کاربردهای ماهواره‌های محیط‌زیستی/ امیدوارم مرکز فضایی کرج بار دیگر راه‌اندازی و به بهره‌برداری برسد

ماهواره‌های محیط‌زیستی فراوانند که از بین آنها می‌توان به ماهواره‌های فرانسوی اسپات، ماهواره آمریکایی لندست و ماهواره ایکونوس اشاره کرد. دقت این ماهواره زیاد و در حد یک متر است. این ماهواره حتی می‌تواند یک بوته گیاه را تشخیص دهد. یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های ماهواره‌ها رزولوشن یا توان تفکیک آنهاست.
به گزارش خبرگزاری کشاورزی و منابع طبیعی(IANN)، هرچند از داده‌های ماهواره‌‌ای در حوزه‌های مختلفی استفاده می‌شود، اما استفاده از این داده‌ها در حوزه‌هایی مانند اقلیم‌شناسی، جنگل‌بانی، کشاورزی، محیط زیست و مواردی مانند این بسیار بیشتر است. به بیان دیگر، اطلاعات ماهواره‌ای کاربردهای وسیعی در این حوزه‌ها دارند. بخش مهمی از ماهواره‌هایی که به جمع‌آوری داده‌های موردنیاز در این حوزه‌ها می‌پردازند، ماهواره‌های «سنجش از دور» نام دارند. برای آشنایی بیشتر با «سنجش از دور» و کاربردهای آن به‌ویژه در زمینه محیط زیست، به سراغ دکتر «مجید مخدوم»، استاد و عضو هیأت علمی دانشگاه تهران، رفتیم. او دانش‌آموخته رشته ارزیابی محیط زیست از استرالیاست و سال‌ها از نزدیک با داده‌های سنجش از دور سروکار داشته است.
آقای دکتر، لطفا پیش از همه توضیح دهید «سنجش از دور» یعنی چه؟
سنجش از دور یا دورکاوی، یکی از فناوری‌های جدیدی است که کاربردهای بسیار زیادی دارد، از جمله برای بررسی پوشش گیاهی، جنس زمین (مانند اینکه از خاک است یا سنگ)، شناسایی منابع طبیعی مانند جنگل و مرتع به‌کار می‌رود. برای همه این‌کارها، از ماهواره‌هایی که در فضا مستقر شده‌اند، استفاده می‌کنند. قبل از اینکه طرز کار ماهواره‌ها را بگویم، ابتدا انواع ماهواره‌ها را بررسی می‌کنیم. در دنیا سه دسته کلی ماهواره وجود دارد: ماهواره‌های جاسوسی، ماهواره‌های مخابراتی، ماهواره‌های محیط‌زیستی. کار همه این ماهواره‌ها، سنجش از دور یا دورکاوی است. این ماهواره‌ها براساس دریافت و پردازش پرتوهای بازتابی نور خورشید به فضا کار می‌کنند. وقتی نور خورشید به سطح زمین برخورد می‌کند، بخش زیادی از آن بازتاب می‌شود و به فضا می‌رود. نوری که از خورشید به زمین می‌خورد یا نوری که از زمین بازتاب می‌شود، از انواع پرتوهای الکترومغناطیس است. اما نکته مهم این است که مشخصات فیزیکی این پرتوها، مانند طول موج آنها با یکدیگر تفاوت دارد و در نتیجه با بررسی این ویژگی‌ها می‌توان به جنس و ماهیت ماده‌ای که نور از آنها بازتاب کرده است، پی برد. برای مثال، مشخصات نوری که از سنگ بازتاب می‌کند با مشخصات موجی که از جنگل بازتاب می‌کند، تفاوت دارد و در نتیجه با بررسی این پرتوها می‌توان به اطلاعات بسیاری درباره هر منطقه‌ای پی‌برد. برای مثال، با استفاده از این روش، حتی می‌توان جنس سنگ یک منطقه یا میزان عمق آب دریا را بررسی کرد. البته این را هم بگویم که برخی از انواع ماهواره‌ها، خودشان امواجی را می‌فرستند و بازتاب امواج خودشان را بررسی می‌کنند که البته این نوع ماهواره‌ها کمی گران‌ترند و تعدادشان هم کمتر است.
