لندست

لندسَت ۸: چشمان تازه‌ای برای تماشای زمین

arezoo — Thu, 14 Feb 2013 07:05:02 +0000

جف تولفسون (Jeff Tollefson)

برگردان:

احسان سنایی

جف تولفسون - بازنشستگی ماهواره لندست ۵ (Landsat 5) در ششم ژانویه امسال، خبر غم‌انگیزی برای جهان دانش بود. اما به هر صورت، از عمر طولانی و پربار این ماهواره هم انتظار چندانی نمی‌رفت. لندست ۵ در طول ۲۸ سال فعالیت مستمرش، عکس‌هایی را از چهره متغیر سیاره‌مان – از یخچال‌های رو به موت‌اش گرفته تا جنگل‌های سوزان – گرفته بود، که ماهواره‌های قبلی، هیچ‌یک از پس‌اش برنیامده بودند. عضو دیگر این خانواده، یعنی لندست ۶ در جریان پرتاب از میان رفت و لندست ۷ هم که حدود ۱۳ سال از عمرش می‌گذرد، تا حدی نابینا شده و سوخت‌‌اش در شُرف اتمام است. با بازشستگی لندست ۵، آینده باسابقه‌ترین – و شاید مؤثرترین – بانک اطلاعاتی تحولات سیاره‌مان، به ماهواره لندست ۸ محول خواهد شد؛ که قرار است همین هفته از پایگاه هوایی وندنبرگ کالیفرنیا به فضا پرتاب شود.

"لندست ۸ در طول ده سال آینده، مهم‌ترین مأموریت ناسا برای دیده‌بانی از زمین خواهد بود"؛ این را گرگ آسنر (Greg Asner)، از بوم‌شناسان مؤسسه کارنگی در شهر استنفورد کالیفرنیا می‌گوید. او که به کمک داده‌های لندست، تحولات جنگل‌های گرمسیری زمین را بررسی می‌کند، می‌گوید بعد از سال‌ها کار با ماهواره‌های فرسوده و معیوب، "چشمان آسمانی‌مان در شُرف احیاست. این چشم‌ها قرار است عملکرد چشمگیری داشته باشند".

مأموریت خانواده‌ی لندست، که نخستین عضو آن در سال ۱۹۷۲ به فضا پرتاب شد، این بوده و هست که تغییرات جهانی سطح خشکی‌‌ها و همچنین تحولات مصنوعی‌شان را زیرنظر بگیرد. اولین ماهواره در چندین باند نور مرئی و فروسرخ نزدیک، عکس‌هایی با دقت حداکثر ۸۰ متر می‌گرفت. لندست ۴ و ۵، دقت‌شان را به ۳۰ متر رساندند و دید فروسرخ قوی‌تری هم داشتند، به‌طوریکه داده‌هایشان کارایی بیشتری برای مطالعات معطوف به رطوبت خاک و پوشش گیاهی داشت. لندست ۷ مجهز به یک حسگر چندبانده است که حساسیت دوربین‌ها را به ۱۵ متر رسانده. این پروژه با پایش دقیقی که بر آن اعمال می‌شود، با هدف یک دیده‌بانی ۴۰ ساله در طول موج‌های ثابت، بر تحولات چشمگیر سیاره‌مان برنامه‌ریزی شده است.

ماهواره لندست ۷، پیش از پرتاب به فضا

ماجرای تازه‌ترین عضو این خانواده هم از سال ۲۰۰۲ شروع شد. ناسا ابتدا قصد داشت این داده‌ها را از یک ماهواره خصوصی بخرد؛ اما بعداً تغییر عقیده داد و تصمیم بر این شد که حسگرهای مختص پروژه لندست را بر مجموعه‌ای از ماهواره‌هایی که به مدار قطبی زمین اعزام می‌شوند، مستقر کند. بالاخره در سال ۲۰۰۵ و با حمایت دولت جورج بوش، ماهواره مجزایی به این پروژه اختصاص یافت و رسماً «مأموریت داده‌گیری مستمر لندست» نامیده شد.

این ماهواره‌ی ۸۵۵ میلیون دلاری که ابعادی در حدود یک اتومبیل جیپ دارد، قرار است در مدار ۷۰۰ کیلومتری زمین مستقر شود و با نسل جدیدی از حسگرهای دقیق عمل کند. جالب اینکه به جای پویش مستقیم نقاط مدنظر هم، نور ورودی را به کمک یک آینهْ به چندین حسگر مجزا می‌فرستد؛ به‌طوریکه به ازای هم ۱۸۵ کیلومتر از سطح زمین، حدود ۷۰۰۰ حسگر، همزمان در فرکانس‌های مختلف، اقدام به جمع‌آوری داده می‌کنند. نتیجه هم که معلوم است: داده‌های بیشتر و عکس‌های دقیق‌تر. جیم آیرونز (Jim Irons)، از دانشمندان پروژه لندست اظهار می‌کند "این داده‌ها، حساسیت فوق‌العاده بیشتری به دگرگونی‌های سطح زمین، در طول زمان دارند. مثلاً شاید بتوان فرق بین مزارع گندم و ذرت، و یا درختان افرا و بلوط را [از فضا] متوجه شد".

