اولین تصویربرداری ماهواره لندست 9
ماهواره لندست 9 (Landsat 9)، که طی مأموریت مشترک سازمان زمین‌شناسی ایالات متحده (USGS) و سازمان ملی هوا فضای این کشور معروف به ناسا (NASA) در 27 سپتامبر 2021 پرتاب شد، اولین تصاویر خود از زمین را اخذ کرده است. تصاویری که اپراتورهای (این مأموریت) از آن به عنوان "نور اول" (first light) یاد می‌کنند، همگی در 31 اکتبر گرفته شده‌اند و چشم‌اندازی از نحوۀ ادامه مأموریت تصویربرداری ماهواره‌ای لندست و بهبود روند تقریباً 50 سالۀ آن ارائه می‌دهند.
لازم به توضیح است که ماهوارۀ پایش زمین لندست 9، در 27 سپتامبر سال جاری میلادی از سکوئی واقع در پایگاه نیروی هوائی وندنبرگ (Vandenberg) به فضا پرتاب شد و در مدار زمین قرار گرفت. اگر چه ناسا مسئولیت ساخت، پرتاب و آزمایش این ماهواره را برعهده دارد، ولی اداره این ماهواره و آرشیو، مدیریت و توزیع داده‌های آن با سازمان زمین‌شناسی ایالات متحده است.
افزایش آمادگی برای مواجهه و مقابله با مخاطرات مختلف مانند زمین‌لغزش (رانش) و آتش‌سوزی، مدیریت اصولی منابع طبیعی حیاتی، و درک بهتر تأثیرات تغییرات آب و هوایی از اهداف عمدۀ مأموریت ماهواره لندست هستند. نخستین تصاویر ماهواره لندست 9 طی دورۀ آزمایشی صد روزۀ پس از پرتاب توسط ناسا گرفته شدند؛ یعنی قبل از این‌که کنترل ماهواره در ژانویه 2022 به سازمان زمین‌شناسی ایالات متحده سپرده شود.
بنا به اظهارات دکتر دیوید اپلگیت (David Applegate)، سرپرست USGS، اولین تصاویر فوق‌العادۀ ماهواره لندست 9 نشان‌دهندۀ داده‌هایی است که امکان تصمیم‌گیری‌های دانش ـ محور در مورد مسائل کلیدی از جمله بهره‌برداری منابع آبی، اثرات آتش‌سوزی، تخریب صخره‌های مرجانی، ذوب یخچال‌ها و تاق‌های یخی و قطع درختان جنگل‌های استوایی را فراهم می‌سازند. وی در بیانات خود تأکید می‌کند که این لحظۀ تاریخی (یعنی تصویربرداری لندست 9) نقطۀ اوج همکاری طولانی‌مدت سازمان زمین‌شناسی ایالات متحده با ناسا در زمینۀ توسعه، پرتاب و عملیات راه‌اندازی لندست 9 است که با ثبت بی‌نظیر چشم‌اندازهای در حال تغییر زمین، به پشتیبانی بهتر امور مربوط به پایداری محیطی، جهش‌های مربوط به تغییرات آب و هوائی و رشد اقتصادی کمک می‌کند.
در این یادداشت، تصاویری مرتبط با تغییرات و احیای زیست‌بوم‌ها (تصویر 1)؛ وضعیت یخچال‌های طبیعی کوهستان‌های مرتفع (تصویر 2)؛ مزارع اطراف دریاچه‌ها (تصویر 3)؛ و نیز محدودۀ شهرها و خطوط ساحلی (تصویر 4)، به نمایش در آمده‌اند.
ماهواره لندست 9 (Landsat 9)، که طی مأموریت مشترک سازمان زمین‌شناسی ایالات متحده (USGS) و سازمان ملی هوا فضای این کشور معروف به ناسا (NASA) در 27 سپتامبر 2021 پرتاب شد، اولین تصاویر خود از زمین را اخذ کرده است. تصاویری که اپراتورهای (این مأموریت) از آن به عنوان "نور اول" (first light) یاد می‌کنند، همگی در 31 اکتبر گرفته شده‌اند و چشم‌اندازی از نحوۀ ادامه مأموریت تصویربرداری ماهواره‌ای لندست و بهبود روند تقریباً 50 سالۀ آن ارائه می‌دهند.
