Kvinnan som förde oss världen

För ett halvt sekel sedan uppfann Virginia Tower Norwood ’47 den första multispektrala skannern för att avbilda jorden från rymden. Landsat 1 och dess efterföljare har skannat planeten kontinuerligt sedan dess.

Förbi

• Alice Dragon arkivsida

29 juni 2021

Michelle Groskopf

Om Virginia Tower Norwood hade lyssnat på sin vägledare på gymnasiet hade hon blivit bibliotekarie. Hennes lämplighetstest visade en anmärkningsvärd anläggning med siffror, och 1943 kunde han inte tänka sig något bättre sätt för en ung kvinna att använda sådana färdigheter. Lyckligtvis led Norwood inte av samma brist på fantasi. Hon var honnör för hennes gymnasieklass i Philadelphia och hade länge slukt logiska pussel och använt skjutregeln som hennes far hade gett henne vid nio års ålder. Norwood ignorerade sin rådgivares råd och ansökte till MIT.

Hon skulle fortsätta att bli en banbrytande uppfinnare inom det nya området för design av mikrovågsantenner. Hon designade sändaren för ett spaningsuppdrag till månen som röjde vägen för Apollo-landningarna. Och hon tänkte ut och ledde utvecklingen av den första multispektrala skannern för att avbilda jorden från rymden – den första i en serie av satellitbaserade skannrar som kontinuerligt har avbildat världen i nästan ett halvt sekel.

När hon ser tillbaka, säger hon, har hon aldrig riktigt tänkt på en karriär inom biblioteksvetenskap: jag kan inte stava.

Världens bästa skola

Virginia Tower Norwood i Greenwich under hennes andra eller tredje år vid MIT.

MED TILLSTÅND AV VIRGINIA NORWOOD

MIT höll klasser året runt under andra världskriget, så Norwood anlände till Cambridge sommaren 1944, kort efter hennes gymnasieexamen. Alumnen som hade intervjuat henne erkände att han aldrig hade intervjuat en kvinna tidigare (och berättade för henne att hon var mindre frän än de MIT-kvinnor han hade känt), men hon blev inte avskräckt när hon fann sig själv som en av bara ett dussin kvinnor i hennes klass. MIT hade då inga sovsalar för kvinnor, så hon hyrde ett rum i en lägenhet på Central Square, gick till campus under fina dagar eller tog spårvagnen Mass. Ave. för en krona i dåligt väder. Kvinnor fick äta i sovsalarnas matsalar endast som gäster till manliga studenter; hon livnärde sig ofta på rostat bröd och skivade tomater.

Som den äldsta dottern till en arméofficer övades Norwood på att slå rötter var hon än befann sig. Hon hade bott i Panama (där hon hade sett världens största båt ta sig igenom kanalen), i Oklahoma (där hon hade anslutit sig till en beriden flickscouttrupp) och på Bermuda. När militärfamiljer skickades tillbaka till fastlandet efter Pearl Harbor, hade hon gått på fem olika gymnasieskolor. På MIT hittade hon snabbt till institutets enda dedikerade kvinnliga utrymme, Cheney Room – en svit med ett kök, ett kontor med några skrivbord, tre sängar, en dusch, skåp för böcker och ett stort, härligt vardagsrum med flygel. Där samlades den lilla kontingenten av MIT-kvinnor för att prata, studera och laga mat.

Virginia Tower Norwood som Birdie i en MIT Dramashop-produktion av De små rävarna .

MED TILLSTÅND AV VIRGINIA NORWOOD

Även om hon blev chockad över att höra att nästan alla hennes klasskamrater också hade varit salutatorer eller valedictorians, var hon så väl förberedd att hon tog fem kurser istället för de vanliga fyra under flera terminer. Jag jobbade inte mitt första år eller så, säger hon. Att lyssna i klassen och göra p-seten var tillräckligt, vilket gav gott om tid att utforska Boston, vandra i dess parker och umgås.

