من البالونات إلى الأقمار الصناعية: رحلة عبر تطور الاستشعار عن بعد ودقة صور الأقمار الصناعية

الاستشعار عن بعد هو علم جمع المعلومات حول كائن أو ظاهرة دون إجراء اتصال مادي معها. لقد أحدثت هذه التكنولوجيا ثورة في الطريقة التي ننظر بها إلى كوكبنا ونفهمه من خلال السماح لنا بالوصول إلى كميات هائلة من المعلومات حول سطح الأرض وغلافها الجوي. لقد قطع الاستشعار عن بعد شوطا طويلا منذ إنشائه ، وفي منشور المدونة هذا ، سنلقي نظرة فاحصة على تاريخه ، وكيف تطورت الدقة في صور الأقمار الصناعية بمرور الوقت.

يمكن إرجاع تاريخ الاستشعار عن بعد إلى منتصف القرن 19 عندما تم التقاط الصور الجوية الأولى من بالونات الهواء الساخن. ومع ذلك ، لم يكن حتى إطلاق أول قمر صناعي ، سبوتنيك 1 ، من قبل الاتحاد السوفيتي في عام 1957 ، أن الاستشعار عن بعد بدأ يأخذ دورا أكثر أهمية في البحث العلمي. وكان إطلاق سبوتنيك 1، الذي تلاه سبوتنيك 2 مباشرة، بمثابة بداية عقود من التطورات السريعة في مجال الاستشعار عن بعد القائم على السواتل.

وكان إطلاق الولايات المتحدة للاندسات 1 في عام 1972 نقطة تحول في تطور الاستشعار عن بعد بواسطة السواتل. كان لاندسات 1 أول ساتل لمراقبة الأرض مصمم صراحة لدراسة كوكب الأرض. وحملت حزمة العودة Vidicon (RBV) ونظام الماسح الضوئي متعدد الأطياف (MSS) ، وقدمت دقة أرضية تبلغ 80 مترا وعرض رقعة يبلغ 185 كم.

وعلى مدى السنوات التالية، استمرت دقة الصور الساتلية في التحسن بشكل ملحوظ. في عام 1984 ، تم إطلاق لاندسات 5 ، وهو مجهز بنظام ماسح ضوئي متعدد الأطياف (MSS) ومخطط مواضيعي (TM). قدم لاندسات 5 دقة مكانية تبلغ 30 مترا وقدم بيانات تصوير الأرض لما يقرب من 29 عاما ، مسجلا رقما قياسيا في موسوعة غينيس للأرقام القياسية ل "أطول قمر صناعي يعمل لرصد الأرض".

بعد أكثر من عقد من الزمان ، في عام 1999 ، تم إطلاق Landsat 7 ، ويضم نطاقا بانكروماتي بدقة مكانية تبلغ 15 مترا. في نفس العام ، تم إطلاق مستشعر القمر الصناعي IKONOS بواسطة MAXAR Technologies Inc. كان IKONOS أول قمر صناعي تجاري يقدم صورا عالية الدقة (دقة بانكروماتية 0.80 متر عند الحضيض) وكان يستخدم في الغالب لرسم الخرائط الحضرية والريفية والمراقبة البيئية والأمن القومي. في عام 2013 ، تم إطلاق لاندسات 8 ، الذي يتميز بدقة مكانية متعددة الألوان بطول 15 مترا و 30 مترا متعددة الأطياف.

ومن المساهمين المهمين الآخرين في الاستشعار عن بعد برنامج الإنذار. وقد أطلقت وكالة الفضاء الأوروبية (الإيسا) البرنامج بالشراكة مع المفوضية الأوروبية، وهو يتألف من كوكبة من السواتل تسمى "سنتينلز"، توفر صورا عالية الاستبانة لسطح الأرض وغلافها الجوي.

حملت أقمار Sentinel الصناعية مجموعة من أجهزة الاستشعار ، بما في ذلك أجهزة الاستشعار الرادارية والبصرية والحرارية ، والتي قدمت صورا عالية الدقة لسطح الأرض. وكانت إحدى بعثات Sentinel الرئيسية هي Sentinel-2، التي وفرت صورا متعددة الأطياف بدقة مكانية تصل إلى 10 أمتار. 

ومنذ ذلك الحين، تم إطلاق أقمار صناعية أخرى توفر صورا عالية الدقة. على سبيل المثال، تم إطلاق القمر الصناعي GeoEye-1 في عام 2008 وقدم دقة بانكروماتية 0.41 متر، في حين أن القمر الصناعي WorldView-4، وهو قمر صناعي تجاري من الجيل الثالث لمراقبة الأرض تم إطلاقه في عام 2016، قدم صورا عالية الدقة بدقة 31 سم في الوضع البانكروماتي. في الآونة الأخيرة ، وصل Pléiades Neo ، الذي تم إطلاقه في عام 2020 ، إلى دقة بانكروماتية تبلغ 0.30 متر ، مما يجعله أحد أعلى الأقمار الصناعية التجارية دقة قيد التشغيل حاليا.  في المستقبل القريب ، ستطلق Albedo كوكبة من 24 قمرا صناعيا مع خطط لإكمالها بحلول عام 2027. ومن المتوقع إطلاق أول هذه الأقمار الصناعية في عام 2024 وسيوفر دقة تصل إلى 0.10 متر.

باختصار ، تم تشكيل تاريخ الاستشعار عن بعد من خلال سلسلة من التطورات التكنولوجية التي أحدثت ثورة في قدرتنا على فهم وإدارة موارد الأرض. منذ إطلاق سبوتنيك 1 في عام 1957 إلى أحدث Pléiades Neo ، قطع الاستشعار عن بعد شوطا طويلا ، حيث وفر بيانات دقيقة وعالية الدقة بشكل متزايد مكنتنا من دراسة سطح الأرض بمزيد من التفصيل. وبينما نتطلع إلى المستقبل، تستمر التطبيقات المحتملة للاستشعار عن بعد في التوسع، مما يوفر فرصا مثيرة للتصدي لبعض التحديات البيئية الأكثر إلحاحا التي تواجه كوكبنا.