حس کننده های از راه دور فضایی

آموزش طراحی لوگو با نرم افزار AAA LOGO
آموزش طراحی لوگو با AAA LOGO – بخش دوم
دی ۱۰, ۱۳۹۵
جهان و کیهان
از انفجار ستاره ها تا بازوهای قدرتمند کهکشان
دی ۱۰, ۱۳۹۵
ماهواره های حس کننده

در هفتم آگوست ۱۹۵۹، ماهواره Explorer 6 اولین تصاویر ماهواره ای که از ارتفاع حدود ۲۰ هزار کیلومتری از زمین گرفته شده بود را به زمین مخابره کرد. اگرچه این تصاویر دارای وضوح عالی و جزییات نبود، ولی یک منظره دیدنی از تشکیل ابرهای در حال چرخش روی اقیانوس ها و مناطق وسیعی از زمین را ارائه داد. برنامه ریزان سریعا اقدام به بهره گیری از محاسن این مناظر سه بعدی نمودند، و پس از چند ماه، در یکم آوریل ۱۹۶۰ ماهواره TIROS I به فضا پرتاب شد. این ماهواره پدر عصر ماهواره های هواشناسی-عملیاتی پیوسته بود که توسط آن هزاران تصویر از زمین در هنگام دو ماه و نیم عمر فضایی خود به زمین مخابره کرد.

ماهواره اکسپلورر 6

اولین عکس از فضا

ماهواره تیروس یک

این ماهواره و بسیاری از ماهواره های پیشرو دیگر محاسن کلی حس کننده های از راه دور را به نمایش گذاشتند، از قبیل: منظره نسبتا عظیمی از کره زمین در هر لحظه؛ نرخ پوششی مخابراتی بهتر از طریق سکوهای فضایی؛ و توانایی دید بهتر حتی از دورترین نقاط سطح زمین. به طور مثال، یک ماهواره هواشناسی مدارگرد قطبی در ارتفاع ۸۳۰ کیلومتری در هر ۱۰۲ دقیقه زمین را دور می زند، و با سرعت زمینی تقریباً ۶۶۰۰ متر بر ثانیه حرکت کرده و هزاران کیلومتر مربع سطح زمین را در هر ثانیه با حسگرهای خود از افق تا افق دیده بانی و اسکن می کند. دو نمونه از این ماهواره های هواشناسی عملیاتی یک تصویر سراسری از زمین را دو بار در روز اخذ می کنند و برای ادارات هواشناسی دولتی و خصوصی، داده های جوی و سطحی کره زمین را مهیا نموده که به منظور پیش بینی دقیق اوضاع آب و هوایی استفاده می شود. یک گواه برای ارزش فوق العاده مشاهدات هواشناسی ماهواره ای، وجود گزارشات طوفان ها و تندبادهای سهمگین در مقایسه با دوران قبل از ماهواره هاست.
در زمان های گذشته اغلب اطلاعات از طریق کشتی ها بر حسب اتفاق یا هواپیماهای مخصوص هواشناسی که برای جستجوی تندبادها به پرواز درمی آمدند به دست می آمد و به هیچ وجه قابل اعتماد نبود. ولی اگرچه هنوز خسارات مالی توسط این گونه پدیده های طبیعی رخ می دهد، اما اخطارهای قبلی به موقع که به وسیله ایستگاه های فضایی هواشناسی مخابره می شود باعث کاهش قابل توجه خسارات مالی و تلفات جانی شده است.
تعداد قابل توجهی از ماهواره های حسگر راه دور که مناطق بسیاری از سطح زمین را پوشش می دهند از نقطه مناسبی در فضا بهره می گیرند. علاوه بر ماهواره های نظارت کننده بر محیط زیست، یک گروه از ماهواره های با قدرت درشت نمایی دقیق فضایی وجود داشته که وارث پیشگامانی مانند ماهواره های Landsat و Seasat مرکز تحقیقات ناسا هستند. این ماهواره ها از دوربین های الکترونیکی و رادارهای خاص برای مشاهده جزئیات مشروح سطح زمین و اقیانوس ها برای مصارف نظامی، علمی و تجاری استفاده می کنند. سنجش راه دور از طریق فضا را می توان به طرق مختلف دسته بندی کرد، مانند نوع حسگر مورد استفادہ، اھداف کاربردی یا حمایت کننده مأموریت ماهواره.

