nous parlons avec nos experts d’un aspect important de leur travail et des liens entre ce qu’ils font et ce qui se passe autour de nous. Alors que Demandez à RNCan explore en profondeur certains sujets, Éléments naturels propose plutôt un aperçu d’un sujet et vous guide vers des sources d’information plus complètes.
  • Passons maintenant au sujet du jour – l’activation de la mission de la Constellation RADARSAT, ou MCR.
  • Les satellites MCR mêmes sont la responsabilité de l’Agence spatiale canadienne. Cependant, ici sur Terre, Ressources naturelles Canada est responsable de communiquer avec ces satellites par l’intermédiaire de stations-relais situées à travers le pays.  
  • Jina MacEachern, du Centre canadien de cartographie et d'observation de la Terre, est ici pour nous éclairer un peu sur le sujet.
    • Jina MacEachern : Mon équipe est responsable de gérer les stations terrestres qui suivent des satellites d'observation de la Terre qui leur transmettent en temps réel des données et à des fins scientifiques, cartographiques, météorologiques, de surveillance, et d’autres applications. Notre division est responsable pour les activités du réseau canadien de trois stations-relais qui reçoivent et gèrent d’énormes quantités de données radar RADARSAT et provenant d'autres satellites. Ces stations de RNCan transmettent également aux satellites les commandes de direction et d'activités. Cet important réseau de RNCan sera aussi responsable de l'acquisition et de la distribution des données des nouveaux satellites MCR. Les trois stations-relais de RNCan ont été construites à des endroits stratégiques à travers le pays pour assurer la couverture du territoire et des zones du Canada. On a commencé en 1972 avec la station de Prince Albert; en 1986 avec la station de Gatineau et la nouvelle station, en 2010, à Inuvik. Ensemble ces trois stations fournissent une couverture satellitaire de toutes les régions du Canada.
  • Lisa Edwards : Une fois lancés, les satellites doivent passer par une phase d'activation. Ceci est fait par nos experts à partir de nos trois stations-relais.
    • Jina MacEachern : Dans le cadre des opérations spatiales, la phase de lancement et de début de vol, en anglais LEOP, est l'une des phases les plus critiques de la mission. Avec nos stations, notre l'équipe et l'équipe de l'Agence spatiale, nous contrôlerons les satellites après leur séparation du véhicule de lancement jusqu'au moment où les satellites sont placés en toute sécurité dans leur orbite finale. Pendant cette période, notre équipe joue également un rôle essentiel. Elle travaille 24 heures sur 24 pour activer, surveiller et contrôler les différents systèmes de satellites, y compris les antennes, les panneaux solaires, les réflecteurs, ainsi que le contrôle de l'orbite et des altitudes critiques. Durant cette phase, qui peut prendre de 7 à 10 jours, il y aura une deuxième phase qu'on appelle la phase de commission. Cette phase durera de trois à six mois et nos stations seront aussi super occupées avec la communication avec les satellites. On va commencer avec les stations qui recevront les images de MCR ou les données durant cette période. Il y aura beaucoup de calibration et de tests pour vérifier la qualité des données.
  • Lisa Edwards : Une fois fonctionnels, les satellites MCR pourront capter beaucoup plus d’information que les générations précédentes de RADARSAT.
    • Jina MacEachern : La MCR est une constellation, ce qui veut dire qu'il y a plus d’un satellite. Elle est composée de trois satellites qui sont identiques au lieu d'un seul grand satellite comme RADARSAT-1 ou RADARSAT-2. Avec les trois satellites qui vont orbiter autour de la Terre sur la même trajectoire à environ 32 minutes d'intervalle, ils vont assurer une couverture complète de l'Arctique quatre à six fois par jour, et de l'ensemble du Canada au moins une fois par jour. Grâce à leur capacité d'intervalle de survol rapide, les satellites peuvent capter exactement la même vue du même endroit à la surface de la Terre une fois tous les quatre jours au lieu d'une fois tous les vingt-quatre jours. Comme c'est actuellement le cas avec RADARSAT-2. Pour nous à RNCan, ça veut dire qu'il y aura plus de données pour nos stations. Nos stations peuvent recevoir beaucoup plus de données, en fait, six fois plus qu’avec RADARSAT-2, et 50 fois plus qu’avec RADARSAT-1. Ces données seront archivées dans le système d'archivage qu'on appelle Système de données d'observation de la Terre, sous la direction de RNCan et de notre équipe, qui sont aussi responsables d’en assurer la maintenance. Ce système permet de générer plus rapidement des images radar et de les mettre à la disposition des utilisateurs comme les gouvernements, les académies et le secteur privé.
  • Lisa Edwards : Si vous voulez en apprendre davantage sur l’observation de la Terre ou les satellites MRC, vous pouvez consulter les liens proposés dans la description de l’épisode.
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  • Merci à tous de votre écoute! Nous vous donnons rendez-vous le mois prochain pour un tout nouvel épisode.
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