لازم به توضیح است که ماهوارۀ پایش زمین لندست 9، در 27 سپتامبر سال جاری میلادی از سکوئی واقع در پایگاه نیروی هوائی وندنبرگ (Vandenberg) به فضا پرتاب شد و در مدار زمین قرار گرفت. اگر چه ناسا مسئولیت ساخت، پرتاب و آزمایش این ماهواره را برعهده دارد، ولی اداره این ماهواره و آرشیو، مدیریت و توزیع داده‌های آن با سازمان زمین‌شناسی ایالات متحده است.
افزایش آمادگی برای مواجهه و مقابله با مخاطرات مختلف مانند زمین‌لغزش (رانش) و آتش‌سوزی، مدیریت اصولی منابع طبیعی حیاتی، و درک بهتر تأثیرات تغییرات آب و هوایی از اهداف عمدۀ مأموریت ماهواره لندست هستند. نخستین تصاویر ماهواره لندست 9 طی دورۀ آزمایشی صد روزۀ پس از پرتاب توسط ناسا گرفته شدند؛ یعنی قبل از این‌که کنترل ماهواره در ژانویه 2022 به سازمان زمین‌شناسی ایالات متحده سپرده شود.
بنا به اظهارات دکتر دیوید اپلگیت (David Applegate)، سرپرست USGS، اولین تصاویر فوق‌العادۀ ماهواره لندست 9 نشان‌دهندۀ داده‌هایی است که امکان تصمیم‌گیری‌های دانش ـ محور در مورد مسائل کلیدی از جمله بهره‌برداری منابع آبی، اثرات آتش‌سوزی، تخریب صخره‌های مرجانی، ذوب یخچال‌ها و تاق‌های یخی و قطع درختان جنگل‌های استوایی را فراهم می‌سازند. وی در بیانات خود تأکید می‌کند که این لحظۀ تاریخی (یعنی تصویربرداری لندست 9) نقطۀ اوج همکاری طولانی‌مدت سازمان زمین‌شناسی ایالات متحده با ناسا در زمینۀ توسعه، پرتاب و عملیات راه‌اندازی لندست 9 است که با ثبت بی‌نظیر چشم‌اندازهای در حال تغییر زمین، به پشتیبانی بهتر امور مربوط به پایداری محیطی، جهش‌های مربوط به تغییرات آب و هوائی و رشد اقتصادی کمک می‌کند.
در این یادداشت، تصاویری مرتبط با تغییرات و احیای زیست‌بوم‌ها (تصویر 1)؛ وضعیت یخچال‌های طبیعی کوهستان‌های مرتفع (تصویر 2)؛ مزارع اطراف دریاچه‌ها (تصویر 3)؛ و نیز محدودۀ شهرها و خطوط ساحلی (تصویر 4)، به نمایش در آمده‌اند.
تصویر 1) در این تصویر که در 31 اکتبر 2021 به وسیلۀ سنجنده یا تصویربردار Operational Land Imager-2 (OLI-2) لندست 9 گرفته شده است، جنگل‌های اکالیپتوس (Eucalypt Woodland) واقع در شمال‌غربی استرالیا دیده می‌شوند. این جنگل‌ها در طول فصل خشک سال، مستعد آتش‌سوزی هستند. این تصویر نشان‌دهنده پیشروی آتش و چندین منطقۀ سوخته شده است که به صورت قهوه‌ای مایل به قرمز به نظر می‌آیند. لندست 9 به دانشمندان کمک می‌کند تا به درک بهتری از نقش تغییرات اقلیمی در وقوع آتش‌سوزی‌های کنونی و آتی و همچنین احیای پوشش گیاهی دست یابند. آرشیو لندست، حدود 50 سال اطلاعات مربوط به پوشش زمین، از جمله اطلاعات مربوط به آتش‌سوزی‌های جنگلی سراسر دنیا و احیای اکوسیستم آن‌ها را در اختیار دارد. دانشمندان و مدیران حوزۀ زمین به کمک لندست قادر خواهند بود نمایی از چشم‌انداز تغییرات رخ داده در سطح سیاره زمین را به دست آورند.
همچنین بر اساس بیانات جف ماسک (Jeff Masek)، دانشمند پروژه لندست 9 ناسا، "نور اول" نقطۀ عطف بزرگی برای کاربران لندست است. وی در سخنان خود تصریح می‌کند که این نخستین شانس و فرصت برای ما است که می‌توانیم به طور واقعی کیفیتی که لندست 9 ارائه می‌کند را ببینیم؛ و این‌ها فوق‌العاده به نظر می‌رسند. هنگامی که لندست 9 با لندست 8 با هم کار می‌کنند، داده‌های زیادی را ارائه می‌نمایند و به ما امکان می‌دهند تا هر هشت روز یک‌بار تغییرات سیاره خود را رصد کنیم.
