Műholdak és távérzékelés
2003/10/26 23:51
5768 megtekintés
A cikk már legalább egy éve nem frissült, az akkor még aktuális információk lehet, hogy mára elavultak.
Napjainkra a Föld körül keringő mesterséges égitestek a hétköznapi élet számos területén nélkülözhetetlenné váltak. Egyik legelterjedtebb alkalmazásuk a távérzékelés, ami egyszerűen fogalmazva a felszín műholdakkal történő tanulmányozását jelenti.

Tartalomjegyzék

Műhold- és pályatípusok
Kezdetben léghajókról készítettek fényképeket a felszínről, majd repülőgépekre szerelt kamerák felvételein vált láthatóvá a Föld felülnézetből, jelenleg pedig már műholdak segítségével zajlik bolygónk megfigyelése.


Távérzékelés
A Föld körül keringő műholdak felvételei alapvető fontosságúak a térképezés, a mezőgazdasági nyilvántartás és termésbecslés, az árvíz-védekezés, a környezetvédelem illetve a felszínborítottság-vizsgálatok számára egyaránt.


Űrszondák és bolygókutatás
A földi távérzékelés fejlődésével párhuzamosan elkezdődött kozmikus környezetünk megismerése, amelynek eszközei, a bolygókutató űrszondák a műholdakéhoz hasonló műszerekkel vizsgálják a Naprendszer égitestjeit.

Sík András

Műhold- és pályatípusok

A földi távérzékelés (angolul: remote sensing) különböző módszerekkel és eszközökkel történhet. Rövid idővel azt követően, hogy az ember valóra váltotta több ezer éves álmát és felemelkedett a levegőbe, elkezdődött a különböző területek fényképezése - kezdetben léghajókról. Később felismerték, hogy ilyen módon nagy területekről gyűjthetők információk hosszadalmas terepbejárás nélkül, ezért kezdetét vette a rendszeres légifényképezés - speciális kamerákkal felszerelt repülőgépekről.
Az 1957-ben kezdődött Űrkorszak azonban újabb lehetőséget kínált: a több száz kilométeres magasságban haladó műholdak felvételein sokkal nagyobb terület látható, ezért napjainkra meghatározóvá vált a műholdas vagy űrtávérzékelés.
A műhold Föld körüli pályán keringő, személyzet nélküli űreszköz, amelynek pályára állítását hordozórakéták végzik. A bolygókhoz és holdakhoz hasonlóan a műholdak is ellipszis alakú pályán keringenek, ám ennek egyik gyújtópontjában (fókuszában) a Föld helyezkedik el. Mozgásuk fizikailag hasonlít a víszintes hajításhoz: miközben a Föld felé zuhannak, oldalirányú kezdősebességük elég nagy ahhoz, hogy ne essenek le, hanem megkerüljék a bolygót. A pályán tartó erő a Föld gravitációs vonzóereje, amely a Föld középpontja felé mutat. Enélkül a nagy sebességgel indított műholdak eltávolodnának a bolygóközi térbe. A műholdpályák alapvető típusai
A geostacionárius pálya síkja egybeesik a földi Egyenlítővel, magassága pedig úgy van kijelölve, hogy az ott haladó műhold keringési ideje megegyezik a Föld forgási idejével. A geostacionárius műholdak felszín feletti magassága 35 792 km. Ilyen pályán egyrészt kommunikációs műholdak mozognak, mivel egyszerre a Föld felszínének 42%-áról láthatók, ezért alkalmasak a kontinensek közötti kapcsolattartásra vagy televíziós adások sugárzására; másrészt meteorológiai műholdak találhatók, amelyek nagy területre vonatkozó előrejelzéseket készítenek.
Az egyenes (direkt) pályák síkja 0-90° közötti szöget zár be az Egyenlítővel, s általában földi navigációs rendszerek egységei, valamint felderítő és védelmi műholdak haladnak rajtuk.
A napszinkron pálya különlegessége, hogy a pálya síkja és a Nap iránya által bezárt szög állandó. Ezért a napszinkron műholdak adott felszíni részlet felett helyi időben mérve mindig azonos időpontban haladnak át, tehát együtt járnak a Nappal. Így állandó megvilágítási feltételek és árnyékhatás mellett vizsgálhatók a felszín formái és jelenségei, ami főként a Föld-megfigyelő, illetve erőforrás-kutató műholdak esetében különösen fontos. Ezek a műhold-felvételek gyakran különleges képi megjelenítéssel ábrázolják bolygónk egyes területeit.