ضمناً این نخستین ماهواره از سری لندست خواهد بود که در باند «فراآبی» هم رصد می‌کند؛ یعنی فرکانس‌هایی که مختص بررسی اقیانوس‌ها و هواویزها (یا ایروسول‌ها)ی جوی‌اند. باند منحصربفرد دیگر این ماهواره هم بخشی از امواج فروسرخ را پوشش می‌دهد که به ابرهای سیروس حساس‌اند، ابرهایی که خودْ نقش هنگفتی در تحولات اقلیمی زمین بازی می‌کنند.

پروژه لندست در طول عمر چهل‌ساله‌اش، سیاست‌گذاری‌ها و برنامه‌ریزی‌های متعددی را به چشم خود دید؛ خصوصاً در ده‌ساله‌ی ۱۹۸۰ و ۱۹۹۰ میلادی که کنگره، مالکیت ماهواره‌ها را به بخش خصوصی محول کرد. اما فروش عکس‌های این پروژه به بهای چندین‌هزار دلار، شانس بررسی‌شان را تنها به جمع محدودی از نخبگان کاهش می‌داد. این شد که دولت مجدداً در سال ۲۰۰۱ اختیار پروژه را به دست گرفت و نهایتاً انجمن نقشه‌برداری‌های زمین‌شناختی ایالات متحده (USGS) که متولی رسمی داده‌های این پروژه محسوب می‌شود، در سال ۲۰۰۸ این داده‌ها را به شکل رایگان در اختیار عموم گذاشت. در پی این اقدام، تقاضای کاربران هم سر به آسمان گذاشت. عکس‌هایی که زمانی، سالیانه ۱۵ هزارتای‌شان به فروش می‌رفت؛ دیگر هرساله حدود ۳ میلیون بار دانلود می‌شدند. به قول مایک وولدر (Mike Wulder)، از اعضای هیئت رایزنی‌های علمی پروژه لندست، "این کار، موجبات دموکراسی را برای داد‌‌ه‌ها فراهم کرد".

اطلاعات لندست، انقلابی را در جامعه متخصصین سنجش از دور هم به راه انداخت. این متخصصین، مبدع روش‌هایی هستند که می‌توان حجم انبوه داده‌هایی از این دست را عملاً به کار بست و همچنین مطالعات مستمر فضایی بر تحولات جهانی را با هم ادغام کرد. سایر دوربین‌هایی که به خدمت چنین اهدافی گرفته شده‌اند، از جمله دوربین MODIS – که بر ماهواره‌های زمین‌پایی آکوا و ترا مستقر است – محدوده‌های وسیع‌تری از زمین را تحت پوشش خود می‌گیرند، اما به همان نسبت هم دقت کمتری دارند. به‌گفته آسنر، با لندست "می‌توانیم از جزئیات بیشتری سردربیاوریم و مساحت جغرافیایی هنگفتی را پوشش دهیم. همین مسأله کافی‌ست تا لندست را پیش‌آهنگ دیده‌بانی تحولات طبیعی و مصنوعی خشکی‌ها بکند".

قرار است عملیات رسمی لندست ۸، ۹۰ روز پس از پرتاب آغاز شود؛ گرچه نخستین تصاویر در همان سه-چهار هفته‌ اول مخابره می‌شوند. این ماهواره قرار نیست که مثل پیشینیان‌اش دست به رکوردشکنی و این‌ها بزند، بلکه به اعتقاد آیرونز، لندست ۸ عملکرد خودش را به نمایش خواهد گذاشت. "فکر نکنم این مأموریتْ دیگر شق‌القمری بکند که تمام هفت میلیارد نفرمان از آن سود ببریم".

منبع: nature

در همین زمینه:

پروژه لندست، چهل‌ساله شد

توضیحات تصاویر:

۱ - روند خشکیدگی دریاچه آرال قزاقستان از سال ۱۹۷۷ تا ۲۰۱۰، از دید ماهواره‌های لندست / منبع: USGS EROS Data Center

۲ - ماهواره لندست ۷، پیش از پرتاب به فضا – مربوط به سال ۱۹۹۹ / منبع: NASA

پروژه لندسَت چهل‌ساله شد

Sun, 29 Jul 2012 10:00:33 +0000

چهلمین سالگرد آغاز به‌کار پروژه «لندست» (Landsat)

استیو کول (Steve Cole) و یان کمپل (Jon Campbell)

برگردان:

احسان سنایی

استیو کول و یان کمپل - دوشنبه گذشته، ناسا و وزارت کشور آمریکا چهلمین سالگرد آغاز به‌کار پروژه «لندست» (Landsat) را جشن گرفتند؛ طولانی‌ترین پروژه ماهواره‌ایِ سنجش از دور زمین. بیست و سوم جولای ۱۹۷۲ بود که از اولین ماهواره از ناوگان لندست، از پایگاه نیروی هوایی وندبرگ کالیفرنیا به فضا پرتاب شد.