Eftersom det var så ont om kvinnor kunde vi ha en dejt varje kväll om vi ville, säger hon och tillägger att en klasskamrat var stolt över att ha dejtat praktiskt taget alla kvinnor i vår klass. Att vara i vad hon kallar ett hav av män gjorde henne till en shoo-in för roller i Dramashop-produktioner ( Vikten av att vara seriös och De små rävarna bland dem). Men det kan också göra livet besvärligt; en professor som rutinmässigt skannade klassrummet när han föreläste skulle oundvikligen finna att hans blick satte sig på Norwoods ben, skakade om sig själv och startade sitt svep i rummet igen. Och de tre gånger i veckan som kvinnor fick simma i MIT:s pool, tog män motvilligt på sig baddräkter.

(Konstigt nog kunde kvinnor på institutet på något sätt vara lika osynliga som de var iögonfallande. År senare skulle Norwood stöta på alumner från hennes tid som hävdade att de inte hade någon aning om att MIT var coed.)

Under sin fjärde termin befann sig Norwood äntligen i en klass som inte var lätt. Efter att ha kämpat i fysik och fått ett medelbetyg tog hon ledigt vintern 1946 och lärde sig materialet genom att arbeta igenom varje problem i läroboken. Hon återvände till MIT den våren, delade en lägenhet med två sovrum i Bexley Hall med tre andra kvinnor, och tog alla forskarklasser sina fyra sista terminer.

Jag tycker att jag fått en väldigt bra utbildning i matte och fysik, säger hon. Hon fick till och med en chans att studera med den berömda matematikern Dirk Struik, som normalt inte undervisade studenter, men som pressades in för förstaårsfysik under kriget, öppnade läroboken och sa: Vad skulle nu fysikavdelningen vilja att jag skulle lära ut du idag? Hon gick också en läskurs på forskarnivå i analytisk geometri med honom. Vi trodde att vi var i världens bästa skola, säger hon. Och att ha en MIT-examen – ett faktum som skulle överraska många kollegor – gav henne självförtroende när hon skapade en karriär där matematik och fysik var avgörande och kvinnor en sällsynthet.

En galen jobbsökning

Dagen efter att hon avslutat sin kandidatexamen i matematik gifte hon sig med Larry Norwood, hennes tredje termins räknelärare och president för MIT:s matematikklubb, som då var student vid Yale. Det blev snabbt uppenbart att få potentiella arbetsgivare skulle anställa en kvinnlig matematiker. Vid en intervju på Sikorsky Aircraft möttes hennes begäran om en P1-lön – som gavs till den lägsta yrkesgraden inom statsförvaltningen – med misstro; företaget hade aldrig betalat en kvinna så mycket. Ombedd att lova att inte bli gravid om hon anställdes på ett livsmedelslaboratorium drog hon tillbaka sin ansökan. Under tre intervjuer på Remington beskrev hon sin vision för hur en stabsmatematiker kunde förbättra vapenföretagets verksamhet. Anställningschefen ringde för att säga att hon hade övertygat dem om att det var en lysande idé – och att de skulle leta efter en man att fylla tjänsten. Norwood var ute när samtalet kom in; chefen framförde sitt tack till sin man.

En bild från 2001 tagen av Landsat 7 av sand- och sjögräsbäddar som skulpterades av tidvatten och havsströmmar på Bahamas.

USGS/NASA LANDSAT

En Landsat-bild av en reservoar i Uzbekistan ungefär en vecka innan den västra väggen av dess damm bröts 2020 och översvämmade närliggande byar och jordbruksmark.

USGS/NASA LANDSAT

Desperat efter lite inkomst för att komplettera sin mans magra instruktörslöner sålde hon blusar på ett litet varuhus i New Haven – ett jobb som hon är säker på att hon inte skulle ha fått om hon avslöjat sin MIT-examen. Norwood förblev stoisk under omfattande utbildning i hur man läser ett momsdiagram och utmanade sig själv genom att granska avancerade matematikkurser på Yale. Och hon uthärdade att sälja rysiga blusar (hon föredrog skräddarsydda kläder) tills hon äntligen blev anställd för att lära ut affärsräkning vid Junior College of Commerce i New Haven.

Att undervisa i matematik var ett steg i rätt riktning, men Norwoods verkliga karriär började inte förrän en familjevän bjöd in henne att besöka US Army Signal Corps Laboratories i New Jersey. När hon och hennes man båda erbjöds jobb på Evans Signal Lab 1948, slog de till.

