چگونه یک ماهواره جزیره ای کوچک را کشف کرد

با دقت به نقشه اقیانوس اطلس شمالی خیره شوید، به کمی دورتر از ساحل شرقی استان نیوفاندلند و لابرادور در کانادا … البته چیزی نمی‌بینید. جزیره غیر مسکونی که باید آنجا باشد کوچکتر از چیزی است که حتی نقشه گوگل بتواند آن را نشان دهد.

اما حدودا ۵۰ سال قبل، اولین ماهواره مشاهده زمین ناسا، پروژه‌ای مشترک با سازمان نقشه‌برداری آمریکا، ردپای طیفی این جزیره را از ارتفاع بیش از ۸۰۰ کیلومتری شناسایی کرد. این کشف مساحت قلمروهای کانادا را ۶۸ کیلومتر مربع افزایش داد — مقداری ناچیز که به هر حال پرچم‌دار دستاوردهای هیجان‌انگیز برنامه‌ای بود که امروز به نام لندست (Landsat) شناخته می‌شود.

در سال ۱۹۷۹ این بیرون‌زدگی به افتخار چشم انقلابی درون آسمان که آن را کشف کرده بود، به طور رسمی جزیره لندست نام گرفت.

تری سول (Terry Sohl)، پژوهشگر مرکز مشاهده و علوم منابع زمین در سازمان زمین‌شناسی آمریکا، دربارهٔ این برنامه می‌گوید «این ماهواره رشتهٔ نقشه‌نگاری را به کل دگرگون کرد.»

ناسا بیشتر به خاطر نگاه به ستارگان معروف است، اما ماهواره‌های این آژانس فضایی نیم قرن است که به زمین نیز خیره بوده‌اند.

ماهواره تکنولوژی منابع زمین، که از عکس‌های پروازهای جمینای و مرکوری به زمین الهام گرفته شده بود، در تاریخ ۲۳ جولای ۱۹۷۲ (۱ مرداد ۱۳۵۱) به مدار زمین پرتاب شد. چند سال بعد، این ماهواره به لندست ۱ معروف شد. برنامهٔ لندست، که هنوز توسط ناسا و سازمان زمین‌شناسی آمریکا مدیریت می‌شود، به طولانی‌ترین ماموریت مشاهده زمین در تاریخ تبدیل شده است.

سول می‌گوید «اگر به اواسط دهه ۶۰ فکر کنید، مسابقه فضایی در جریان بود و عامهٔ مردم آمریکا شیفتهٔ اتفاقات در جریان بودند و این یک ایده منحصر به فرد بود که از این تکنولوژی نه تنها برای کاربردهای فضایی، بلکه برای چرخاندن دوربین‌ها و مشاهده رویدادهای سطح زمین استفاده شود. مردم واقعا نمی‌دانستند انتظار چه چیزی را داشته باشند.»

از سال ۱۹۷۲، ماهواره‌های لندست زیادی ساکن آسمان شده‌اند (هرچند یکی از آن‌ها — لندست ۶ — به مدار زمین نرسید). امروز سه تا از این ماهواره‌ها در مدارهایی قطبی دور زمین می‌گردند، به پهنه‌هایی با عرض ۱۸۵ کیلومتر می نگرند و اندازه‌گیری‌هایی با دقت بسیار بالا انجام می‌دهند. هر ۱۶ روز، یک نقطهٔ ثابت توسط یک ماهواره دیده می‌شود. پس در طول پنج دهه مشاهدهٔ زمین، لندست جزیی‌ترین پیشینهٔ تغییرات سطح زمین را ثبت کرده است.

جیمز آیرونز (James Irons)، که برای چند دهه سرپرست برنامهٔ لندست بوده است، می‌گوید «این یک برنامهٔ کشف بزرگ بود. در زمان پرتاب لندست ۱، تمام سطح زمین به خوبی نقشه‌برداری نشده بود — داده‌ها کاملا اندک بودند.»

و این صحنه را برای الیزابت فلمینگ (Elizabeth Fleming)، نقشه‌نگار و خلبان آماده کرد تا از داده‌های لندست برای ایجاد یک نقطه عطف نامتعارف در تاریخ استفاده کند.

بهتربن های لپ تاپ استوک و کامپیوتر استوک را از ما بخواهید.

