تهیه تصاویر هواشناسی، از کاربردهای ماهواره فجر

سیناپرس: ماموریت در نظر گرفته شده برای ماهواره فجر انتقال مداری، تصویربرداری ماهواره‌ای برای نقشه برداری و هواشناسی و برخی محموله های تحقیقاتی است. با استفاده از ماهواره فجر آزمایش و صحت سنجی فناوری های به کار رفته در ماهواره های بعدی ممکن شده و بهبود زیرسامانه های پردازش و افزایش ارتفاع و عمر مداری از جمله وظایف ماهواره فجر خواهد بود.

از ویژگی‌های مهم این ماهواره جدید ایرانی، دوربین بسیار پیشرفته آن است که تصاویر دریافت شونده قابل استفاده در مراکز مختلف خواهد بود. تصویربرداری جهت مصارف گوناگونی همچون بررسی وضعیت های هواشناسی جمله کاربردهای تصاویر این دوربین است.

طراحی، ساخت، مونتاژ و برنامه نویسی بخش الکترونیک، ساخت قطعات مکانیکی طبق استانداردهای فضایی، پوشش دهی قطعات مکانیک بخش اپتیکی با استفاده از پوشش های فضایی، ساخت و  پوشش(کوتینگ) لنزها با شیشه های ضد تشعشع، مونتاژ بخش اپتیک، مونتاژ و راه اندازی کل دوربین، گرفتن تصویر با استفاده از این دوربین و اجرای آزمایش های اپتیکی بر روی بخش های مختلف از عمده فعالیت های انجام شده برای ساخت دوربین این ماهواره جدید ایرانی است.

یکی از ماموریت‌های تعریف شده برای ماهواره فجر تهیه تصاویر ماهواره‌ای با کاربرد در هواشناسی است. 

این دوربین دارای قابلیت تفکیک ۵۰ متر را دارد. البته به گفته مدیرعامل شرکت صاایران دوربینی با تفکیک ۱۰  متر نیز قابل دستیابی است که برای ماهواره طلوع در نظر گرفته شده است. ضمن اینکه باید توجه داشته باشیم تنها مشخصه مهم دوربین یک ماهواره قدرت تفکیک آن نبوده و تعداد طیف های قابل تشخیص آن نیز بسیار مهم است.

ماهواره‌ها ابزارهای سودمندی هستند که کاربردهای مختلفی برای انسان دارند. یکی از کاربردهای ماهواره‌ها که از همان ابتدای عصر فضا مورد توجه قرار گرفت، استفاده از آن‌ها در زمینه هواشناسی است.

ماهواره هواشناسی چیست؟

ماهواره‌های هواشناسی را می‌توان نوع خاصی از ماهواره‌های سنجش از دور دانست که با هدف دیده‌بانی شرایط جوی و هواشناسی زمین و اقلیم آن مورد استفاده قرار می‌گیرند. این ماهواره‌ها برای پوشش‌دهی کامل سرتاسر زمین، معمولاً در مدارهای قطبی به گرد زمین می‌چرخند و البته برخی از ماهواره‌های هواشناسی را به مدار زمین‌آهنگ نیز پرتاب می‌کنند.

گستره کاربردهای ماهواره‌‌های هواشناسی بسیار وسیع است. این ماهواره‌ها با استفاده از ابزارها و سنجنده‌هایی که روی آنها نصب شده‌اند، قادر به دیده‌بانی و پایش حرکت ابرها و جریان‌های جوی، آتش‌سوزی‌ها، شکل‌گیری طوفان‌ها، وضعیت یخچال‌ها و آتشفشان‌ها و هرگونه اطلاعات دیگری که بر وضعیت آب و هوای زمین تاثیر دارند، هستند.

بررسی تغییرات پوشش گیاهی زمین، وضعیت دریاها، رنگ اقیانوس‌ها و صفحات یخی معمولاً توسط ماهواره‌های زیست محیطی و سنجش از دور انجام می‌گیرد و مواردی مانند کشف سوراخ لایه ازن در قطب جنوب به واسطه داده‌های ماهواره‌های هواشناسی بوده است. 

آمریکا، اتحادیه اروپا، هند، چین، روسیه و ژاپن از پیشتازان صنعت طراحی و ساخت ماهواره‌های هواشناسی در جهان هستند و به ماهواره‌های این کشورها به طور منظم و روزانه تغییرات جوی و اقلیمی زمین را نظارت و دیده‌بانی می‌کنند.

