تصاویر ماهواره‌ای ناسا

ناسا همواره یک منبع اطلاعاتی معتبر و موثق در سطح دنیا به شمار می‌رود. رسالت این سازمان تهیه‌ی اطلاعات به کمک تصاویر ماهواره‌ای و نجات جان انسان‌ها و کاهش احتمال از بین رفتن اموال و دارایی‌ها از طریق پبش بینی وضعیت آب و هوا و صدور هشدار در باره‌ی شرایط آب و هوایی خطرناک می‌باشد. ناسا (اداره ملی هوا نوردی و فضایی) یک سازمان دولتی آمریکایی است که مسئولیت تحقیقات غیر نظامی در زمینه‌ی هوا فضا و هوا نوردی را بر عهده دارد. ناسا تا به امروز در زمینه‌ی اجرای بهترین برنامه‌های تحقیقات فضایی و ارسال انسان به فضا پیش گام بوده است و در کنار این‌ها در زمینه‌ی پرتاب ماهواره به فضا با هدف مطالعه‌ی ویژگی‌های گوناگون سیاره زمین نیز فعالیت نموده است. ناسا با این که خود را وقف آینده‌ی اکتشافات فضایی نموده است با این حال از طریق برنامه‌ی فضایی خود به انجام پروژه‌های "زمینی" نیز می‌پردازد. این سازمان تلاش دارد تا با ارائه‌ی داده‌ها و تصاویر مربوط به آب و هوا جهت انجام آنالیز بر روی آنها به بهبود کارایی اقتصادی در سطح دنیا پرداخته و در عین حال آگاهی ما در باره‌ی دامنه‌ی خطراتی هم چون توفان، هاریکان و دیگر تهدیدات آب و هوایی را بالا ببرد. برنامه‌ی ماهواره‌ای ناسا موفق گردیده است با فراهم آوردن تصاویر ماهواره‌ای مشروح در باره‌ی خطرات قریب‌ الوقوع آب و هوایی اطلاع رسانی نموده و در این رابطه به جامعه‌ی بین‌ الملل هشدار دهد. "سیستم مشاهده‌ی زمین" یکی از جنبه‌های کانونی این مأموریت ناسا به شمار می‌رود. سیستم مذکور متشکل از ماهواره‌هایی است که با هدف مطالعه‌ی مشروح جرم زمین، بیوسفر، اقیانوس‌ها و جو زمین به فضا پرتاب گردیده‌اند. در این مقاله ما به مرورِ فرآیند تصویر برداری ماهواره‌ای ناسا می‌پردازیم.

اهمیت تصاویر ماهواره‌ای ناسا

ناسا در قالب ماهواره‌هایش تعدادی "چشم" در آسمان دارد که به طور بی ‌وقفه و از طریق طول موج‌های مرئی، فرو سرخ و دیگر طول موج‌های الکترو مغناطیسی به مشاهده‌ی زمین می‌پردازند و در باره‌ی هر پدیده‌ی فعال بر روی زمین گنجینه‌ای از اطلاعات در اختیار ما می‌گذارند. ماهواره‌های اختصاص یافته به مشاهده‌ی زمین که به شکل ویژه‌ای طراحی گردیده‌اند مجهز به دوربین‌های دارای وضوح بالا و انواع حسگر هستند که داده‌ها را جمع آوری نموده و جهت پردازش به پایگاه‌های داده بر روی زمین ارسال می‌نمایند. فرآیند تصویر برداری ماهواره‌ای ناسا به ایجاد یک سیستم هشداری کار آمد کمک نموده است که با صدور هشدار درباره‌ی سونامی، هاریکان و فاجعه‌های زیست محیطی قریب‌ الوقوع جان هزاران نفر را نجات داده است.
تصاویر ماهواره‌ای به دولت‌ها و گروه‌های امداد و نجات در سرتاسر دنیا کمک می‌کنند تا به مسیرهای مهم ناو بری دست رسی پیدا کنند. این تصاویر هم چنین به سنجش و ثبت تغییرات در پوشش گیاهی و مشاهده‌ی جو کمک می‌کنند. ماهواره‌هایی که تصاویر و اطلاعات اختصاصی در باره‌ی جو فراهم می‌آورند به عنوان ماهواره‌های هوا شناسی طبقه بندی شده‌اند. این ماهواره‌ها فرآیند حیاتی پیش بینی وضع آب و هوا را به مردم دنیا ارائه می‌دهند. در کنار پیش بینی وضع آب و هوا، ابزارهای مورد استفاده در این زمینه عبارتند از حسگرهایی که پوشش ابر، بخار آب، پوشش برف، میزان بارش، دمای سطح دریا‌ها، دمای سطح زمین و توزیع مونو اکسید کربن را در سرتاسر دنیا می‌سنجند. خلاصه این که، همه‌ی متغیرهای زیست محیطی مهم و حیاتی اکنون با استفاده از ماهواره‌ها قابل سنجش هستند و این تکنیک با عنوان "سنجش از راه دور" شناخته می‌شود. در کنار این، عکس‌های ماهواره‌ای دارای وضوح بالا می‌توانند به آشکار سازی جزئیات مربوط به سطح هر موقعیت جغرافیایی بر روی زمین کمک نمایند.