پیکسلی که کانادا را گسترش داد

در سال ۱۹۷۳، سازمان نقشه‌برداری ساحلی کانادا تصمیم گرفت تا از داده‌های لندست برای نقشه نگاری بهتر سواحل شمالی خود استفاده کند که به طور کامل نقشه‌برداری نشده بودند. فلمینگ در حال بررسی داده‌های ماهواره، یک ردپای گویا در طیف نوری منعکس شده از سطح زمین مشاهده کرد. او به این نتیجه رسید که این ردپای یک جزیره است، نه یک کوه یخ.

این جزیرهٔ مرجانی، با ۲۵ متر عرض و ۴۵ متر طول، برخلاف آب دریای کنار خود که نور فروسرخ را جذب می‌کرد، آن را بازتاب می‌داد. جزیره کوچکتر از آن بود که تفکیک شود، اما به طور قابل توجهی بازتاب میانگین پیکسلی را که اشغال کرده بود، تغییر می‌داد.

سول توضیح می‌دهد «در این یک پیکسل ترکیبی از آب و زمین وجود دارد. پس در آن تضادی شدید با محیط اطراف می‌بینید.»

در سال ۱۹۷۶، تیمی از سازمان آب‌نگاری کانادا در آسمان لابرادور شمالی به پرواز در آمد تا وجود جزیره را تایید و موقعیت آن را روی نقشه مشخص کند؛ گذشته از هر چیز، این جزیره تنها در یک پیکسل داده‌های ماهواره‌ای مشاهده شده بود.

حدود ۲۰ کیلومتر دورتر از ساحل، در ناحیه‌ای معروف به «لبه»، یک تودهٔ سنگی متروکه از آب‌های کف‌دار بیرون زده بود — ترکیبی زمخت از صخره‌های مرجانی، آب‌تل‌ها و سنگ‌های کف دریا که دریانوردان از آن فراری هستند. صحت کشف فلمینگ ثابت شده بود: جزیره وجود داشت.

زمانی که فرانک هال (Frank Hall) آب‌نگار از هلیکوپتر پایین آمد تا روی جزیرهٔ پوشیده از یخ پا بگذارد، با فاصله‌ای بسیار اندک از ضربهٔ مرگبار یک خرس قطبی که در آنجا پنهان شده بود فرار کرد.

میراث لندست

جدیدترین اعضای ناوگان لندست — لندست ۹ در سپتامبر ۲۰۲۱ به فضا پرتاب شد — تنها نسخه‌هایی پیشرفته‌تر از لندست ۱ هستند. آن‌ها سیارهٔ ما را در طول موج‌های بیشتری از نور مطالعه می‌کنند، چشمان تیزتری دارند و به تصویربرداری گرمایی مجهز هستند.

این سیاره‌ها از موقعیت خود در مدار زمین عقب‌نشینی خطوط ساحلی را اندازه می‌گیرند، جزایر گرمایی شهری را تعیین می‌کنند، شاهد تب طلای آمازون هستند و حتی میزان آب مصرفی را در مزارع آمریکا دنبال می‌کنند.

سول می‌گوید «کاربردهای سنجش از دور، چه در مزارع و چه در کمک به مردم در خاموش کردن آتش‌ها در غرب آمریکا — مشارکت در این فعالیت‌ها هیجان‌انگیز است.»

امروزه صدها ماهوارهٔ مشاهدهٔ زمین، چه دولتی چه تجاری، در کنار لندست فعال هستند. این منظومه مشاهداتی حیاتی را انجام می‌دهد که در تصمیم‌گیری‌های مرتبط با مدیریت منابع بیش از پیش محدود زمین به ما کمک می‌کنند.

آیرونز می‌گوید «ما در تمام مشاهدات زمین آثار افزایش جمعیت را می‌بینیم.» وقتی لندست ۱ پرتاب شد، کمتر از چهار میلیارد نفر روی سیارهٔ زمین می‌زیستند، عددی که از آن زمان دو برابر شده است.

آیرونز می‌گوید «برای منابع زمین سخت‌تر و سخت‌تر می‌شود که ما را در این شرایط پایدار نگه دارند. اما من سعی دارم خوش‌بین باشم، و امیدوارم که با در اختیار داشتن اطلاعات دقیق مردم موقعیت بهتری برای تصمیمات خردمندانه داشته باشند.»