Spåra vinden

Tilldelad till labbets väderradargrupp precis när radar började användas i meteorologi, blev Norwood ombedd att utveckla en radarreflektor för väderballonger så att de kunde användas för att spåra vindar på hög höjd.

Man sitter och funderar på ett problem, säger hon, och lösningarna kommer till en efter ett tag. Hon landade på en design med skivor (målade silver eller gjorda av metallduk) som korsade sig för att skapa en serie reflekterande hörn. Enheten, upphängd på fiskesvivlar, skulle snurra i vinden och producera en karakteristisk pulserande signal som kunde spåras av radar. Äntligen kunde meteorologer exakt beräkna vindhastigheten över 100 000 fot - ungefär den höjd på vilken väderballonger spricker. Och den här bedriften möjliggjorde långsiktig väderförutsägelse för första gången. Enheten, som Norwood designade vid 22 års ålder, patenterades senare.

Norwood vid stormdetektorradar Set på US Army Signal Corps Labs och ritningar av den patenterade radarreflektorn för väderballonger hon designat för Signal Corps. 1966 skickade NASA:s Surveyor (höger bild) bilden till vänster av en månsten tillbaka till jorden på Norwoods sändare.

NASA?JPL (ROCKS); MED TILLSTÅND AV VIRGINIA NORWOOD; NASA/JPL (SURVEYOR); NORWOOD VIA GOOGLE PATENT (DIAGRAM)

Inte långt efter att hon avslutat det projektet diskuterade labbmedlemmar hur man skulle designa telemetritorn för ett missiltestområde som utvecklades vid Cape Canaveral i Florida. Någon i labbet sa: 'Åh, låt oss göra dem 1 000 fot höga.' Jag var på mötet och jag sa: Vet du hur högt Eiffeltornet är?' minns hon, förvånad över att hennes kollega godtyckligt föreslog torn nästan så. höjd. Ett var tänkt att byggas flera hundra miles offshore, och Norwood insåg att ett sådant torn skulle vara dyrt att bygga – och sårbart för orkaner.

För att ta reda på exakt hur höga tornen måste vara behövde Norwood historiska vind- och temperaturdata. Flera manliga kollegor skickades till Washington, DC, för att hämta den, men de återvände tomhänta. Norwood gick själv och träffade den formidabla Frances Whedon, US Signal Corps meteorolog som hade vägrat att släppa hennes data. Det visade sig att Whedon hade tagit en MIT-examen i meteorologi 1924. Hon hade varit helt brysk mot männen, men hon tog en glans mot mig, säger Norwood, som snabbt fick tillstånd att besöka arkivet med Whedons blyertsade väderloggar.

Norwood beräknade att tornen bara behövde vara cirka 100 fot höga. De var helvetet sugna på att göra 1 000-fots sådana, säger hon. Jag gick och bevisade genom data att de kunde komma överens med att de var kortare. Tornen byggdes på Norwoods rekommenderade höjd och användes för missiltester på 1950- och 60-talen.

Att lära sig ett yrke

Trots att hon fått patent på ett av sina första uppdrag inom väderradar, säger Norwood att hon gjorde ett viktigare arbete när hon flyttade in i antenngruppen. Signal Corps var intresserade av att utforska olika typer av radarantenner, med utgångspunkt i mikrovågsradarteknik som utvecklats vid MIT:s strålningslab som hade visat sig användbar under andra världskriget. I början av 1950-talet var antenngruppen i Evans bland de få platser som var banbrytande för utvecklingen av sändare och antenner som använde mikrovågor med allt kortare våglängder, och att ta reda på hur sådan teknik kunde tillämpas. I den gruppen skulle Norwood få ett andra patent för en ny – och länge klassificerad – spårningsantenn. (Dess matning behövde inte rotera för att spåra en inkommande signal; istället använde den polarisering för att identifiera signalens vinkel och riktning.) Och att vara en del av antenngruppen, visade det sig, skulle visa sig vara ovärderlig när området för mikrovågsantenner växte fram. . Som Norwood säger, jag lärde mig ett yrke.

