Month: augusztus 2020

  • A Copernicus következő radaros műholdja

    Európa nagyszabású földmegfigyelési programja, a Copernicus jelenleg két, az apertúraszintézis elvén működő radaros távérzékelő műholddal rendelkezik. A Sentinel-1 páros első tagja, az A jelű 2014 áprilisában, azonos felszereltségű társa, a Sentinel-1B pedig két évvel később állt Föld körüli pályára. Kör alakú pályájuk 693 km magasan, közel a pólusok felett húzódik (vagyis a pályasík hajlásszöge 98,18° az egyenlítői síkhoz képest). Egy-egy műhold azonos irányból 12 naponta látogat el ugyanazon felszíni pont fölé, de a páros tagjai a pályán a Földhöz képest mindig átellenes oldalon helyezkednek el, így rendszerben a visszatérési idő megfeleződik.

    Az űreszközök eredetileg 7 éves működési időtartamra készültek, bár a fedélzeten elhelyezett, a pálya pontos tartásához szükséges hajtóanyag mennyisége akár 12 évre is elegendő lehet. De előbb vagy utóbb a most aktív Sentinel-1-ek kidőlnek a sorból, s addigra készenlétben kellene állnia az utánpótlásnak. Így lehet biztosítani, hogy a Copernicus radaros szolgáltatásai folyamatosan elérhetőek maradjanak.

    Már készül is a következő, a Sentinel-1C jelű műhold, fővállalkozója az Airbus. Ha minden jól megy, két év múlva bocsátják fel. A munkálatok legutóbbi fontos mérföldköve volt annak a szerkezetnek a tesztelése, amely majd a Föld körüli pályán kinyitja a műhold 12 m hosszú radarantennáját. Nyilvánvaló, hogy egy ekkora antenna nem fér el nyitott állapotban egy hordozórakéta orrkúpja alatt, a kényes műveletet már a felbocsátás után kell végrehajtani.

    A készülő Sentinel-1C radarantennája a kinyitási próba közben, oldalnézetből. (Kép: Airbus)

    Hogy a helyzetet a valóságoshoz közeli körülmények közt próbálják ki, a majdani súlytalanság szimulálására a mérnökök az antennát felfüggesztették. A kinyitás ugyanakkor alkalmat adott az antennafelület tulajdonságainak megmérésére, ellenőrzésére is.

    Így nyílik ki egy radaros Sentinel-1 műhold antennája és az energiaellátást biztosító napelemtáblái a világűrben. (Animáció: ESA / ATG medialab)

    A következő lépésben megkezdődnek a rádiófrekvenciás vizsgálatok. Még a startot megelőzően másodszor és utoljára akkor nyitják majd ki az antennát, ha azt már összeszerelték a műholdplatformmal.

    Kapcsolódó linkek:

  • Tüzek Kaliforniában

    Évről évre visszatérő jelenség az erdőtüzek fellobbanása Kaliforniában, az Egyesült Államok nyugati partvidékén. A felperzselt területek, az aktív tűzfészkek és a sűrű füst műholdképeken is jól láthatók, ahogy arról az elmúlt években is bemutattunk példákat (ld. korábbi bejegyzéseinket a lap alján). Az idei kaliforniai erdőtűzszezonba enged bepillantást az alábbi Copernicus Sentinel-3 műholdkép, amelyet az Európai Űrügynökség (ESA) tett közzé. A kép augusztus 19-én készült, és nagyjából a San Francisco (balra fent) és Los Angeles (jobbra lent) közötti térséget mutatja.

    (Kép: módosított Copernicus Sentinel adatok 2020 / feldolgozás: ESA, CC BY-SA 3.0 IGO)

    Immár második hete tart a hőhullám Kaliforniában. A forró időjárás következtében közel 40 különböző helyen ég a növényzet az állam területén. A rekordmagas hőmérséklet, az erős szél és a villámlásokkal kísért zivatarok együtt veszélyes körülményeket teremtenek, elősegítve a tüzek keletkezését és terjedését. A San Francisco-öböl térségében több ezer embert kellett evakuálni, mivel otthonaikat megközelítették a lángok.

    A nagy füstfelhőt a szél több száz kilométeres távolságba is elfújja, a Csendes-óceán fölé. Hogy a Sentinel-3 műholdképen jobban meg tudjuk különböztetni a füstöt a felhőzettől, amelyek a valóságoshoz közeli színezéssel egyaránt fehéresnek tűnnek, letöltöttük az augusztus 19-ére vonatkozó adatokat a Sentinel Hub böngészőjével, ahol lehetőség van más hullámsávok kombinációjára is. Az alábbi képpár révén összehasonlíthatjuk a valódi színes és a hamis színezésű – a Sentinel-3 nem kevesebb mint 21 színben „látó” OLCI (Ocean and Land Colour Instrument) kamerája 17-es, 5-ös és 2-es számú sávjának kombinálásával előállított – műholdképeket. A csúszka elmozdításával feltűnik, hogy a hamis színezésű változaton a felhők fehérek, míg a füst drapp-narancs árnyalatot ölt. (Ez utóbbi képen egyébkén a szárazföldön a növényzet piros.)

    (Képek: módosított Copernicus Sentinel adatok 2020 / Sentinel Hub / Geo-Sentinel)

    Kapcsolódó linkek:

  • Kiszáradó tó Kelet-Németországban

    „Az évek óta visszatérő nyári hőhullámok és a minimális csapadék miatt Németország keleti részének tóvidékén kiszáradnak a tavak, ami pusztulást jelent a vizek állat- és növényvilágának és kárt a helyi lakosoknak” – számolt be róla a minap a sajtó az MTI híre alapján. A példában a Brandenburg tartományban, Berlintől délkeletre fekvő 218 hektáros Seddini-tó (Seddiner See) szerepelt, amelynek a vízszintje az elmúlt években átlagosan 60 cm-rel csökkent. A tó vízutánpótlását a talajvíz és a csapadék jelenti, ezért különösen érzékeny a környező lakosság vízhasználatára, illetve az időjárásra.

    A helyszínen készült fényképeken az látszik, hogy a vízszint csökkenésével együtt a homokos partok területe növekszik, a parti mólók szárazra kerülnek. A Seddini-tó változásait már a három évre visszatekintő Sentinel-2 műholdfelvételek egymásutánja is látványosan illusztrálja. Az alábbi animációhoz a Copernicus földmegfigyelési program látható és közeli infravörös tartományban dolgozó műholdpárosának képeiből válogattunk. Mindegyik augusztusban, egy (többnyire) felhőmentes napon készült, 2017-ben, 2018-ban, 2019-ben és 2020-ban. Olyan szokványos hamis színezést alkalmaztunk, amely pirossal a zöld növényzetet emeli ki.

    Az egyre inkább visszahúzódó Seddini-tó Sentinel-2 műholdképeken (2017. augusztus 17., 2018. augusztus 17., 2019. augusztus 27. és 2020. augusztus 16.), az élő növényzetet pirossal kiemelő hamis színezéssel. (Képek: módosított Copernicus Sentinel adatok 2017–2020 / Sentinel Hub / Geo-Sentinel)

     

    A tó mélyebb vize sötétkék, az évek során viszont láthatóan egyre inkább átadja a helyét a part mentén egyre terjeszkedő, világos színű, homokos területeknek. Az utolsó évben a szárazra került egykori tófenéken már a megtelepedő növényzet is felismerhető. A 2017-es és 2020-as képek a csúszkával külön is összehasonlíthatók.

    (Képek: módosított Copernicus Sentinel adatok 2017, 2020 / Sentinel Hub / Geo-Sentinel)

    A kutatók szerint a brandenburgi tavak fő problémáját a klímaváltozás jelenti, de az emberi tevékenység is szerepet játszik benne.

    Kapcsolódó linkek:

  • Bejrút radarral, még egyszer

    Az augusztus 4-én történt bejrúti kikötői robbanás következményeiről előző blogbejegyzésünkben mutattunk műholdképeket, egyrészt a Copernicus program Sentinel-2 optikai földmegfigyelő holdjaitól. Másrészt speciális színezéssel Sentinel-1 radarképeket kombináltunk és hasonlítottunk össze az esemény előttről és utánról. Ami a radaros adatokat illeti, természetesen nem végeztünk pontos és átfogó analízist, csak demonstrálni szerettük volna, hogy ezek a típusú műholdas mérések alkalmasak a felszínváltozások gyors detektálására.

    Az apertúraszintézis elvét használó radaros távérzékelő műholdak a mikrohullámú tartományba eső elektromágneses sugárzást bocsátanak le a földfelszín irányába, majd fedélzeti antennájukkal a lentről a műhold irányába visszavert jeleket detektálják. A radaros módszer előnye, hogy nappal és éjjel, derült és borult időben is egyaránt alkalmazható. Amikor a földfelszínen a radarhullámok szóródási, visszaverődési tulajdonságait megváltoztató változások történnek, az adott terület műholdas radarképe is megváltozik. Ilyen jelenség lehet például egy árvízi elöntés, egy földrengést követő felszíni elmozdulás, vagy – mint a mostani esetben – a romba dőlt vagy megsérült építmények.