Távérzékelés

Pontosabban megfogalmazva a távérzékelés az égitestek felszínéről, légköréről, jelenségeiről tényleges fizikai kapcsolat nélkül, közvetett módon történő információszerzést jelent, amelynek eszköze általában az elektromágneses sugárzás.
A távérzékelés kezdetben nagyon hasonlított a fényképezéshez, bár a speciális kamerákban nagyobb méretű és más hullámhossztartományra érzékeny filmet használtak. A technikai fejlődés eredményeként azonban a távérzékelési eszközök jelenleg már digitális pásztázó elven működnek, hasonlóan a szkennerekhez. Különböző hullámhossztartományban működő szenzoraik elemi képrészletenként (pixelenként) érzékelik a felszínről visszaverődő sugárzás intenzitását, s ezekből a sugárzási értékekből épülnek fel a digitális űrfelvételek.
A távérzékelési berendezések sokféleképpen csoportosíthatók. Egyrészt passzív és aktív eszközökre: a passzív eszközök a felszín által visszavert napsugárzást érzékelik, az aktív eszközök pedig a műholdon elhelyezett adóberendezés jeleinek visszaverődését (ilyen például a radar). Másrészt az alkalmazott hullámhossz szerint: például optikai, infravörös, ibolyántúli vagy mikrohullámú eszközökre. Harmadrészt pedig a részletesség alapján, elkülöníthetők kisfelbontású (néhány 100 m/pixel) és nagyfelbontású (néhány m/pixel) felvételek.
A legtöbb távérzékelési műhold egyszerre több hullámhossz-tartományban (más szóval spektrális tartományban) működik, így az űrfelvételeknek több spektrális sávja van, hasonlóan az egymásra helyezett írásvetítő fóliákhoz. Tehát ezeken a multispektrális felvételeken a felszín sugárzási képe egyszerre több hullámhossztartományban is tanulmányozható. Természetesen ezen spektrális sávok képi megjelenítése tetszőlegesen kombinálható, s ezáltal az eltérő jellegű területek kiemelhetők. Ha egy multispektrális felvételnek nem optikai sávja is van és ezt felhasználva készítenek belőle műholdképet, azt hamisszínes felvételnek nevezzük (mert olyan felszíni jellemzőket ábrázol látható színekkel, amelyek az emberi szem számára nem érzékelhetők). Budapest térségének SPOT-műholdfelvétele

Bolygónkról főként a napszinkron pályán keringő Föld-megfigyelő műholdak készítenek tudományosan elemezhető felvételeket, amelyek passzív, optikai, nagyfelbontású távérzékelési rendszerek. Ilyen eszközök például az amerikai LANDSAT- vagy a francia SPOT-műholdcsaládok tagjai (2,5-10 m/pixel), és hasonló módon működik a rendkívül nagy részletességű felvételeket készítő IKONOS-műhold is (1 m/pixel). Az IKONOS-műhold felvételei a World Trade Centerről és a Pentagonról 2001. szeptember 11. előtt és után

A távérzékelési műholdak képei nyilvánosak, piaci áron megvásárolhatók. A Magyarországról készült űrfelvételek a Földmérési és Távérzékelési Intézet tulajdonában vannak.

Űrszondák és bolygókutatás

1946-ban amerikai kutatóknak és egy hónappal később Bay Zoltánnak is sikerült érzékelniük a Holdról visszavert radarjeleket, majd 1957-ben pályára állt bolygónk körül az első műhold, s 1959-ben már ember űreszköz repült el a Hold mellett, az első közeli felvételeket szolgáltatva egy idegen égitest felszínéről.
A Naprendszer kutatásának eszközei az űrszondák, amelyek a Föld környezetét véglegesen elhagyó ember nélküli űreszközök. A Vénuszt 1962-ben, a Marsot pedig 1965-ben vizsgálta először űrszonda, s jelenleg a Plútó az egyetlen bolygó, amelyet még nem közelített meg ember alkotta űreszköz.
Működésük jellege alapján az űrszondáknak három típusa különíthető el. Az elhaladó űrszondákat főként az 1960-as években alkalmazták, mivel elrepülve a kiválasztott égitest mellett csak egy rövid és megismételhetetlen méréssorozat elvégzésére képesek, általában nagy távolságból és csak a felszín éppen látható területéről. A keringőegységek pályára állva a kiválasztott égitest körül hosszú ideig tartó, rendszerszerű adatgyűjtésre és térképezésre alkalmasak. A leszállóegységek pedig elérik a kiválasztott égitest felszínét, majd ott részletes terepi méréseket végeznek (a leszállóhely kiválasztása természetesen ezért kulcsfontosságú kérdés, mivel az ott végzett vizsgálatok eredményeiből egy teljes bolygó jellemzőire vonatkozóan vonunk le következtetéseket). A planetáris távérzékelés néhány eredménye képekben

Az űrszondák lehetővé teszik, hogy az ókorban még csak fényes égi pontként ismert bolygókat ma már földtudományi módszerekkel tanulmányozzuk és részletesen megismerjük légköri jelenségeiket, formakincsüket és felszínfejlődésüket. A Naprendszer bolygóinak és holdjainak tudománya a planetológia, ami magyarul bolygótudománynak nevezhető.

Csatlakozz hozzánk!

Ajánljuk

European Schoolnet Academy Ingyenes online tanfolyamok tanároknak
School Education Gateway Ingyenes tanfolyamok és sok más tanárok számára
ENABLE pilot Program iskoláknak a bullying ellen
eBiztonság Minősítés Minősítési rendszer oktatási intézményeknek