ساخت و پرتاپ ماهواره به فضا، سبب دگرگونی های بسیاری در شیوه ارسال و دریافت اطلاعات و نیز سبب اکتشافات جدید و ناقص بسیاری نظربات قبلی خود شد. در حال حاضر تعداد ماهواره هایی که به فضا پرتاپ می شوند روز به روز در حال افزایش است. اینک نه فقط دولتمردان، بلکه بسیاری شرکت های خصوصی نیز قدم به عرصه نهاده و در این زمینه اقدام نموده اند. ماهواره ها با اهداف و کاربردهای متفاوتی ساخته و به فضا پرتاپ می‌شوند که یکی از آنها تصویربرداری از سطح زمین و نیز از سایر سیارات است. تصاویر ماهواره ای کاربردهای بسیار فراوانی در زنگی بشر داشته است. کشاورزی، محیط زیست، مشاهده و بررسی تغییرات جوی زمین، هواشناسی و حتی تعیین مکان منابع زمینی مانند نفت و گاز و یا حتی یافتن مکان دقیق یک نقطه خاص و کوچک مانند منزل یا خودرو تنها بخشی از کاربرد ماهواره های تصویربرداری است. در این مقاله قصد داریم کمی دقیق‌تر راجب ماهواره های تصویربرداری و چگونگی تصویربرداری این ماهواره ها صبحت نماییم.
تاریخچه تصاویر ماهواره ای
شروع جمع آوری تصاویر ماهواره ای در دهه 1960 توسط دولت امریکا و با اهداف جاسوسی، توسط ماهواره ای به نام کرونا صورت گرفت. ماهواره بعدی توسط ناسا در سال 1972 با نام لندست و با هدف ارزیابی منابع زمین، به فضا پرتاپ شد که سری های بعد آن نیز ساخته و به فضا پرتاپ شد. پس از آن کشورهای فرانسه، هندوستان، ژاپن و آژانس فضایی اروپا به صورت مشترک، کشور کانادا و نیز برزیل و چین به صورت مشترک، اقدام به پرتاپ ماهواره نمودند. در سال ۲۰۰۳ با ساخت و پرتاب ماهواره پیشرفته اوربویو با قدرت تفکیک ۱ متر و ۴ متر، قدم جدیدی در عرصه تصویربرداری ماهواره‌ای برداشته شد. هم اینک، سازمان تحقیقات فضایی هند، در حال تحقیق دربارهٔ پروژه ماهواره‌هایی است که دارای قابلیت ارسال به فضا و بازگشت مجدد به زمین باشند.
تصویربرداری ماهواره ای چیست؟
به عمل ثبت تصویر از زمین با استفاده از ماهواره ها، تصویربرداری ماهواره ای می‌گویند که با عکس های ماهواره ای تفاوت دارد. عکس های ماهواره ای در مقیاس های کوچک گرفته می‌شود این در حالی است که تصاویر ثبت شده توسط ماهواره، منطقه بزرگتر و حتی کشور را پوشش می‌دهد. ماهواره هایی که عمل تصویربرداری از زمین یا دیگر سیارات را انجام می‌دهند یا شرکت های خصوصی بزرگ هستند که برای مقاصد پژوهشی و علمی از آنها استفاده و تصاویر را می فروشند یا توسط دولت ها و برای مقاصد بشردوستانه به رایگان در اختیار پژوهشگران قرار می‌گیرند. از تصاویر ماهواره ای به عنوان چشم انسان در فضا نام برده می‌شود. ماهواره ها، تصاویری در ابعاد، مقیاس و طیف های مختلف ارایه می‌دهند.
با استفاده از تصاویر و فناوری سـنجش از دور، مـی تـوان بـا هزینـه و زمـان کمتـر، طیـف وسـیعی از پروژه ها را در سطح جهـانی، منطقـه ای، ملـی، اسـتانی و حتی محلـی بـه نتیجـه رسـاند. ماهواره های تصویربرداری می‌توانند مستندات دقیق و معتبری بر حوادث و رویدادهای طبیعی زمین باشند. تصاویر ماهواره ای کاربردهای بسیار فراوانی دارد. از این تصاویر در کشاورزی، خاک شناسی، زمین شناسی، مطالعات جنگل ها و مراتع، محیط زیست، مطالعات شهری و اقلیم شناسی، در هواشناسی، اقیانوس شناسی، شیلات و بسیاری موارد دیگر استفاده می‌شود.
ماهواره ها چگونه از سطح زمین تصویربرداری میکنند؟
بحث پیرامون چگونگی تصویربرداری این ماهواره ها یک بحث تخصصی است اما اگر به زبان ساده بخواهیم بیان نماییم ، ماهواره ها دو نوع حسگر دارند، حسگرهای فعال و حسگرهای غیرفعال. حسگرهای غیر فعال که اشعه ها (مانند نور) که از زمین ساتع می شوند را جمع آوری میکنندو حسگرهای فعال پرتوهایی از امواج رادیویی را می تابانند و اطلاعات منعکس شده از سطح زمین را بررسی میکنند. ابزاری به نام نقشه بردار موضوعی، اشعه دریافتی را به ۷ نوار تقسیم کرده و هر یک را جداگانه بررسی می‌نماید. برای مثال نواری که به نور مرئی اختصاص یافته است می‌تواند به سادگی، زمین کشت نشده و جنگل انبوه را تشخیص دهد. از این رو برای نقشه برداری کشاورزی مفید است. ماهواره های سنجش از راه دور تا اندازه ای قوی هستند که امروزه می‌توانند تصاویری از خانه های مجزا را ارسال کنند. وجود همین قابلیت است که به شما این امکان را می‌دهد با زوم کردن روی گوگل مپ، خیابان خود را نیز مشاهده کنید.
ماهواره های تصویربرداری روز به روز در حال پیشرفت اند. در حال حاضر با استفاده از ابزارهای تصویربرداری چندطیفی اقیانوس-زمین ماهواره ها و حسگر دمای زمین و دریا که انرژی بازتابی را از سطح زمین محاسبه می‌کند، داده هایی با بهترین کیفیت ممکن مخابره می شود. بعضی از این ماهواره ها شامل کانال های اختصاصی برای اندازه گیری آتش سوزی می باشد که می تواند در ارزیابی انتشار کربن از سوخت های زیستی سوخته و در ارزیابی آسیب آتش سوزی نیز برآورد بازیابی نمودن مناطق سوخته، به کار برده شود. این اطلاعات می‌توانند همراه با داده های پیش بینی هواشناسی، برای کمک به مدیریت آتش سوزی جنگل ها استفاده شود. همچنین این اطلاعات و پیش‌بینی ها می تواند در ارزیابی خطر و توسعه طرح های مؤثر برای مقابله با آتش سوزی جنگل ها به کار برده شوند.
رزولوشن تصاویر ماهواره ای کدام اند؟
برا تصاویر ماهواره ای 4 رزولوشن تعریف می‌شود. رزولوشن مکانی، طیفی، زمانی و رادیومتریکی. این قدرت تفکیک ها توانایی ما را در تفسیر داده های سنجش از دور، کنترل می‌کند.
رزولوشن مکانی، اندازه پیکسل تصویری است که نشان دهنده سطح اندازه گیری شده (m2) بر روی زمین است. رزولوشن طیفی که بیان کننده طول موج باندهای تصویر برداری (بخش گسسته طیف الکترومغناطیسی) و تعداد باندهای تصویربرداری است. رزولوشن زمانی که فاصله زمانی (مثلا روز) بین دوره های جمع آوری تصاویر برای یک مکان مشخص شده را تعیین می کند و رزولوشن رادیومتریک که به عنوان توانایی یک سیستم تصویربرداری برای ضبط سطوح مختلف روشنایی و بیت سنسور (تعداد سطوح خاکستری) بیان می‌شود.
رزولوشن تصاویر ماهواره ای بسته به تجهیزات مورد استفاده و ارتفاع مدار ماهواره، متفاوت است. به منظور دستیابی به رزولوشن بالاتر، می توان این تصاویر را با تصاویر هوایی، تکمیل‌تر نمود.
شرکت های بزرگ تصویربرداری ماهواره ای را بشناسید
شرکت DigitalGlobe (دیجیتال گلوب) با پرتاپ 7 ماهواره بزرگترین شرکتی است که در زمینه تصویربرداری ماهواره ای فعالیت می نماید. این شرکت در سال 1992 در اوکلند کالیفرنیا تاسیس و و اخیرا بدون تغییریافتن نام ،به یک شرکت کانادایی فروخته شد. شرکت های Airbus Defence and Space (ایرباس) و شرکت Planet (پلنت) نیز در رده های بعدی قرار دارند.
دورنمای ماهواره های تصویربرداری
محققان چینی در حال ساخت فناوری جدیدی هستند که می تواند از مدارهای فوقانی زمین تصاویری با کیفیت ارایه دهد. این فناوری می‌تواند از لایه های بالایی مدار زمین، اشیایی با ابعاد یک خودرو را با کیفیت بالا ثبت کند. این پروژه که پیش بینی می شود تا سال 2020 به پایان برسد قرار است در ارتفاع ۳۶ هزار کیلومتری زمین، از سطح زمین تصویربرداری کرده و بتواند از مدارهای فوقانی، تصاویری با کیفیت بالاتر نسبت به فناوری های فعلی تهیه کند. این فناوری قرار است روی ماهواره های مستقر در مدار فوقانی زمین نصب شده و به طور مستمر و دقیق از سطح زمین تصویر برداری نماید.