ماهواره landsat سازمان ناسا
ماهواره seasat ناسا

حس کننده ها | ماهواره ها

حس گرها را می توان در ابتدا به صورت نوع فعال یا غیرفعال تقسیم بندی کرد. یک حسگر غیرفعال اطلاعات را از زمین یا جو دریافت می کند. دوربین نمونه خوبی از حسگر غیرفعال بوده که بر درخشندگی خورشیدی جسم یا اجسام قابل رویت به عنوان ورودی به دوربین تکیه دارد. در مقابل، یک حسگر فعال خود منبع انرژی را برای رویت منطقه یا جسم مورد نظر فراهم می کند. رادارها و لیزرها نمونه هایی از حسگرهای فعال هستند. هر دو نمونه حسگرهای فعال و غیرفعال در یک بخش وسیعی از طیف های الکترومغناطیسی کاربرد دارند. فرکانس ها یا طول موج های دقیق انتخاب شده اولا تابعی از کاربرد حسگر بوده و ثانیا بستگی به تاثیر مسیر انتشار بین ماهواره و زمین دارد. علامت هایی که به وسیله زمین یا جو آن تولید می شوند در نتیجه برهم کنش پیچیده تابش الکترومغناطیسی القایی (برای حسگرهای فعال) یا تابش الکترومغناطیسی طبیعی (برای حسگرهای غیرفعال) می باشند. این مکانیزم های تعامل شامل انعکاس، ساطع شدن یا تشعشع، جذب، تفرق و پراکندگی، و امتزاج صحیح طول موج های حسگر بوده که قادر هستند اطلاعاتی در مورد انواع و شرایط خاک، پوشش های گیاهی، آب ها، یخ ها و اتمسفر ارایه دهند. یکی از پرطرفدارترین مناطق طیف الکترومغناطیسی به کار گرفته شده توسط حسگرهای راه دور، باندهایی مرئی بوده که مشاهدات تصویری سطح زمین و ابرهای احاطه کننده زمین را میسر می سازد. ولی بسیاری از بخش های دیگر طیف الکترومغناطیسی برای فراهم نمودن اطلاعات اضافی در مورد خود زمین و منابع آن استفاده می گردد. حسگرهای مادون قرمز و مایکروویو اطلاعاتی را در خصوص شرایط جوی، سطحی یا حتی زیرسطحی ارایه می دهند. حسگرهای مایکروویو دارای محاسن اضافی بوده که شامل توانایی مشاهده سطح زمین از بین ابرها و قدرت عملیاتی در روز و شب می باشد.
داده های ترکیبی از حسگرهای فعال و غیرفعال که کل طیف الکترومغناطیسی را پوشش می دهند می تواند به کاربران این امکان را بدهد که به یک دسته از موضوعات مهم زیست محیطی، اقتصادی و اکوسیستمی (بوم شناختی) بپردازند که شامل مواردی از قبیل: پوشش های زراعی و حفظ و نگهداری آنها؛ استفاده از زمین و فرسایش آن؛ شرایط اقیانوس ها و سواحل آنها، و تأثیرات بشر بر محیط زیست در شکل آلوده سازی محیط یا تقلیل میزان اوزون در لایه های بالایی جو می باشد.

کاربرها و حمایت کننده ها

پیدایش و تکوین مأموریت حس کننده های از راه دور معمولا زمانی کاربردی است که به وسیله یک بخش دولتی یا یک سازمان نظامی و تجاری حمایت گردد. تلاش های اولیه معمولا جنبه ی تحقیقاتی-اکتشافی داشته یا جهت استفاده از سیستم های آزمایشی اثبات ایده اولیه برای مشخص کردن ترکیب صحیح حسگرها و مدارات برای مشاهدات به کار گرفته می شود. چنانچه این امور تحقیقاتی اولیه با موفقیت همراه باشد، و بتوان یک نیاز مستمر را برای اطلاعاتی که به وسیله سامانه حسگر راه دور مستقر در فضا به دست می آید برقرار نمود، تصمیم نهایی برای به کارگیری یک سلسله از ماهواره های عملیاتی که اطلاعات پیوسته را در اختیار قرار می دهد اخذ می گردد. به طور مثال، آزمایشات ماهواره Tiros که قبلا ذکر گردید منجر به تأسیس سازمان NOAA (آژانس ملی مدیریت علوم جوی و اقیانوس ها)، پرتاب ماهواره GOES (ماهواره محیطی عملیاتی زمین ثابت)، و پرتاب سلسله ماهواره های نظامی DMSP (برنامه ماهواره های هواشناسی دفاعی) گردید. این فرآیند تکاملی موجب برگزاری تعدادی ماموریت های عملیاتی شد که به صورت پیوسته اطلاعاتی در مورد زمین را جمع آوری می کنند و گهگاه به وسیله یک ماموریت علمی یا اکتشافی که به صورت پیوسته کره زمین، منظومه شمسی و جهان را مورد بررسی قرار می دهد پشتیبانی می شود و در نهایت این فعالیت ها موجب می گردد که درک بهتری از فرآیندهای فیزیکی که موجودیت بشر را تحت قلمرو خود دارد به دست آید. در حال حاضر، اغلب کشورهای پیشرفته دارای توانایی ایجاد، عملیاتی کردن و حفظ یک برنامه سنجش از راه دور فضایی با محدوده وسیع هستند که قابلیت بخش پذیری به برنامه های تجسسی-جاسوسی، نظامی، دولتی و تجاری و نیز یک سری گوناگون از برنامه های اکتشافی علمی پیشرفته را دارا می باشد. به غیر از برنامه های حفاظتی نظامی و جاسوسی، بسیاری از دیگر برنامه ها به صورت همکاری های چندجانبه بین کشورها با استفاده از منابع و فن آوری های آنها جهت تولید منافع مشترک انجام می پذیرد. به دلیل گسترش فن آوری های اصولی حسگرها، پروژه های مربوطه و حامیان بین المللی این گونه پروژه ها، علاقه و اعتماد قابل توجهی به برنامه های سنجش از راه دور فضایی معطوف گشته است، که کلا ریشه در این واقعیت دارد که استفاده از فضا این امکان را به بشر داده تا بتواند به خود و جهان اطرافش با یک منظر جهانی برای اولین بار در تاریخ نگاه کند.

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *