انقلابی در پایش زمین
جهان صنعت– طبق گزارش‌ها قرار است ظرف چند روز آینده، ماهواره جدیدی که می‌تواند تغییرات روی سطح زمین را با دقت سانتیمتری، بدون توجه به زمان روز یا شرایط آب و هوایی تشخیص دهد، از مرکز فضایی «ساتیش داوان» در هند به فضا پرتاب شود. این ماهواره ۵/۱میلیارد دلاری موسوم به«NISAR» با وزن تقریبا ۳تن و برخورداری از آنتن راداری ۱۲متری، زمین را با جزئیات بی‌سابقه‌ای ردیابی می‌کند و اطلاعات ارزشمندی برای کشاورزان، دانشمندان آب و هوا و تیم‌های واکنش به بلایای طبیعی ارائه می‌دهد. ماهواره‌هایی که از زمین تصویربرداری می‌کنند، برای دهه‌ها ابزار علمی ارزشمندی بوده‌اند. آنها داده‌های مهمی را در بسیاری از برنامه‌ها، مانند پیش‌بینی آب و هوا و برنامه‌ریزی واکنش اضطراری ارائه کرده‌اند. آنها همچنین به دانشمندان کمک کرده‌اند تا تغییرات طولانی‌مدت در اکوسیستم و آب و هوای زمین را ردیابی کنند. بسیاری از این ماهواره‌های رصد زمین برای گرفتن تصاویر از سطح زمین به نور خورشید منعکس‌شده نیاز دارند. این بدان معناست که آنها فقط می‌توانند در طول روز و زمانی که هیچ پوشش ابری وجود ندارد، عکس بگیرند. در نتیجه این ماهواره‌ها در هر جایی که پوشش ابر بسیار رایج است، مانند مناطق گرمسیری یا زمانی که نیاز به تصویربرداری در شب است، با چالش‌هایی مواجه می‌شوند. ماهواره «NISAR» با استفاده از فناوری رادار دیافراگم مصنوعی(SAR) برای گرفتن تصاویر از زمین، بر این چالش‌ها غلبه می‌کند. گفتنی است نام این ماهواره از ترکیب نام ناسا و سازمان فضایی هند و فناوری SAR ساخته شده و مخفف«NASA-ISRO SAR» است.
فناوری SAR چیست؟
فناوری SAR در سال ۱۹۵۱ برای استفاده نظامی اختراع شد. این فناوری به جای استفاده از نور خورشید منعکس شده برای تصویربرداری غیرفعال از سطح زمین، با ارسال فعال سیگنال راداری به سمت سطح و شناسایی سیگنال منعکس‌شده کار می‌کند. این بدان معناست که ماهواره‌های SAR می‌توانند هم در طول روز و هم در شب از سطح زمین عکس بگیرند. از آنجایی که سیگنال‌های رادار بدون مانع از بیشتر ابرها و دود عبور می‌کنند، ماهواره‌های SAR همچنین می‌توانند از سطح زمین حتی زمانی که توسط ابر، دود یا خاکستر پوشانده شده است، تصویربرداری کنند. این امر به ویژه هنگام بلایای طبیعی مانند سیل، آتش‌سوزی در جنگل‌ها یا فوران‌های آتشفشانی ارزشمند است. سیگنال‌های رادار همچنین می‌توانند از طریق ساختارهای خاصی مانند پوشش گیاهی ضخیم نفوذ کنند. آنها برای تشخیص وجود آب مفید هستند زیرا آب بر سیگنال‌های رادار منعکس‌شده تاثیر می‌گذارد. آژانس فضایی اروپا در ماموریت اخیر زیست توده خود از ویژگی‌های نفوذ در پوشش گیاهی سیگنال‌هایSAR استفاده کرد. این فناوری می‌تواند ساختار سه‌بعدی جنگل‌ها را به تصویر بکشد، همچنین می‌تواند اندازه‌گیری‌های بسیار دقیقی از میزان زیست‌توده و کربن ذخیره شده در جنگل‌های زمین ایجاد کند. «سانگ هو یون»، مدیر رصدخانه زمین آزمایشگاه سنجش از دور سنگاپور، یکی از حامیان کلیدی استفاده از فناوری SAR برای مدیریت بلایاست. او قبلا از داده‌های SAR برای نقشه‌برداری از مناطق آسیب‌دیده از بلایای طبیعی در صدها بلای طبیعی در ۱۵سال گذشته ازجمله زلزله، سیل و طوفان استفاده کرده است.
نظارت بر بسیاری از اکوسیستم‌های زمین
ماهواره «NISAR» که قرار است در تاریخ ۱۸ژوئن ۲۰۲۵ (۲۸خرداد ۱۴۰۴) پرتاب شود، بیش از یک دهه بوده که در حال توسعه است و یکی از گران‌ترین ماهواره‌های تصویربرداری زمین بوده که تاکنون ساخته شده است. داده‌های این ماهواره به صورت آزاد برای سراسر جهانیان ارائه خواهد شد. این ماهواره هر شش روز یک‌بار تصاویری با وضوح بالا از تقریبا تمام سطوح زمین و یخ در سراسر جهان ارائه می‌دهد. سطح پوشش این ماهواره از نظر وسعت شبیه به ماهواره‌های «Sentinel-1» آژانس فضایی اروپاست. با این حال، ماهواره «NISAR» اولین ماهواره دارای فناوری SAR خواهد بود که به جای یک فرکانس راداری مکمل از دو فرکانس راداری استفاده می‌کند و در مقایسه با ماهواره‌های«Sentinel-1» قادر به تولید تصاویر با وضوح بالاتر خواهد بود، همچنین پوشش بیشتری از قطب جنوب نسبت به «Sentinel-1» خواهد داشت و از فرکانس‌های راداری که بیشتر به درون پوشش گیاهی نفوذ می‌کنند، استفاده خواهد کرد.
ماهواره «NISAR» برای نظارت بر زیست‌توده جنگل استفاده خواهد شد. توانایی آن در نفوذ همزمان به پوشش گیاهی و تشخیص آب نیز به آن اجازه می‌دهد تا به طور دقیق از پوشش گیاهی غرقابی نقشه‌برداری کند. این ویژگی برای به دست آوردن درکی عمیق‌تر از تالاب‌های زمین که اکوسیستم‌های مهمی با سطوح بالایی از تنوع زیستی و ظرفیت ذخیره‌سازی کربن عظیم هستند، مهم است. این ماهواره همچنین می‌تواند تغییرات ارتفاع سطح زمین را در حد چند سانتیمتر یا حتی میلیمتر تشخیص دهد زیرا تغییرات ارتفاع، تغییرات کوچکی را در سیگنال رادار منعکس‌شده ایجاد می‌کند. ماهواره «NISAR» از این تکنیک برای ردیابی فرونشست سدها و نقشه‌برداری از سطح آب‌های زیرزمینی استفاده می‌کند چراکه آب زیرسطحی بر ارتفاع سطح زمین تاثیر می‌گذارد. از همین تکنیک برای نقشه‌برداری از حرکت زمین و آسیب‌های ناشی از زلزله، رانش زمین و فعالیت‌های آتشفشانی استفاده می‌شود. چنین نقشه‌هایی می‌تواند به تیم‌های واکنش به بلایا کمک کند تا آسیب‌هایی که در مناطق فاجعه رخ داده است را بهتر درک کرده و برای واکنش خود برنامه‌ریزی کنند.
بهبود کشاورزی
ماهواره «NISAR» برای کاربردهای کشاورزی، با قابلیت منحصربه‌فرد برای تخمین سطوح رطوبت در خاک با وضوح بالا در هر شرایط آب و هوایی مفید خواهد بود. این برای کاربردهای کشاورزی ارزشمند است زیرا چنین داده‌هایی را می‌توان برای تعیین زمان آبیاری برای اطمینان از پوشش گیاهی سالم و بهبود بالقوه بهره‌وری مصرف آب و عملکرد محصول استفاده کرد. کاربردهای کلیدی دیگر ماموریت «NISAR» شامل ردیابی جریان یخسارها و یخچال‌های طبیعی زمین، نظارت بر فرسایش سواحل و ردیابی نشت نفت است. می‌توان انتظار داشت که از این ماموریت ماهواره‌ای جاه‌طلبانه، مزایای بسیاری برای علم و جامعه به دست آید.