ارمغان این ۴۰ سال، مساحی و عکس‌برداری گسترده‌ی سیاره‌مان بود؛ اقدامی که به فعالیت‌های بزرگ‌ مقیاس انسانی از قبیل شهرسازی و کشاورزی، سیمایی تازه بخشیده است. ایالات متحده، این پروژه‌ی پردوام فضایی را با هدف اشاعه دادن بی‌واسطه‌ی منافع مردمی تحقیقات سنجش از دور، در گستره‌ای وسیع از فعالیت‌های انسانی شامل بهداشت بشری و زیست‌محیطی، مدیریت آب و انرژی، طراحی شهری، جبران خسارات ناشی از بلایای طبیعی و همچنین کشاورزی به راه انداخت.

عکس‌های لندسَت از فضا، فقط عکس نیستند و محتوی چندین لایه اطلاعات از نقاط گوناگون زمین، در گستره طیفی مرئی و غیرمرئی‌اند. تنها یک چشم‌انداز منفرد لندست از فاصله ۶۴۰ کیلومتری، می‌تواند حاوی ریز‌ترین جزئیات از وضعیت صدها هزار هکتار علفزار، زمین کشاورزی و جنگل باشد.

چارلز بولدن (Charles Bolden)، رئیس ناسا، می‌گوید: «لندست، از دیرباز چشم‌انداز شاخصی از سیاره‌مان را به ما ارزانی کرده و در آینده هم به درک نمای بزرگ‌مقیاس زمین و دگرگونی‌هایش از فضا کمک خواهد کرد. ما با وجود این چشم‌انداز، آمادگی بهتری برای به‌ ثمر رساندن اقداماتمان روی زمین و نظارت بر [سیاره] خانه‌مان را پیدا می‌کنیم».

ناسا، با همیاری مؤسسه نقشه‌برداری‌های زمین‌شناختی آمریکا (USGS) و معاونت علمی وزارت کشور، تاکنون شش عضو از خانواده هفت‌تایی ماهواره‌های لندست را به فضا اعزام کرده است. آرشیو حاصل از این مساحی‌های پی‌درپی زمین هم اطلاعات جامعی از دگرگونی‌های انسانی و طبیعی را فراهم آورده.

دلتای رود گنگ / عکس از ماهواره لندست ۷ با رنگ‌آمیزی کاذب / منبع: USGS – NASA

کن سالازار (Ken Salazar)، وزیر کشور آمریکا، در این‌باره می‌گوید: «با گذشت بیش از چهار دهه، داده‌های به‌دست ‌آمده از مجموعه‌ ماهواره‌های لندست، منبع جهانی مهمی در پیشبرد درک علمیمان از خشکی‌ها به شمار می‌رفته است. آرشیو چهل‌ ساله لندست، خاطره‌ای ماندگار و عینی از داشته‌های طبیعی آمریکاست و لذا جزئی از میراث این وزارتخانه برای ملت آمریکا به حساب می‌آید.»

ماهواره‌های سنجش از دور، از جمله همین مجموعه لندست، امکان رصد سیاره‌مان را با قدرتی ورای قابلیت‌های دید آدمی به دانشمندان عرضه کرده‌اند تا به یاری آن، قادر به شناخت تغییرات زمین و وضع نگران‌کننده‌ ذخایر طبیعی آن باشند. آنه کستل (Anne Castle)، مشاور معاونت آب و علم وزارت کشور آمریکا، می‌گوید: «آرشیو لندست، با سابقه طولانی و اسناد کاملاً عینی خود از سرتاسر سیاره ما، به‌عنوان یک خبرگزاری آزاد جهانی، به هر کسی از هر جا امکان دسترسی رایگان به این داده‌های تعیین‌کننده را می‌‌دهد. لندست، تحول بزرگی در نظارت بر امور زراعی، پژوهش‌های مرتبط با دگرگونی‌های اقلیمی و مدیریت منابع آبی بود.»

قرار است ناسا ماهواره بعدی لندست، موسوم به «مأموریت داده‌گیری پیوسته لندست» (LDCM) را در فوریه ۲۰۱۳ از پایگاه وندبرگ کالیفرنیا به فضا بفرستد. LDCM، پیشرفته‌ترین ماهواره خانواده لندست خواهد بود و حسگرهای مستقر بر آن، از تحولات اخیر حوزه فناوری‌های تصویری، جهت ارتقای عملکرد سخت‌افزاری و رشد اعتماد به داده‌های سنجش از دور، استفاده خواهد برد. این ماهواره هم به جمع لندست ۵ و لندست ۷ در مدار زمین خواهد پیوست تا کار تکمیل آرشیو ارزشمند این ناوگان فضایی را پی بگیرد.

مایکل فریلیچ (Michael Freilich)، مدیر بخش علوم زمین ستاد مأموریت‌های فضایی آمریکا واقع در شهر واشنگتن، اظهار می‌کند: «ارمغان چهل ‌سالِ نخست برنامه لندست، نظارت مطمئن و پیوسته بر چشم‌انداز در حال تحول سیاره‌مان بود. امیدواریم همین روند، این‌بار با ظرفیت بیشتر فناوری‌های ارتقایافته ماهواره LDCM ادامه یابد.»

منبع: NASA