Az innovatív EO-1 műhold tíz éve (2. rész)
(Rovat: Új eszközök és anyagok, Környezetünk védelme - 2010.12.28 07:15.)

A hiperspektrális érzékelők jelentik a műholdas távérzékelés jövőjét. Az EO-1 Hyperion nevű műszere a látható és infravörös tartományban, 200-nál is több sávban érzékeny.

A hiperspektrális detektorok alkalmazása ahhoz hasonlítható, mint amikor a fekete-fehér televíziózásról áttértünk a színesre. A hagyományos távérzékelő műszerek az elektromágneses sugárzás különböző diszkrét hullámsávjaiban gyűjtenek adatokat. Olyan ez, mintha például a szemünk csak vörös és kék fényben lenne érzékeny. Így is sokat megtudnánk a környező világról, de a zöld színárnyalatokról nem jutnánk információhoz.

Rajz a multispektrális és hiperspektrális érzékelők közötti különbség bemutatására. A vízszintes tengelyen a hullámhosszt tüntették fel nanométer egységekben. A szivárványszínű rész felel meg a látható fénynek, tőle jobbra az infravörös tartomány található. Fent az EO-1 ALI műszerének kilenc, egymástól elkülönülő érzékenységi sávja, lent a Hyperion lényegében folytonos spektrális lefedettsége látható. (Kép: NASA / Robert Simmon)

A hiperspektrális műszerrel gyűjtött adatok mögött a spektroszkópia (színképelemzés) tudománya áll. A Hyperion tulajdonképpen a földfelszín anyagi összetételét vizsgálja, hiszen a különféle anyagok elektromágneses színképe „ sugárzásuk intenzitása a hullámhossz függvényében – más és más, rájuk jellemző alakot mutat.

Ahogyan a vasat és a rezet jól meg tudjuk különböztetni látványuk (színük) alapján, úgy különbözik például a vas- és réztartalmú ásványok infravörös spektruma. A grafikonon a vastartalmú hematit (kék görbe), valamint a réztatrtalmú malachit és krizokolla (zöld és piros) 200 és 3000 nm közötti színképét ábrázolja. (Kép: NASA / Robert Simmon / USGS Spectroscopy Lab)

A világűrből végzett hiperspektrális távérzékelésnek egy sor tudományos alkalmazása létezik. Az alábbi példa azt illusztrálja, hogyan segítettek az EO-1 Hyperion műszerének mérései a Jordánia területén 3000 évvel ezelőtt működtetett rézbányák és kohók feltérképezésében, a szinte kivitelezhetetlen, de legalábbis igen drága helyszíni terepi munkát kiváltva.

Kirbhat en-Nahas, Jordánia. Míg a fenti, valós színeket mutató képen a felszíni sziklakibúvások az egész területen hasonlóan néznek ki, a lenti, hamis színezésű képen jól elkülönülnek ásványi összetételük alapján. Az alsó képet a Hyperion látható és infravörös sávokban végzett méréseinek felhasználásával készítették. (Képek: NASA / Robert Simmon)

A Hyperion adatai alapján vizsgálták például a növények szénmegkötő képességét az Amazonas-medencétől az alaszkai tundráig, az északi-sarkvidéken létező mikrobiális életet, a vulkáni tevékenységet. A műszer működésének legnagyobb haszna az volt, hogy megtanította a kutatóközösséget a komplex hiperspektrális adatok értelmezésére, használatára. A nem túl távoli jövőben pedig más hasonló műszerek is Föld körüli pályára kerülnek, például a német EnMAP (Environmental Mapping and Analysis Program) vagy az amerikai HyspIRI (Hyperspectral Infrared Imager) műholdon.

(Folytatjuk a másik fő műszer, az ALI bemutatásával!)