برنامۀ لندست که در سال 1972 آغاز شد، طولانی‌ترین ثبت مشاهدات پیوسته ماهواره‌ای از سطح زمین است که تصاویر آن توسط سازمان زمین‌شناسی ایالات متحده به صورت رایگان ارائه شده‌اند. این تصاویر، امروزه به منبعی مهم و حیاتی برای همۀ مدیران زمین، برنامه‌ریزان، سیاست‌گذاران، دانشمندان و مسئولان حوزۀ مخاطرات طبیعی تبدیل شده‌اند.
تصویر 2) بخشی از قلمرو ناواهو (Navajo) با مساحت 27000 مایل مربع در این تصویر ظاهر شده، که در مرز آریزونا و نیومکزیکو قرار دارد. چشم‌انداز بزرگترین منطقه حفاظت‌شده در ایالات متحده که از بیابان‌ها و تپه‌ها تا کوه‌های 10000 فوتی و جنگل‌های آلپ، به همراه سازه‌های صخرهای و سکونت‌گاه‌های صخرهای مخروبۀ باستانی را در بر می‌گیرد. آحاد مردم می‌توانند با استفاده از داده‌های لندست و داده‌های ماهواره‌ای دیگر، سلامت محصولات خود را پایش کرده و مصرف آب برای آبیاری را مدیریت نمایند. این تصویر در 31 اکتبر 2021 توسط تصویربردار Operational Land Imager-2 لندست 9 گرفته شده است.
لندست 9 اگر چه از نظر طراحی شبیه به لندست 8 (نسخۀ قبلی خود) است، اما تجهیزات پیشرفته‌تری دارد. این ماهواره دارای دو ابزار تصویربرداری است: تصویربردار Operational Land Imager-2 (OLI-2) که 9 طول موج مختلف نور مرئی، طول موج نزدیک به مادون قرمز و نور مادون قرمز موج کوتاه را مشخص می‌سازد؛ و سنسور مادون قرمز حرارتی TIRS-2 که دو طول موج تابش حرارتی را برای اندازه‌گیری دمای سطح زمین و تغییرات آن مشخص می‌کند. با استفاده از این تجهیزات، اطلاعات ضروری در مورد سلامت محصولات، بهره‌برداری آب (آبیاری)، کیفیت آب، شدت آتش‌سوزی، جنگل‌زدایی، عقب‌نشینی یخچال‌ها، گسترش مناطق شهری و دیگر موارد در اختیار کاربران لندست 9 قرار می‌گیرند.
تصویر 3) در این تصویر که در 31 اکتبر 2021 توسط تصویربردار Operational Land Imager-2 لندست 9 گرفته شده، موجودات زنده رنگی روی سطح دریاچۀ اری (Lake Erie) و دریاچه سنت کلر (Lake Saint Clair) در حال چرخش هستند. این تصویر شامل مناطق روستایی و شهری ایالات اوهایو و میشیگان آمریکا و نیز استان انتاریوی (Ontario) کانادا است. این صحنه، دیدی اجمالی از نحوۀ کاربرد داده‌های ماهواره لندست 9 برای پایش جلبک‌های مضر (Harmful Algal Blooms - HABs) ناشی از سیانوباکتری‌های میکروسکوپی ارائه می‌کند. این تصویر همچنین الگوهای ترکیبی کاربری اراضی شهری و روستایی مؤثر در طوفان‌ها و سیلاب‌ها را مشخص می‌سازد.
هر دو ماهواره لندست 8 و 9، بسته به باند‌های طیفی، دارای سنجنده‌هائی با توان تفکیک مکانی متوسط 15 متر (49 فوت)، 30 متر (98 فوت) و 100 متر (328 فوت) هستند، ولی لندست 9 توان تفکیک رادیومتری بیشتری نسبت به لندست 8 دارد. ماهواره لندست 9 در مداری قرار دارد که نسبت به لندست 8 پوشش زمانی مشاهدات را افزایش می‌دهد. همان طور که اشاره شد ماهوارۀ جدید، داده‌هایی با وضوح رادیومتری بالاتر را به زمین ارسال می‌کند و شناسائی جزئیات و تفاوت‌های ظریف، به‌ویژه در مناطق تاریک‌تر مانند آب‌ها یا جنگل‌های انبوه را ممکن می‌سازند. برای مثال، لندست 9 می‌تواند بیش از 16000 پرده یا گام از یک طول موج مشخص را متمایز کند. این در حالی است که ماهواره در حال تعویض لندست 7، تنها قادر به تشخیص 256 گام رنگی است.