1953 åkte hon och hennes man till Kalifornien, och hon fick snabbt jobb på Sylvania Electronic Defence Labs och satte upp sitt antenntestområde, och hämtade utrustning från Bill Hewlett, SM ’36 och Dave Packard. Ungefär ett år senare flyttade hon och hennes man och lilla dotter till Los Angeles, där hon gick med i antennlabbet på Hughes Aircraft, och blev den enda kvinnan bland de cirka 2 700 männen i företagets FoU-labb. Hon gick till jobbet för Lester Van Atta, som hade gjort banbrytande radarforskning vid MIT Rad Lab under krigets tidiga dagar och drev en av de bästa antennutrustningarna i landet, säger Norwood. Vi byggde några mycket intressanta antenner – några av dem kan jag berätta om.

Norwood, klädd i sin mässingsråtta, använder en skjutregel 1963.

MED TILLSTÅND AV VIRGINIA NORWOOD

I ett av dessa nu avklassificerade projekt designade hon en antenn för ett system som identifierar vänner och fiender. IFF, som det är känt, måste plocka upp en distinkt signal som sänds av alla amerikanska flygplan för att förhindra stridsplan från att skjuta ner ett av deras egna. Men hon var tvungen att se till att IFF-antennen inte blockerade en annan, större antenn som var monterad bakom den – en långdistansövervakningsantenn som skannade horisonten efter fientliga flygplan eller missiler. Hughes har nu patent på den vikta S-formade dipolantenn hon kom på. Jag antar att det fungerade, säger hon bara halvt på skämt. Tekniken för att identifiera vän-eller-fiende är så viktig att utvecklingen av dess komponenter delades upp för att säkerställa att ingen person skulle känna till hela systemet.

Hantera mikrovågor (och män)

1957 anlitades Norwood för att leda mikrovågsgruppen för företagets missillab. Men alla var inte nöjda med att se en kvinna stiga i graderna på Hughes. Som den första kvinnan som gick med i den tekniska personalen, hade hon till en början nekats parkeringstillstånd för sin tomt eftersom bara män parkerade där. En kollega sa en gång till henne att kvinnor – särskilt de med barn – inte borde arbeta i labbet. (Norwood skulle ta fart bara tre dagar när det andra av hennes tre barn föddes, 1959.) Nu när hon var ansvarig för mikrovågsantenner och kretsar för missiler, slutade en man och sa att han inte ville arbeta för en kvinna — eller för ett företag som är dumt nog att sätta en kvinna i den rollen. (Han återvände till Hughes flera år senare och bad om att få arbeta i Norwoods grupp. Hon sa nej.)

Norwood med Hughes antennkollegor 1956; en patenterad antenn hon designat; med Ethelwyn Pecora, hustrun till Landsat-mästaren William Pecora, efter att ha vunnit Pecora-priset 1979 för hennes bidrag till att förstå jorden genom fjärranalys.

MED TILLSTÅND AV VIRGINIA NORWOOD

I missillabbet utvecklade hon och hennes grupp antenner för att hjälpa Falcon-missilerna att komma in på sina mål. Norwood designade också sändaren och mikrovågsmottagaren för världens första kommunikationssatellit. 1963 möjliggjorde Syncom 2 – en förkortning för synkron kommunikation – det första tvåvägssatellitsamtal mellan statschefer när president Kennedy i Washington ringde premiärminister Abubakar Tafawa Balewa från Nigeria ombord på ett amerikanskt fartyg i Lagos hamn. Ett år senare användes Syncom 3 för att sända OS i Tokyo 1964 till USA.

Skickar data från månen

När NASA förberedde sig för att skicka den första mannen till månen, behövde den en spaningsanordning som kunde rapportera tillbaka om lämpligheten för en föreslagen landningsplats. De ville inte att mannen skulle falla i en spricka i månen, minns Norwood.

Tidigare spaningsanordningar hade skickat tillbaka bilder av deras närmande till månen, men varenda en hade kraschat vid landning, vilket gjorde dem oanvändbara för att undersöka ytan. Det fanns ett stort argument om vad som fanns under det översta lagret av månen, vilket var allt vi hade sett, säger Norwood. Folk hade de mest konstiga idéerna om vad som kunde finnas där nere. Teorin att den var gjord av grönost var nog en av de mer logiska, säger hon och skrattar; vissa trodde till och med att månen kunde vara ett ihåligt skal. NASA köpte inte in de teorierna, men det behövde ett farkost som skulle överleva landningen så att det kunde ta bilder på ytan, ösa upp ett jordprov och analysera det.

