پرتاب ماهواره «پارس۱»؛ ماهواره‌های «سنجشی ـ تحقیقاتی» چه کارایی هایی دارند؟

پارسینه: ساعتی پیش، عیسی زارع‌پور؛ وزیر ارتباطات و فناوری اطلاعات اعلام کرد که صبح فردا (پنج‌شنبه 10 اسفندماه)  ماهواره "پارس1" به مدار لئو تزریق خواهد شد و پرتاب این ماهواره توسط یک ماهواره‌بر روسی انجام می‌شود.

"پارس1" ماهواره‌ای که ماهواره‌ای سنجشی ـ تحقیقاتی است که مراحل طراحی، ساخت، تجمیع و آزمون آن توسط متخصصین و دانشمندان جوان کشور در پژوهشگاه فضایی ایران انجام شده و قابلیت تصویربرداری از 95 درصد اراضی ایران در کمتر از 100 روز را دارد.

به طور دقیق‌تر، تهیه نقشه با مقیاس 1.200000 در زمینه آب کره(مجموعه آب موجود در زیر، رو و فضای یک سیاره) و تهیه نقشه با مقیاس 1.100000 در زمینه‌های زیست کره(بخش یا لایه از کره زمین گفته می‌شود که در آن زندگی وجود دارد) ازجمله اهداف اولیه این ماهواره هستند.

در مراحل بعدی، برداشتن نخستین گام از مسیر راه طراحی ابرسامانه ماهواره سنجشی عملیاتی بومی، افزایش سطح فناوری ساخت سیستم‌های ماهواره‌های سنجشی در داخل کشور، توسعه استفاده از داده‌های سنجشی در بین نهادها و دستگاه‌های مختلف و توسعه بازار داده‌های سنجشی در کشور ازجمله کارکردهای پارس1 تعریف شده‌اند.

در میان کشورهایی که دارای صنعت فضایی و به طور دقیق‌تر دارای ماهواره در مدارات مختلف زمین هستند، داشتن ماهواره‌هایی از نوع سنجشی ـ تحقیقاتی که قابلیت تصویر‌برداری را داشته باشند، بسیار مهم است و بیشتر ماهواره‌هایی که اکنون در مدار لئو هستند در همین کلاس قرار می‌گیرند و در کشور ما نیز پیش‌تر ماهواره خیام با همین کاربرد به مدار لئو تزریق شده بود.

با توسعه فناوری سنجش از راه دور توسط ماهواره‌ها و افزایش تعداد ماهواره‌های سنجشی، استفاده از آنها برای پیشرفت در شناسایی تغییرات زمین و محیط آن امری ضروری شده است. با نگاهی به تاریخ می‌توان دریافت که ظهور ماهواره‌های سنجشی با اختراع دوربین عکاسی ترویج شد و نخستین تصویر ثبت شده سنجشی توسط نادار از یک بالن در سال 1858 ثبت شد.

همچنین پس از آن، پرتاب ماهواره اسپوتنیک روسی و آغاز عصر فضا در سال 1957، تصویربرداری فضایی از سطح زمین مهم‌ترین برنامه‌ای بود که توسط کشورهای پیشرو در عرصه فضا مورد توجه قرار گرفت.

ماهواره ونگارد 2 که به نیروی دریایی ایالات متحده آمریکا تعلق داشت، نخستین ماهواره‌ای  بود که به طور خاص برای رصد زمین و برای اندازه‌گیری توزیع پوشش ابر طراحی شده بود. پس از پرتاب این ماهواره و با گذشت بیش از 60 سال از توسعه ماهواره‌های سنجشی، پیشرفت‌های قابل توجهی در تفکیک مکانی، طیفی و زمانی داده‌های سنجش از دور که با پیشرفت در فناوری سنجش از دور به وجود آمده که نحوه رصد زمین را به طرز چشمگیری تغییر داده است.

اما سوال اینجاست که چرا این کلاس از ماهواره‌ها تا این اندازه اهمیت دارند؟

1. کوتاه بودن زمان جمع‌آوری داده

یکی از مهم‌ترین دلایل اهمیت این ماهواره‌ها، کوتاه بودن زمان جمع‌آوری داده‌های بیشتر نسبت به سایر روش‌هاست؛ با توجه به  ارتفاع کم ماهواره‌های سنجش از دور، مدت زمانی که سامانه فضایی در هر گردش با ایستگاه زمینی می‌تواند در ارتباط باشد بسیار کوتاه است که در این زمان کوتاه می‌تواند حجم بسیار زیادی از اطلاعات را به ایستگاه زمینی مخابره کند.