تیم لندست 9 ناسا به عنوان بخشی از دورۀ 100 روزۀ آزمایشی، سیستم‌ها و زیرسیستم‌های مختلف ماهواره را امتحان می‌کند و تجهیزات را به منظور انجام مقدمات واگذاری به سازمان زمین‌شناسی ایالات متحده، کالیبره می‌نماید. سازمان زمین‌شناسی ایالات متحده، لندست 9 را به همراه لندست 8 به کار خواهد گرفت و این دو ماهواره با هم هر روز تقریباً 1500 تصویر از سطح زمین اخذ خواهند کرد، که منطقه‌ای تقریباً معادل خشکی‌های آمریکای شمالی و جنوبی را پوشش می‌دهند.
در این پروژه، ماهواره لندست 7 از مدار خارج می‌شود و به محض شروع عملیات عادی ماهواره لندست 9، داده‌های این ماهواره از طریق وب سایت سازمان زمین‌شناسی ایالات متحده به صورت رایگان در دسترس عموم قرار می‌گیرند.
تصویر 4) این تصویر که در 31 اکتبر 2021 توسط تصویربردار Operational Land Imager-2 لندست 9 گرفته شده، بخشی از پنهندل فلوریدا (Florida Panhandle) را نشان می‌دهد که درست در شرق پنساکولا (Pensacola) قرار دارد و از شمال با آلاباما همسایه است. سواحل در حاشیه آب‌های خلیج مکزیک قرار دارند، در حالی که جنگل‌ها، زمین‌های کشاورزی و دریاچه‌ها در خشکی‌های داخلی واقع هستند. رودخانه Choctawatchee از جنوب به خلیج Choctawatchee در مرکز تصویر می‌ریزد. ماهواره لندست و دیگر ماهواره‌های سنجش از دور به ردیابی اثرات بلندمدت تغییرات اقلیمی کمک می‌کنند، از جمله این‌که چگونه بالا آمدن آب دریاها می‌تواند روی جوامع ساحلی تأثیر بگذارد.
بر اساس گفته‌های جو بلاهووک (Joe Blahovec)، رئیس شعبه مأموریت‌های نوین مرکز مشاهدات و علوم منابع زمین (Earth Resources Observation and Science-EROS)، کاربران در سراسر جهان مشتاق هستند تا داده‌های لندست 9 را در مطالعات علوم زمین و سیستم‌های خودکار تشخیص تغییرات محیطی به کار گیرند. وی در ادامه تأکید می‌کند که بلافاصله پس از پرتاب ماهواره، استعلام در مورد داده‌های آن آغاز گردیده است. به گفتۀ ایشان، تصاویر به دست آمده نشان می‌دهند که ثبت دراز‌مدت و بی‌نظیر مشاهدات دقیق زمین به کمک ماهوارۀ لندست موجب خواهد شد تا کاربران در آینده همچنان از مزایای آن بهره‌مند گردند.
به طور کل ارزیابی نخستین تصاویر اخذ‌شده از ماهواره لندست 9 حاکی از آن است که این تصاویر در مشاهده و ثبت چشم‌اندازهای در حال تغییر زمین نقشی حیاتی ایفا خواهند کرد. انتظار می‌رود تصاویر مذکور در پایش قطع درختان جنگلی به ویژه در نواحی گرمسیری، بررسی اثرات گسترش شهرنشینی و توسعه مراکز شهری، مدیریت مصرف آب در حوزه‌های کشاورزی، صنعت و مسکونی، پایش آسیب زیست‌بوم‌های دریائی از جمله تخریب صخره‌های مرجانی، پایش و برآورد پس‌روی یخچال‌های طبیعی و تاق‌های یخی، بررسی تغییرات اقلیمی و تأثیر آن بر زمین، ارزیابی و مقابله با مخاطرات محیطی و سر‌انجام در تحقق برنامه‌های حفاظت زیست محیطی، نقشی مهم و مؤثر داشته باشند.
منابع:
ـ https://www.usgs.gov/news/first-images-earth-taken-landsat-9-satellite-released?qt-news_science_products=1#qt-news_science_products
ـ https://landsat.gsfc.nasa.gov/landsat-9/landsat-9-overview