امروزه انواع خاصی از ماهواره‌ها وجود دارد. برای مثال حتی، برخی از ماهواره‌ها میزان آلودگی یا رطوبت هوا را اندازه می‌گیرند. طرز کار این ماهواره‌ها به چه شکل است؟
طرز کار همه ماهواره‌ها در حالت کلی همانی است که گفتم. درضمن در نظر داشته باشید خود ماهواره‌ها کار زیادی انجام نمی‌دهند. کار اصلی یک ماهواره این است که پرتوهای بازتاب‌شده از زمین را دریافت کند و اطلاعات مربوط به آن را به ایستگاه‌های زمینی بفرستد. در ایستگاه زمینی این اطلاعات پردازش می‌شود و در نهایت هم نقشه‌های آلودگی هوا یا پوشش گیاهی را شناسایی می‌کند. پس در نظر داشته باشید عمده کارهای مربوط به پردازش داده‌ها و استخراج اطلاعات در ایستگاه زمینی انجام می‌شود.
هم‌اکنون چه ماهواره‌هایی در زمینه محیط زیست فعالند؟ و چگونه می‌توان از این ماهواره‌ها برای حل مشکلات محیط‌زیستی استفاده کرد؟
ماهواره‌های محیط‌زیستی فراوانند که از بین آنها می‌توان به ماهواره‌های فرانسوی اسپات، ماهواره آمریکایی لندست و ماهواره ایکونوس اشاره کرد. دقت این ماهواره زیاد و در حد یک متر است. این ماهواره حتی می‌تواند یک بوته گیاه را تشخیص دهد. یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های ماهواره‌ها رزولوشن یا توان تفکیک آنهاست. هم‌اکنون براساس اطلاعاتی که از این ماهواره‌ها به دست آمده، نقشه‌های زیادی درباره ویژگی‌های مختلف زمین تهیه شده است که کاربردهای فراوانی دارد. برای مثال، یکی از دانشجویان سابق من، در ناسا ماهواره‌ای ساخته است که میزان کربن دی‌اکسید (CO٢) هوا را اندازه می‌گیرد. آنها توانستند با استفاده از اطلاعات این ماهواره، نقشه جهانی CO٢ را تهیه کنند.
دانشمندان چگونه با استفاده از اطلاعات این ماهواره‌ها متوجه تغییر در وضعیت زمین می‌شوند؟ برای مثال، چگونه تشخیص می‌دهند جنگل‌ها از بین می‌رود یا بیابان‌زایی تشدید شده است؟
همه این ماهواره‌هایی که برای شما نام بردم، طرز کار متفاوتی دارند، برای مثال، ماهواره‌ای که در طول موج زیر قرمز فعال است، می‌تواند تشخیص دهد این جنگل سالم است، مرده است یا در حال احتضار است. این موارد را می‌توان با توجه به مشخصات پرتوهای بازتابی دریافت کرد. این اطلاعات پس از پردازش به شکل رنگ در نقشه‌ها مشخص می‌شود. برای مثال، اگر جنگل سالم باشد، بازتاب نورش در نقشه به رنگ سرخ دیده می‌شود. اگر جنگل در حال احتضار باشد به رنگ زرد و در آخر هم به رنگ خاکستری دیده می‌شود.
کشور ما هم‌اکنون به چه صورتی می‌تواند به اطلاعات ماهواره‌ها دسترسی داشته باشد؟
ما از سال ١٩٧٢ (١٣۵١) ماهواره‌ای داشتیم که ایستگاهش در مردآباد کرج مستقر بود. ما با همکاری آمریکایی‌ها از اطلاعات این ماهواره استفاده می‌کردیم. بعد روابط‌مان با آمریکا قطع شد و در نتیجه با فرانسوی‌ها همکاری کردیم و اطلاعات را از آنها می‌خریم. البته اطلاعاتی را هم از ماهواره هواشناسی «نوآ» می‌خریم. البته باز هم تأکید می‌کنم که توان تفکیک این ماهواره‌ها با هم فرق دارد و در نتیجه اطلاعاتی هم که از آنها به دست می‌آید با هم متفاوت است. در برخی از موارد هم ناچاریم اطلاعات را هم با تأخیر و هم گران‌تر بخریم. ولی اگر بتوانیم ایستگاه ماهواره‌ای خودمان در مردآباد کرج را فعال کنیم، می‌توانیم به شکل آنی، اطلاعات را دریافت کنیم.
