RS&GIS

A földmegfigyelő műholdak várható fejlődése

Bakó Gábor – Interspect Kutatócsoport

Bolygónk levegőből történő megfigyelése a ballonos repülésekkel kezdődött, és nagyjából száz éve vállhatott rendszeressé, amikor képesített pilóták és fényképfelderítők motoros repülőgép fedélzetéről kezdték rögzíteni a földfelszín állapotát. Tették ezt katonai és térképészeti célból, ám mára felvételeik a felszínborítás, a vegetációkutatás és a klímakutatás értékes információforrásaivá váltak.

A távérzékelés, a távoli felületekről történő információszerzés tudománya a felvételek összetett szempontrendszer szerint végbemenő kiértékelésével vette kezdetét. 1946. któber 24-én elkészült az első űrfelvétel, az Amerikai Egyesült Államok Németországtól zsákmányolt V-2-rakétájáról és az 1960-as évek elején (még csupán kémkedési célból) kezdetét vette a filmes kamerákkal felszerelt műholdak alkalmazása. Az 1970-es évek elején lőtték fel az első energiaforrás kutató és földmegfigyelő műholdakat, és utánpótlásuk – egyre modernebb szenzorokkal – folyamatos volt. A felbontás növekedése mellett a lefényképezett pászták szélessége, és az adatbeszerzés mellett a feldolgozás sebessége is meggyorsult. Idő közben kétszáznál is nagyobbra tehető a közepes és nagyméretű megfigyelési célból felbocsátott űreszközök száma. Érdemes áttekinteni a legmodernebb fejlesztéseket.

A műholdak készítésének gyorsuló üteme

2013. november 25-én lőttek fel a legutóbbi kínai műholdat, a szenzorokkal is rendelkező SHIYAN-5-öt, december 6-án a NASA útjára indította az IPEX-et, amelynek nem elsődleges célja a földmegfigyelés, de számos kamerát hordoz, felvételeit kiértékelik. Az Európai Űrügynökség (ESA) 2013-ban Föld körüli pályára állított három Swarm műholdja a bolygó mágneses terét vizsgálja, de műszereik akár 500 kilométer magasból is észreveszik a nagyobb vasérclelőhelyeket.

A három Swarm műhold  rakétába helyezésük előtt

A rendszer létrehozásának elsődleges célja, hogy összefüggést találjanak a föld mágneses tere és a Föld külső magját alkotó olvadt vas mozgásával, meghatározzák az összefüggést a földköpeny vezetőképessége és kémiai összetétele között. Talán arra is sikerül magyarázatot találni, miként változott a földkéreg mágnessége földtörténeti időskálán.

Küszöbön áll az Európai Űrügynökség legújabb távérzékelési célból épített műholdjainak felbocsátása is. A Copernicus program, vagy korábban a globális környezetvédelmi és biztonsági megfigyelés (GMES ) célja az autonóm és működőképes európai földmegfigyelési kapacitás elérése. Ehhez műholdas, légi távérzékelési és terepen gyűjtött adatokból felépülő adatbázisok kiépítése társul. A Copernicus földrajzi információs szolgáltatásait hat fő csoportba szokták sorolni úgy, mint föld, óceán, katasztrófa-elhárítás, atmoszféra, közbiztonság és az éghajlatváltozás vizsgálata céljából végzett megfigyelések.

Az autonóm európai földmegfigyelési rendszer ugyanakkor hozzájárulna a globális földmegfigyelési rendszerekhez, a NASA műholdjairól, űrállomásról és különböző szervezetek, egyetemek által végzett légi és terepi felmérésekből származó adatokat kiegészítve.

Európa hamarosan nemcsak új radar térképező rendszerrel, gyors visszatérésű, az ábrán szemléltetett multispektrális műholdrendszerrel is büszkélkedhet.