2. تولید حجم بالایی از اطلاعات

ماهواره‌های سنجش از دور در ارتفاع پایین به دور زمین در حرکت هستند و تغییرات زمین، اقیانوس، جو، کرایوسفر و چرخه کربن را از فضا رصد می‌کنند و به صورت دائمی تصاویر نوری یا مایکروویو از زمین تهیه کرده و آن را برای ایستگاه زمینی ارسال می‌کنند و حجم اطلاعات تولیدشده اغلب بسیار بالا است. برای مثال یک ماهواره تصویربرداری چند طیفی، می‌تواند تصاویری با ابعاد 25 کیلومترمربع در 25 کیلومترمربع با رزولوشن 5.1 مترمربع تولید کند. چنین تصویری شامل 280 میلیون پیکسل است و اگر در هر پیکسل 5 مؤلفه طیفی وجود داشته باشد و هر مؤلفه هم با 12 بایت نمونه‌برداری شود، فقط همین عکس حاوی 15 گیگابایت اطلاعات است که حتی پس از فشرده‌سازی هم حجم اطلاعات چندین گیگابیت است.

3. پایش محیط زیست

اطلاعات به‌دست‌آمده توسط ماهواره‌های سنجش از دور به‌طور گسترده در زمینه‌های تحقیقاتی مختلف، بویژه در رابطه با محیط زیست که در آن اندازه‌گیری‌های انجام‌شده توسط ماهواره‌های سنجشی ضروری هستند، استفاده می‌شود. این ماهواره‌ها در حال حاضر نقش مهمی در زمینه‌های آموزش، جنگلداری، خدمات اکوسیستم، کشاورزی، زمین شناسی و بیماری‌ها و بهداشت عمومی و همچنین در نظارت بر تخریب زمین، اقیانوس‌ها، زیست توده و کربن، مناطق ساحلی، مناطق شهری، بلایای طبیعی، کاربری و پوشش زمین، مناطق سردسیر، جو، تنوع زیستی و منابع آب ایفا می‌کنند.

یکی از نقاط مثبت سنجش از دور ماهواره‌ای، امکان جمع‌آوری داده‌های مناطق خطرناک یا غیرقابل دسترس است که به وسیله آن می‌توان نظارت بر جنگل‌زدایی در مناطقی مانند آمازون، ویژگی‌های یخبندان در مناطق قطب شمال و قطب جنوب و غیره را داشت. کشور ایران به دلیل وسعت زیاد و همچنین ویژگی‌های جغرافیایی و عوارض زمینی متعدد، دارای مناطق بدون دسترسی زمینی و یا بسیار صعب‌العبور است که با استفاده از فناوری سنجش از دور به‌راحتی می‌توان در شرایط خاص و مواقع بحران دسترسی به آنها داشت و یا در شرایط عادی نیز بدون صرف هزینه‌های گزاف و تنها با اتکا به تصاویر ماهواره‌ای تغییرات این مناطق را مورد سنجش قرار داد.

سنجش از دور در جامعه اطلاعاتی مدرن،  اهمیت فزاینده‌ای دارد. همچنین با استفاده از آن می‌توان توپوگرافی ناهموار کف اقیانوس (به عنوان مثال، رشته کوه‌های عظیم، دره‌های عمیق و نوار مغناطیسی در کف اقیانوس) را کشف و نقشه‌برداری کرد.

4. جلوگیری از زمین‌خواری و نابودی منابع طبیعی

بررسی نحوه رشد یک شهر و تغییرات در زمین‌های کشاورزی یا جنگل‌ها در طی چندین سال یا چند دهه نیز از دیگر کاربرد‌های این فناوری در جوامع مدرن است که از این حیث نیز فناوری سنجش از دور می‌تواند کاربرد بسیار زیادی در کشورمان داشته باشد.

طی سال‌های گذشته موارد و مصادیق متعدد از زمین‌خواری، کوه‌خواری، جنگل‌خواری و... در کشورمان وجود داشته که بعضاً به دلیل آنکه در معرض دید چندانی قرار نداشته، نسبت به آن بی‌توجهی شده است. با این‌حال با استفاده از فناوری سنجش از دور به‌راحتی می‌توان تغییرات مناطق مختلف را از فضا تحت رصد داشت تا با کوچک‌ترین تغییری نسبت به جلوگیری از تخریب منابع محیط‌ زیستی اقدام کرد.

5. کشاورزی

کشاورزی و تعیین سطح زیرکشت یک حوزه دیگر استفاده از ماهواره‌های سنجشی است که در آن با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای می‌توان در بازه‌های زمانی کوتاه‌مدت سطح زیرکشت یک منطقه را برای برآوردهای دقیق مورد پایش و رصد قرار داد.

6. کاهش خسارت وقایع طبیعی

در حوادث طبیعی نظیر سیل، زلزله، رانش زمین و... هم امروزه یکی از ابزارهای مهم هشدار و همچنین مدل‌سازی برای تدقیق امدادرسانی و همچنین تخلیه مناطق پرخطر و اعلام هشدار جهت آمادگی، فناوری سنجش از دور است که طی سال‌های گذشته و در جریان برخی بلایای طبیعی رخ داده در کشورمان، کاربردی بودن آن به اثبات رسیده است.