تصاویر ماهواره‌ای ناسا چگونه تهیه می‌شوند؟

تصاویر ماهواره‌ای ناسا با نیت ایجاد یک شبکه‌ی تصویری برای حتی بد آب و هواترین نقاط بر روی زمین و اقیانوس‌ها تهیه گردیده‌اند. وضوح افقی، عمودی، و جانبی این تصاویر به ما کمک می‌کنند تا تغییرات مهم در جو زمین را ثبت نموده و به پیش بینی تغییرات مربوطه بپردازیم. تصاویر ماهواره‌ای توسط دو نوع ماهواره‌ی مختلف ارسال می‌شوند. نوع اول ماهواره‌ی مدار استوا است و دیگری ماهوراه‌ی مدار قطبی می‌باشد.
ماهواره‌های مدار استوا بر فراز خط استوا قرار گرفته‌اند. این ماهواره‌ها بر روی یک نقطه‌ی ثابت معلق می‌مانند. ماهواره‌ی مدار استوا هر 15 دقیقه یا کمتر تصاویری ارائه می‌نماید. این تصاویر در مقایسه با تصاویر ماهواره‌های مدار قطبی که در ارتفاع پایین‌تر قرار دارند عملاً از وضوح یک سانی برخوردارند. سیستم شبکه بندی کامپیوتری قدرتمندی که در درون این ماهواره قرار دارد داده‌های مربوط به حتی کوچک‌ترین ناحیه بر روی زمین یا آب را پردازش می‌نماید.
ماهواره‌های مدار قطبی از سمت قطب شمال به سمت قطب جنوب بر فراز زمین حرکت می‌کنند. هر مدار در فاصله‌ی زمانی 1 ساعت و 42 دقیقه طی می‌شود و در طول این مدت زمان زمین به میزان 25 درجه می‌چرخد. این امر سیستم کامپیوتری تعبیه شده در درون ماهواره را قادر می‌سازد تصاویر ماهواره‌ای از بخش‌های مختلف سطح زمین را ارائه نماید. ماهواره‌ی مدار قطبی در ارتفاعی بسیار پایین‌تر از ماهواره‌ی مدار استوا قرار می‌گیرد. از این رو، تصاویر تهیه شده توسط آن جزئیات بیشتری ارائه می‌دهند. این امر به درک بهتر ساختار ابرها کمک می‌کند. ابزارها و تجهیزات کامپیوتری در درون ماهواره از طریق جو دمای هوا را نیز به صورت عمودی اندازه گیری می‌کنند. مدل‌های عددی پیش بینی هوا که بدین طریق حاصل می‌شوند به تجزیه و تحلیل وضعیت جو کمک می‌کنند. تصاویر به شکل دیجیتال ذخیره شده و جهت تجزیه و تحلیل به صورت الکترو مغناطیسی به ایستگاه‌های زمینی ارسال می‌شوند.

تجهیزات عکس برداری ماهواره‌ای

تصاویر ماهواره‌ای ناسا در نتیجه‌ی به کارگیری ابزارهای گوناگون تهیه می‌شوند. هر ابزار یا پرتو سنج از عمل کرد منحصر به فرد خود برخوردار است. برخی از این ابزارها رطوبت و دما را به صورت عمودی اندازه گیری می‌کنند که از جمله‌ی آنها می‌توان به طیف‌ سنج‌ها و تداخل ‌سنج‌ها اشاره نمود. برخی از ابزارها نیز به عنوان ابزارهای حسگر از راه دور عمل کرده و امواج را به کمک یک فرستنده ارسال می‌نمایند. رادار از جمله‌ی این ابزارها است. اندازه گیری‌های انجام شده توسط این سیستم‌های درونی به مراکز هوا شناسی بر روی زمین کمک می‌کنند تا بارش باران، سرعت وزش باد سطحی و دیگر پارامترهای جوی را تجزیه و تحلیل و ارز یابی نمایند. اطلاعات ارسال شده توسط ماهواره‌های ناسا دارای ماهیت عددی هستند و تصاویر بایستی مورد تجزیه و تحلیل بیشتر قرار گیرند تا بتوان پیش بینی دقیق‌تری انجام داد.

انواع تصاویر ماهواره‌ای ناسا

تصاویر ماهواره‌ای ناسا دارای دو نوع عمده هستند ـ تصاویر ماهواره‌ای مرئی و تصاویر فرو سرخ یا تصاویر طول موج الکترو مغناطیسی. تصاویر ماهواره‌ای مرئی سیاه و سفید یا رنگی هستند و توسط مجموعه‌ای از قوی‌ترین دوربین‌های نصب شده بر روی ماهواره‌ها تهیه می‌شوند. در این تصاویر، ابرها معمولاً به رنگ سفید دیده می‌شوند، اما سطوح زمین و آب به رنگ سیاه دیده می‌شوند. این تصاویر دست رسی به انرژی یا تابش انعکاس یافته‌ی خورشیدی را امکان پذیر می‌سازند، زیرا تصویر برداری مرئی بر اساس باز تابش نور خورشید انجام می‌گیرد و تنها در طول روز در دست رس است. تصاویر مرئی از وضوح بالاتری برخوردارند و جزئیات و ویژگی‌های ریز را نیز مشخص می‌سازند. کانال فرو سرخ هنگام وجود حرارت و گرما فعال می‌شود. تصاویر در نتیجه‌ی انکسار حرارت متصاعد از سطح زمین، ابرها، و جو و هم چنین تصاعد مجدد این حرارت تهیه می‌شوند. کانال فرو سرخ بر اساس اصول باز تابش تصاعد مجدد عمل می‌کند.
تصاویر ماهواره‌ای ناسا به صورت 24 ساعته در دست رس هستند. تصاویر رنگی ویژگی‌های زمین و آب را برجسته می‌سازند و جهت ارز یابی ارتفاع ابرها داده‌های دمایی را ارائه می‌نمایند. این تصاویر به عنوان یک سکوی مشاهده‌ای در راستای ارتقای زندگی انسان بر روی زمین عمل می‌کنند.