Hogyan változik a Föld természeti környezete, mik a megfigyelhető változások okai, és hogyan tudunk alkalmazkodni? Miként gazdálkodhatunk jobban az erőforrásainkkal? Tudunk-e gyorsabban és hatékonyabban reagálni természeti katasztrófák esetén? Ezekre a kérdésekre mind segítenek konkrét válaszokat találni a földmegfigyelés eszközei és módszerei, a többi digitális technológiai vívmánnyal együtt, kiegészítve a tudomány és a különböző szakterületek eszközrendszerét.
Az űrtevékenység egyik kiemelt célja saját bolygónk folyamatos megfigyelése, az itt zajló folyamatok láthatóvá és mérhetővé tétele, azok megértése – azaz a földmegfigyelés. Ma már digitális műholdfelvételek ezrei készülnek a földfelszínről naponta, az archivált felvételek száma pedig több millió. Mivel az adatmennyiség évtizedek óta gyűlik, a gyorsan fejlődő elemző algoritmusok segítségével a hosszú távú változásokat, például a klímaváltozást érintő kérdések megválaszolásához is közelebb kerülhetünk.
A fenti célok tükrében érthető, hogy a földmegfigyelési programok a leghatékonyabban nemzetközi együttműködésben valósulhatnak meg, amihez a nemzeti programok is fontos építőelemekkel járulnak hozzá. A legnagyobbak, a NASA EO (Earth Observation, földmegfigyelés) programja, az Európai Unió és az Európai Űrügynökség (ESA) Copernicus programja egyaránt a hasonló kérdésekre keresi a választ, igen komoly műholdflotta és kapcsolódó infrastruktúra segítségével. Az ezek keretében készült űrfelvételek jelentős része ma már szabadon hozzáférhető, így a fent említett globális problémák vizsgálata mellett számos ország felhasználja azokat a saját területére vonatkozó kutatómunkák és elemzések során, illetve az egyes szakterületek működésének támogatására.
A Tisza-tó 2018 májusában, Sentinel–2B űrfelvételen valós színes, illetve hamis színes, infravörös sávokat is tartalmazó megjelenítésben (jobbra)
Az űrfelvételek és az azokból egyre újabb módszerekkel kinyerhető adatok szolgáltatása lassan „közüzemmé válik”, azokat rendkívül széles körben alkalmazzák, de fontos hozzátenni, hogy mindez csak folyamatos kutatás-fejlesztéssel és magas szintű szakértelemmel garantálható. Segítségükkel biztosítható az időjárás-előrejelzés, térképezhető a felszínborítás változása, vizsgálható az urbanizáció hatása, az erdősültség alakulása, illetve a környezetvédelem (olajszennyezések nyomon követése, illegális tevékenységek helyszínének megtalálása) és a természetvédelem (élőhelyek állapotának és változásának térképezése) is jelentős felhasználási terület. A klímaváltozáshoz kapcsolódóan követhető többek között a jégtakarók olvadása, a sivatagok terjeszkedése és a tengerszint emelkedése. A mezőgazdaság számára térképezhetők a termesztett növények, becsülhetők a kártevők által okozott kártételek, a belvíz, az aszály vagy a helytelen vízgazdálkodás következményei. Az űrfelvételek kulcsfontosságúak a katasztrófahelyzetekre (erdőtüzek, árvizek) való gyors reagálás, valamint az élelmiszer-biztonság és a vízkészlet-gazdálkodás támogatásában is.
A földmegfigyelésben mind a passzív, mind az aktív érzékelőknek nagy szerepük van. A passzív szenzorok természetes eredetű elektromágneses sugárzásokat érzékelnek, amelyek forrása lehet a felszínről visszavert napfény vagy a tárgy által spontán kibocsátott sugárzás, például a hősugárzás. Ezek az érzékelők tehát általában az úgynevezett optikai hullámhossztartományban dolgoznak, és „csak” mérnek. Az aktív szenzorok, amelyeknek saját sugárforrásuk van, alkalmazástól függően a kibocsátott sugárzás felszínről vagy légkörből visszavert részét érzékelik. Idetartoznak például a radarok (Radio Detection And Ranging), ezek a műholdas földmegfigyelés igen fontos eszközei, valamint a lidarok (Light Detection And Ranging), amelyek a gyakori légi és földi alkalmazások mellett az utóbbi években űrszenzorként is megjelentek. A radarok mikro-hullámú, a lidarok optikai tartományban érzékelő műszerek. A radarok óriási előnye, hogy sem a felhőborítottság, sem a nap-szak nem akadályozza őket a felvételek készí-tésében.
Az űrfelvételek pontos értelmezéséhez a legtöbbször elengedhetetlen, hogy a vizsgált területről vagy jelenségről megbízható referenciaadatok álljanak rendelkezésünkre. A referenciaadatok gyűjtése általában közvetlenül terepen történik, kéziműszerek és adatrögzítés segítségével. Napjainkban egyre népszerűbb eszközök a terepi adatgyűjtésben a drónok is, melyek megfelelő kamerákkal felszerelve készíthetnek igen részletgazdag felvételeket a felszínről. A nagy földmegfigyelő és klímakutató programok egyaránt foglalkoznak a szárazföld, a tengerek, az óceá-nok, a légkör jellemzőivel és jelenségeivel, amelyek pontos vizsgálatához, a műholdfelvételek értelmezéséhez szintén referenciaadatok szükségesek (óceánfelszíni tényleges vízhőmérséklet mérése a hőtérképek létrehozásához, egyes gázok tényleges koncentrációja a levegőben a légszennyezési térképek készítéséhez stb.). A referenciaadatok rendszeres gyűjtését kiterjedt nemzetközi összefogás keretében végzik speciális légi, szárazföldi és tengeri mérőrendszerekkel, hajók, meteorológiai állomások, kutatóhálózatok segítségével. Ez a típusú adatgyűjtés nyújtja a klímakutatás fontos alapját.
Sentinel–2A hamis színes kompozit (2019. július 1.), illetve vetésszerkezeti térkép (jobbra)
A cikk megírásához felhasználtuk a Külgazdasági és Külügyminisztérium és a Magyar Asztronautikai Társaság gondozásában készülő, „Magyarország és a világűr” című ismeretterjesztő kiadvány kéziratának anyagát.
Kristóf Dániel–Belényesi Márta
Cikkünk a Külgazdasági és Külügyminisztérium támogatásával készült