Az ESA az új, Sentinel műholdcsaláddal valósítja meg törekvéseit, amelyek első tagja, a Sentinel-1 április 3-án startolt. Most tekintsük át táblázatos formában az európai Sentinel műholdak várható képességeit a hasonló meglévő űreszközökével:

Érdemes áttekinteni, milyen változások várhatóak Európán kívül az űrtávérzékelésben.

A NASA is nagy energiát fordít földmegfigyelő rendszerének fejlesztésére

Eközben az Amerikai Nemzeti Repülési és Űrhajózási Hivatal is új távérzékelési megoldásokkal egészítené ki jelenlegi műholdrendszerét. A NASA sajtóközleménye szerint új földmegfigyelő rendszereket juttatnak fel, amelyek elsősorban a klímaváltozás, a tengerszint emelkedése, a csökkenő rendelkezésre álló édesvíz és a szélsőséges időjárási események vizsgálatárában nyernek értelmet.

A NASA műholdrendszerének fantáziaképe, előtérben a GPM-el.

Február 27-ére tervezik a Globális Csapadék Laboratórium (GPM) pályára állítását, japán H-IIA rakéta segítségével. A GPM a földi vízkészletet fogja tanulmányozni, és azt is remélik tőle, hogy jobban megértjük a Föld víz körforgását. Az esőzések és a havazással érintett területek detektálása olyan archívumot képezhet, amely tárolja, hol és mikor hullott csapadék a földfelszínre.

Június 6-ára tűzték ki az ISS-RapidScat küldetés elindítását, amely az óceáni szelek vizsgálatával várhatóan javítani fogja az időjárás és a klíma változásának elemzési lehetőségeit, gyorsabban lehet követni viharok kialakulását, viselkedését. Ezt a berendezést nem műholdra, hanem a Nemzetközi Űrállomásra telepítik. A 2000. novembere óta működő Nemzetközi Űrállomás (International Space Station, ISS), a Föld megfigyelése érdekében alacsony Föld körüli pályán (360 km magasságban) keringő laboratórium rendszer, amely az egyik legdrágább űreszköz az űrkutatás történetében. Mivel az ISS 92 percenként kerüli meg a földet, a beépített szenzorok viszonylag sűrű időközönként képet adhatnak bolygónk felületéről. A műholdakhoz képest előnyt jelent, hogy az állandó emberi jelenlét gyors beavatkozást, módosításokat is lehetővé tesz.

Munka az ISS körül

Várhatóan júliusban hajtják végre az Orbitális Szénmegfigyelő Állomás (OCO)-2 felbocsátását, amit eredetileg 2009-re tervezték, de a globális szén-dioxid szint tanulmányozására épített eszközt meghibásodása miatt újra meg kellett építeni. Újraépítése évekbe telt, így csak most van lehetőség felbocsátására. Annak érdekében készült, hogy az ember jobban megértse a szén-ciklust, és a természetes, valamint emberi forrásokból eredő üvegházhatású gázok globális klímára gyakorolt hatását.

Az OCO 2 látványterve

Szeptember 12-ére már a felhők és aeroszolok áramlási sajátosságait fürkésző CATS (Cloud-Aerosol Transport System) berendezést is telepítenék a Nemzetközi Űrállomásra. A légkör részecskéinek aktuális mozgása a felhőtakarót, összetételbeli változása hosszabb távon az éghajlatot befolyásolja. A műhold aktív lézeres felvételezést végez majd.

Novemberre tervezik a SMAP talajnedvesség vizsgáló küldetés beindítását, amelynek segítségével várhatóan javulni fog az időjárás-előrejelzés, a mezőgazdasági termelékenység vizsgálata és a kisléptékű árvíz és aszály felmérések is gyorsabbá válhatnak.

Fantáziarajz a SMAP-ról

Forrás: Bakó Gábor (2014): A földmegfigyelő műholdak jövőképe – Élet és Tudomány LXIX. évfolyam 2014/8. szám 2014. február 21. 134-235. p