När en annan grupp på Hughes tog sig an problemet med att uppnå en mjuklandning, föll utmaningen att se till att landaren, känd som Surveyor, kunde ta emot kommandon och skicka bilder och data tillbaka till jorden på Norwood och hennes mikrovågsgrupp. Efter att ha utarbetat sätt att stoppa in små, lätta sändare och antenner mellan missilers ömtåliga fenor, var vi vana vid att vara väldigt trånga vad gäller utrymme och vikt, säger hon. Så vi var de självklara att ge det jobbet till.

Faktum är att hon själv designade sändaren som skickade all Surveyors data tillbaka till jorden. Hon övervakade också designen av systemets antenn, som hon beskriver som en komplett nyhet vid den tiden. En utrymmeseffektiv plan array istället för den typiska böjda parabeln, den veks kompakt för flygning och öppnades sedan på månen. Den var fäst vid en solpanel som skördade energin för att driva alla månlandarsystem.

Surveyor lanserades den 31 maj 1966, och Norwood, som då hade flyttat till vad som skulle bli rymdsystemsdivisionen, minns att han var på Hughes och tittade på skärmar med ett underflöde som visar kommandocentralen vid Jet Propulsion Lab (JPL) när den nådde månen den 2 juni. Ett stort skrik hördes när JPL-teamet bekräftade – tack vare kommunikationsutrustningen som Norwood och hennes team hade designat – att Surveyor hade landat intakt. När signalerna som Surveyor skickade tillbaka över Norwoods sändare avkodades till data och bilder kunde NASA bekräfta att platsen skulle vara hård och tillräckligt jämn för att en bemannad farkost skulle kunna landa.

Gör dig redo för jordens närbild

Inom månader efter Surveyors lansering hade Norwood börjat tänka på ett projekt som inte hade något att göra med vapen eller rymdutforskning – ett som inte skulle involvera hantering av hemligstämplade data. Det är inte kul att gå in i en så kallad svart kammare där man var tvungen att lägga sitt arbete i ett kassaskåp varje gång man gick ut ur rummet, säger hon.

Hon visste att NASA och US Geological Survey pratade om att bygga en satellit för att observera jorden och övervaka dess resurser. Med en satellit kan du ta dig upp till bergstoppar och alla platser som geologerna skulle vilja veta om och inte hade data för, säger hon. NASA planerade att utrusta satelliten med return beam vidicon (RBV) kameror - tv-kameror liknande de som användes för månuppdragen. Tanken var att fånga analoga bilder med frysbild av jorden med hjälp av tre RBV:er med olika filter för att registrera de gröna, röda och nära-infraröda delarna av det elektromagnetiska spektrumet.

Men Norwood trodde att en multispektral skanner (MSS) kunde vara mer användbar. En sådan skanner skulle kunna fånga både synligt och osynligt ljus och sortera det i mer än bara tre spektralband, vilket skapar en skattkammare av information. Ett band, till exempel, skulle tillåta studier av vattenkvalitet; en annan skulle avslöja grödornas kraft; en tredjedel kunde visa klorofyllabsorption; andra kan användas för att bestämma markfuktigheten eller tätheten av snöpackning.

I själva verket hade agronomer redan skickat upp spektrometrar i flygplan för att samla in sådana data om ett urval av fält. Men en satellitskanner skulle samla in bilder på en kontinuerlig basis, vilket låter agronomer övervaka exakt hur många hektar av specifika grödor som växer, potentiellt var som helst i världen. Arborister kunde upptäcka tidiga tecken på sjukdom och smuts i träd och vidta åtgärder innan de spred sig. De som förvaltar dammar och vattendelar skulle ha regelbundna flöden av data om markfuktighet och översvämningar. Folkräkningsansvariga kunde spåra hur snabbt vild mark och jordbruksmark blev urbaniserad, och ekonomer kunde mäta det relativa ekonomiska välståndet i stadsdelar genom att jämföra omfattningen av deras gröna ytor.