تاریخچه ماهواره‌های هواشناسی

برای نخستین بار، ایده استفاده از سامانه‌های پایش هواشناسی زمین در مدار در سال 1946 ارائه شد. سپس در سال‌ 1958، نمونه اولیه ماهواره‌ای موسوم به «ونگارد» طراحی و ساخته شد و یک سال بعد به فضا پرتاب شد. بعد از آن هم ماهواره‌های «اکسپلورر 6 و 7»، حامل برخی از تجهیزاتی آزمایشی بودند که در امور هواشناسی کاربرد داشت. 

اما در تاریخ فناوری فضایی جهان، از ماهواره «تایروس 1»، به عنوان نخستین ماهواره هواشناسی جهان یاد می‌شود. این ماهواره در اول آوریل 1960 رهسپار فضا شد و 78 روز به انجام ماموریت پرداخت. این ماهواره نسبت به ماهواره‌های ونگارد و اکسپلورر که پیش از آن به فضا پرتاب شده بودند، عملکرد بسیار موفق‌تر و سودمندی داشت. 

ماموریت موفق ماهواره تایروس 1، زمینه را برای آغاز برنامه فضایی «نیمباس» هموار کرد. این برنامه فضایی، پایه و اساس همکاری مشترک ناسا و نوآ را در زمینه طراحی و ساخت ماهواره‌های هواشناسی تشکیل داد که این همکاری تا به این زمان همچنان ادامه دارد. 

ماهواره «نیمباس 3»، در سال 1969 به فضا پرتاب شد و این ماهواره نمونه بسیار موفقی از برنامه فضایی نیمباس بود که توانست با جمع‌آوری داده‌های مربوط به دمای لایه ترپوسفر جو زمین از شرق اقیانوس اطلس تا بخش زیادی از اقیانوس آرام، تحول مهمی در پیش‌بینی وضعیت آب و هوا ایجاد کند.

در دهه‌های بعدی با به کارگیری سنجنده‌ها و ابزارهای دقیق‌‌تر در طراحی و ساخت ماهواره‌های هواشناسی و پرتاب آن‌ها به مدارهای قطبی و زمین‌آهنگ زمینه پیشرفت روزافزون فناوری این دسته از ماهواره‌ها فراهم شد. 

دسته‌بندی ماهواره‌های هواشناسی

ماهواره‌های هواشناسی به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند. این دسته‌بندی بر اساس مداری است که ماهواره در آن قرار می‌گیرد. ماهواره‌های مدار قطبی و مدار زمین‌آهنگ؛ که ویژگی مداری هر دسته روی ساختار طراحی و مهندسی آن ماهواره تاثیرگذار است.

ماهواره‌های هواشناسی قطبی

این دسته از ماهواره‌های هواشناسی در یک مدار دایره‌ای قطبی با شعاع مداری 850 کیلومتر قرار می‌گیرند. معمولاً نوع مدار قطبی که در ماهواره‌های هواشناسی استفاده می‌شود از نوع خورشید آهنگ است. مدار این ماهواره‌ها به گونه‌ای است که در هر روز، دو بار از فراز یک منطقه عبور می‌کنند؛ به گونه‌ای که در هر بار آن منطقه را با شرایط روشنایی یکسان جاروب می‌کنند. وضوح تصاویر این دسته از ماهواره‌های هواشناسی نسبت همتایان زمین‌آهنگ‌شان بالاتر است.

ماهواره‌های سری «نوآ» متعلق به آمریکا، سری «ریسورس» روسیه و «متآپ» اروپا، مهم‌ترین ماهواره‌های هواشناسی قطبی هستند.

ماهواره‌های هواشناسی زمین‌آهنگ

این دسته از ماهواره‌های هواشناسی در یک نقطه مداری از مدار زمین‌آهنگ با شعاع مداری حدود 36 هزار کیلومتری مستقر می‌شوند. این ماهواره‌ها به دلیل قرار گرفتن در این ارتفاع و وضعیت ثابت نسبت به زمین، همواره یک نیمکره از زمین را در ساعات مختلف شبانه روز در طول موج مرئی و فروسرخ زیر پوشش می‌گیرند. 

ماهواره‌های «الکترو ـ ال» روسیه، «جی.اُ.ای.اس» آمریکا و «متئوست» اروپا، نمونه‌های مهمی از ماهواره‌های هواشناسی زمین‌آهنگ به شمار می‌روند.

عباس خاراباف/ کارشناس هوافضا