معمولا چه سازمان‌ها و نهادهایی از اطلاعات ماهواره‌ای استفاده می‌کنند؟
به‌طورکلی هر جایی که به نوعی با زمین سروکار دارد، از این داده‌ها استفاده می‌کند. در ایران از سازمان مراتع و جنگلداری گرفته تا مجموعه‌هایی مانند هواشناسی و حتی سازمان مسکن‌وشهرسازی نیز به داده‌های سنجش از دور نیاز دارند و از این داده‌ها استفاده می‌کنند. از طرفی دیگر در سال‌های اخیر توانسته‌ایم تعداد درخور توجهی کارشناس در زمینه استفاده از داده‌های سنجش از دور تربیت کنیم که خود همین هم بسیار مهم است.
به موضوع تربیت متخصص در این زمینه اشاره کردید. آیا به تعداد کافی متخصص اطلاعات ماهواره‌ای در کشور داریم؟ و آیا از دانش و تجربه آنها استفاده می‌شود؟
خوشبختانه همه کارشناسان و مسئولان درباره استفاده از داده‌های سنجش‌ازدور اتفاق نظر دارند و از این اطلاعات استفاده می‌کنند. از طرفی دیگر در زمینه سنجش‌ازدور کتاب‌های مختلفی نیز منتشر شده است که نخستین کتاب را من و همکارانم در سال ٨٠ منتشر کردیم که هم‌اکنون به چاپ هفتم رسیده است. این کتاب در مقاطع ارشد و دکترای رشته‌هایی مانند محیط زیست و مشابه آن، به شکل سنجش از دور تدریس می‌شود. از حیث کاربری وضعیت مناسبی داریم. در‌حال‌حاضر مهم‌ترین مشکل ما فقط دسترسی‌نداشتن به داده‌های به‌روز و دقیق است.
در آینده این امکان وجود دارد که دوباره به داده‌های ماهواره‌ای کشورهای دیگر دسترسی پیدا کنیم؟
بله، چون سازمان فضایی ایران در تلاش است دوباره داده‌های ماهواره‌های لندست آمریکا را دریافت کند. این ماهواره‌ها از بالای ایران عبور می‌کنند و در بعضی از شب‌های صاف، حتی می‌توان عبور لندست‌ها را با چشم در آسمان مشاهده کرد. اگر این ارتباط برقرار شود، ما به داده‌های دقیق‌تری دسترسی پیدا می‌کنیم و مهم‌تر از آن، سرعت نقشه‌سازی ما نیز بیشتر می‌شود. من به واسطه یکی از دوستانم در سازمان فضایی مطلع هستم که تلاش‌هایی در این زمینه انجام می‌شود و امیدوارم هرچه زودتر این امر محقق شود و مرکز فضایی کرج بار دیگر راه‌اندازی و به بهره‌برداری برسد. البته این مرکز نیاز به بازسازی و به‌روزرسانی دارد، چون بخش زیادی از تجهیزات آن قدیمی هستند.
اطلاعاتی که این کشورها به ما می‌دهند، اطلاعات پردازش‌شده است یا باید آنها را پردازش کرد؟
هر دو حالتش هست. اگر شما پول زیادی بدهید، به شما اطلاعات پردازش‌شده می‌دهند. اما اگر پول کمتری بدهید، اطلاعات خام را به شما می‌دهند خودتان باید این اطلاعات را پردازش کنید. البته خوشبختانه ما در بسیاری از ایستگاه‌های خودمان قابلیت پردازش اطلاعات و تولید نقشه را داریم. سالیان درازی است که این کار در دانشگاه تهران انجام می‌شود.
آیا کشور ما امکان ارسال ماهواره به فضا و استخراج اطلاعات را دارد؟
بله، هر چند که این فناوری بسیار پیشرفته است ولی ما به این فناوری رسیدیم، ولی در نظر داشته باشید که ارسال ماهواره به فضا بسیار هزینه‌بر است و علاوه بر همه مشکلات علمی و فناوری، مشکلات اقتصادی هم در این زمینه دخیل است.
به نظر شما آیا بخش خصوصی ایران می‌تواند در حوزه سنجش از دور موفق شود؟
همان‌گونه که گفتم یکی از مشکلات اصلی در این زمینه، مشکلات اقتصادی و نبود سرمایه‌ است. چنین فعالیت‌هایی به سرمایه زیادی نیاز دارد، به‌خصوص در بخش دریافت مستقیم داده‌های ماهواره‌ای، ذخیره‌سازی و تجزیه و تحلیل و تفسیر آنها. ولی اگر بخش خصوصی علاقه‌مند به سرمایه‌گذاری در این حوزه باشد، بازاری بسیار خوب و عالی دارد.
منبع: شرق