Dessutom skulle skannern vara digital. Dess detektorer skulle fånga individuella pixlar, som var och en representerar en yta som är ungefär lika stor som en fotbollsplan. Dessa pixlar skulle träs ihop för att bilda rader med data som sedan kunde kompileras för att bilda bilder rad för rad. Digitala bilder kunde analyseras med datorer och data från olika spektralband kunde jämföras – vilket ger mycket mer precision än visuell analys av analoga bilder. Och den förmågan att analysera spektraldata gjorde det möjligt att identifiera materialet som avbildas. Till exempel skulle fält av vete och majs se likadana ut från rymden men kunde särskiljas genom sina unika spektrala signaturer. Möjligheterna att använda en multispektral skanner verkade oändliga.

Norwood och arbetsmarknadsminister James Hodgson diskuterar hur Landsats multispektrala skanner fungerar på en konferens 1972.

MED TILLSTÅND AV VIRGINIA NORWOOD

Norwood ställde upp sin idé till toppen av Hughes och fick 100 000 dollar för att utveckla en prototyp för att visa NASA.

Hon träffade potentiella användare för att ta reda på vilken typ av data de behövde, och nollställde de sex spektralband som skulle vara mest användbara. Sedan började hon designa ett system som effektivt kunde avbilda dessa band och förmedla data tillbaka till jorden.

NASA hade bestämt att satelliten skulle kretsa runt polerna på en höjd av 500 nautiska mil. När den reste från norr till söder medan planeten roterade under den, skulle Norwoods skanner behöva registrera ljuset som reflekteras från en diagonal remsa av jorden 100 sjömil bred. Med varje omloppsbana skulle jorden ha roterat och en ny 100-nautisk milsremsa skulle ställas upp för skanning. Under loppet av 18 dagar kunde hela planeten skannas — och sedan skulle hela processen upprepas. Skannern skulle alltid stå i samma förhållande till solen på varje breddgrad, så belysningen skulle vara konsekvent när remsorna sattes ihop.

Norwood insåg redan från början att skannern inte kunde stå emot slitaget av att röra sig fram och tillbaka för att fånga bredden på remsan. Så hon hade idén att använda en spegel som skulle svänga fram och tillbaka för att reflektera ljuset in i den. Det inkommande ljuset skulle filtreras in i de sex spektrala banden och sedan dirigeras till separata detektorer för varje band. För att hålla jämna steg med omloppshastigheten skulle skannern behöva fånga sex linjer åt gången, så varje spektralband behövde sex sensorer. Sensordata skulle digitaliseras och skickas till mottagningsstationer på marken, där de kunde avkodas till bilder för varje spektralband eller kombineras efter behov för att skapa sammansatta bilder.

Norwood var stenhård på att dataströmmen skulle vara digital. NASA hade allvarliga reservationer och tvivlade på att sexbitars MSS-data kunde producera bilder av hög kvalitet. Men hon visste att en kontinuerlig analog signal skulle vara svår att bearbeta exakt. Att bli digital skulle göra det möjligt att kalibrera fotonnivåerna från varje sensor mycket exakt. Och man vill ju att det ska vara korrekt, säger hon: annars får man en randig röra när data rekonstrueras till bilder. Så hon arbetade med en mikrovågskollega på Hughes för att ta reda på hur man bäst kunde digitalisera sensordata. När MSS avbildade USA, skulle data vidarebefordras till amerikanska markstationer i realtid; bilder av resten av världen skulle lagras på videoband tills de kunde strålas ner till de amerikanska stationerna. (Senare skulle markstationer etableras runt om i världen.)

I slutändan skulle NASA-tjänstemän senare berätta för henne att MSS-data skulle vara den första data som överförs digitalt från rymden. Och det skulle sätta standarden för framtida kvantitativ fjärranalys.

För att skapa den svängbara spegeluppsättningen ringde Norwood till Web Howe, en bosatt uppfinnare på Hughes. Howe kom tillbaka med en genialisk design som utnyttjade den låga gravitationen i rymden; den svängbara spegeln vaggade fram och tillbaka när dess kanter slog i stötfångare på båda sidor. Utan yttre krafter på spegeln – i rymden skulle den vara viktlös och inte stöta på något luftmotstånd – skulle tröghet hålla spegeln att slå fram och tillbaka mellan stötfångarna med en jämn hastighet på mer än 13 gånger per sekund. Varje gång den gungade åt ett håll, skulle sensorerna fånga från det reflekterade ljuset ytterligare sex rader data för varje spektralband, och hålla jämna steg med satelliten när den reste söderut. Och varje gång spegeln gungade tillbaka, fångade den ljuset från en kalibreringslampa.

Norwood förstod briljansen i Howes design, men hon var tvungen att övertyga många nejsägare att det skulle fungera. Hughes människor var främst elektronikmänniskor, säger hon. Och de ryste vid tanken på den här mekaniska spegeln.

Om några på Hughes var skeptiska, var många forskare vid US Geological Survey och NASA övertygade om att MSS omöjligt kunde ge användbar data. De var alla bekanta med vidicon-tv-kamerorna som användes för Surveyor och tidiga Apollo-uppdrag och vana vid de analoga fullformatsbilder de tog. De avskräckte tanken på att lansera en oprövad mekanisk enhet som skannade rad för rad – och förlitade sig på en knallande spegel, av alla saker. Debatten om vilket system som skulle råda drog ut på tiden i mer än ett år. Kartmakare som jag var mycket misstänksamma mot den multispektrala skannern, som vi inte kunde tro skulle ha geometrisk integritet, skulle USGS kartograf Alden Colvocoresses senare erkänna.

De enda som var riktigt skeptiska att jag stötte på förstod verkligen inte hur det fungerade. De visste att det fanns en smällande spegel, säger Norwood. De tyckte bara att det var för grovt. Lyckligtvis, tillägger hon, behövde hon bara övertyga sin högsta ledning – och de var alla ganska smarta människor.

När NASA bad om en minskning av skannerns storlek, vikt och effektkrav minskade Norwood och hennes team designen från en sexbandsskanner till en med fyra band. Prototypen, som mätte 89 gånger 59 gånger 40 centimeter, hade en 9 x 13-tums oval spegel (tillverkad av beryllium så att den kunde stå emot smällen och inte skulle skeva eller vibrera) och de kontroversiella stötfångarna som fick ingenjörerna att krypa ihop sig . Den vägde bara 48 kilo, eller cirka 105 pund.

Norwood lät forskare ladda en breadboard-version av skannern på baksidan av en lastbil. Det blev bara ett gäng lådor, säger hon. Vi kunde använda all den vikt vi ville. De körde runt i Kalifornien och skannade Half Dome, Yosemite Valley och San Franciscos skyline. Efter att ha arbetat så länge med specifikationerna blev Norwood inte förvånad över den höga kvaliteten på testbilderna.

En testversion av Norwoods multispektrala skanner tog den här falska färgbilden av Half Dome från en lastbil två månader innan Landsat 1 lanserades.

MED TILLSTÅND AV NASA

NASA avslutade RBV-mot-MSS-debatten genom att besluta att inkludera båda på satelliten. Det fanns inte tid eller pengar att förvandla Norwoods prototyp till en slutlig, förfinad produkt, så själva prototypen användes. Som hennes dotter, Naomi Norwood, säger, ingen förväntade sig att det skulle fungera förutom min mamma och några andra som arbetade med det. De flesta antog att vidikonerna skulle vara värdefulla; skannern ansågs vara experimentell. Den genomsnittliga personen insåg inte vilken förvrängd bild en TV-kamera ger ut, säger Norwood. Vi ville ha vetenskaplig precision.

En fantastisk debut

Den 23 juli 1972 satt Norwood med sin man och sin yngre son i läktaren vid Kaliforniens Vandenberg Air Force Base när Earth Resources Technology Satellite (som senare skulle döpas om till Landsat 1) lanserades med sin MSS-prototyp ombord. Jag hade aldrig sett en raketuppskjutning personligen, säger hon. Så det var spännande.

Två dagar senare samlades forskare vid NASA:s Goddard Space Flight Center för att se de första MSS-data översatta till bilder. När scener av moln gav vika för vågiga bilder av land, klagade en tekniker över det fruktansvärda moarémönstret. Men snart insåg de att bilden var av Ouachita-bergen i Oklahoma, de vågiga linjerna exakt representerade vecken i området. En geolog fick tårar i ögonen. Jag hade så fel om detta, erkände en annan, som hade varit en MSS-skeptiker. Jag tänker inte äta kråka. Inte tillräckligt stor. Jag ska äta korp.

Elva dagar efter uppskjutningen slog en massiv strömstyrka på satelliten ut en av de två videobandspelare som lagrade RBV-bilder och MSS-data som samlats in medan satelliten var utom räckhåll för amerikanska markstationer. Tre dagar senare skakade en andra strömstöt kopplad till RBV:erna satelliten, vilket fick den att peka bort från jorden, vilket hotade uppdraget. Satelliten rättade sig efter att RBV:erna stängdes av, och ingenjörerna bestämde sig tyst för att stänga av dem för gott. Datan som Norwoods MSS skickade tillbaka till jorden – digitalt – gav fantastiskt tydliga och skarpa bilder.

Jag gick på möten och folk bara hoppade upp och ner för att de hade upptäckt en annan användning för datan, säger hon. Och inte bara forskare: i åratal kunde vem som helst i världen köpa en Landsat-bild av vilken plats som helst på jorden för bara 1,25 dollar. Bildåtkomst och priser har förändrats under decennierna – men under 2009, allt Landsat bilder blev tillgänglig gratis.

Landsats bild av Mount St. Helens efter dess utbrott 1980. Och Norwood, 94, gör en daglig sammanställning av fågelarter.

MICHELLE GROSKOPF (NORWOOD); USGS/NASA LANDSAT

Norwood var involverad i de nästa fyra versionerna av Landsat, som lanserades 1975, 1978, 1982 och 1984; Landsats 4 och 5 flög inte bara versioner av hennes fyrbands MSS utan också hennes originaldesign. (Kallas thematic mapper, den skannade sex spektralband som hon först hade tänkt sig, plus ett till.) 1977 gick hon vidare till gruppen för elektrooptiksystem i Hughes, där hon tjänstgjorde som senior vetenskapsman och sedan laboratorieingenjör , som arbetar med design av stora aktiva antenner för rymden och andra högklassificerade statliga projekt.

När hon gick i pension 1989 började Norwood samla och restaurera antika klockor, och ofta bearbeta sina egna delar för att göra jobbet. Hon fortsätter att skämma bort en livslång entusiasm för sportbilar (även om hennes körkort upphörde under pandemin, säger hon att hennes silverblå sexväxlade Mazda Miata klarar sig bättre än hennes tidigare Jaguarer, MGs och Alfas), och hon har blivit en ivrig fågelskådare , mejlar sin dotter varje morgon med den dagliga sammanställningen av arter på hennes bakgård (hon räknade en gång 18).

Samtidigt har Landsat-skanningsprogrammet som hon väckte till liv hållit ett öga på världen sedan 1972. Skannrarna har fortsatt att utvecklas under åren, och Landsat 8, som lanserades 2013, har den push-kvastdesign hon hade ursprungligen ville bygga. Dess detektorer är anordnade över strängen som avbildas och samplar varje linje när satelliten rör sig i sin omloppsbana, utan att någon spegel behövs. Det skulle ha varit mitt första val, den designen, säger hon. Faktum är att jag konfigurerade en. Men vi hade inte detektorerna – det tar tusentals detektorer utan luckor. Landsat 9 är planerad att lanseras i september 2021.

Landsats inverkan har varit mycket större än någon kunde ha föreställt sig 1972. Förutom att spela en nyckelroll i att inleda den digitala bildbehandlingens era, har dess skannrar beskrivit det nära nog försvinnandet av Aralsjön mellan Kazakstan och Uzbekistan, en sjö som var världens sjö. fjärde största innan två av dess matarfloder avleddes för jordbruksbruk. Landsats bilder av bränderna i Yellowstone Park 1988 förbättrade avsevärt vår förståelse av brandvetenskap. Det har det också dokumenterat sådant som glaciärernas reträtt, Pekings fantastiska tillväxt och utbrottet av Mount St. Helens 1980.

Norwood, som fick ett livstidspris från American Society for Photogrammetry and Remote Sensing i år, är särskilt nöjd med att Landsat kunde avbilda delar av världen som aldrig tidigare har fångats. Men hennes favorit Landsat-bild har mer personlig betydelse. Jag gillar den som har mitt hus, säger hon. Infångad av den ursprungliga Landsat på en av sina första pass över LA 1972, hänger den nu i en korridor i hennes hem. Den har en skarp bild av LA och en del av Stilla havet, hennes eget blygsamma hus gömt bland konturerna av Santa Monica-bergen.

Dölj