    Blogbejegyzésünk megjelenésének másnapján napvilágot látott a NASA Advanced Rapid Imaging and Analysis (ARIA) csatapának és az Earth Observatory of Singapore (EOS) szakértőinek elemzése, amelyhez épp a Copernicus program Sentinel-1 radaros adatait használták fel. Az alábbi térképen a sötétvörös színű területek jelölik azokat a helyeket, ahol az épületekben a legnagyobb kár keletkezett. A narancs és sárga színek a robbanás által ugyancsak érintett, de az esetet kisebb pusztítással átvészelő területeket mutatják. Jól megfigyelhető, hogy a kikötői robbanás közvetlen környezetében a legsúlyosabbak a következmények.

    A bejrúti robbanás utáni épületkárok Sentinel-1 adatokból származtatott térképe, a július 29-én és augusztus 5-én készített felvételek alapján. Egy-egy képpont egy 30 m-es oldalhosszúságú négyzetnek felel meg. (Teljes kép: módosított Copernicus Sentinel adatok 2020 / NASA Earth Observatory / Joshua Stevens / ESA / EOS / NASA JPL / Caltech / U.S. Geological Survey / OpenStreetMap)

    Kapcsolódó linkek:

  • Kikötői robbanás Bejrútban

    Amint arról a híradások részletesen is beszámoltak, augusztus 4-én délután Libanon fővárosában, Bejrútban, a Földközi-tenger partján fekvő kikötőben hatalmas robbanás történt. Egy raktárban 2750 tonna ammónium-nitrátot tároltak, és a robbanásveszélyes anyag feltehetően egy közelben fellobbanó tűz hatására a levegőbe repült. A detonáció óriási károkat okozott a városban, épületek sérültek meg, váltak lakhatatlanná. A halálos áldozatok száma a százat is meghaladta, sok ezer a sérült, százezrek vesztették el otthonukat.

    A robbanás pusztításáról hamar napvilágot láttak nem csak a megdöbbentő helyszíni fényképek és videók, de a nagy (1 méter alatti) felbontású műholdképek is (ilyeneket például az Űrvilág portál híradásaiban itt és itt lehet megtekinteni). A megsemmisült raktár helyén egy hatalmas kráter keletkezett. A közvetlen közelében található épületek egy része összeomlott, másokban – mint például egy nagy gabonasilóban – jelentős károk keletkeztek. A robbanás lökéshulláma a kikötőben álló hajókat sem kímélte. A legnagyobb veszteség a 121 m hosszú Orient Queen óceánjáró volt, amely oldalára fordult, majd elsüllyedt. Személyzetéből ketten életüket vesztették.

    Az európai Copernicus földmegfigyelési program Sentinel műholdjai folyamatosan pásztázzák a felszínt, és szolgálatszerűen szállítják a szabadon és ingyenesen hozzáférhető adatokat. Természetesen Bejrút fölött is elrepültek a robbanás előtt és utána is. A keletkezett kráter kiterjedése és a pusztítás mértéke akkora, hogy még a közepes (10 m-es) felbontású Sentinel-2 optikai/infravörös műholdképeken is jól kivehető. Ezt illusztrálja az alábbi, a csúszka elmozdításával összehasonlítható képpár. Mindkettő majdnem tökéletesen felhőmentes körülmények között készült, az egyik még július végén, a másik augusztus 8-án, amikor az egyik Sentinel-2 hold először járt Libanon felett. A kikötői robbanás helyszíne a képek felső részén, középtájt látható.

    (Képek: módosított Copernicus Sentinel adatok 2020 / Sentinel Hub / Geo-Sentinel)

    A pusztítás érzékeltetésére készítettünk egy kompozit képet a Sentinel-1 radaros műholdak három felvételéből. Mindegyik amplitúdóképhez hozzárendeltük a három alapszín egyikét. A robbanást követő napon, augusztus 5-én felvett adatokból lett a vörös, az előző két, ugyanolyan körülmények között felvett képből pedig a zöld (július 30.) és kék (július 24.). A műholdelhaladások közt tehát 6 napos időszakok teltek el. Míg az első két időpontban a fő változásokat a kikötőben és a part közelében látható hajók elmozdulása jelenti (ezek a legfeltűnőbb színes foltok), a harmadik időpontban a robbanás pusztítása nyomán bekövetkezett változások is megfigyelhetők. Ahol piros színt látunk megjelenni – elsősorban a kráter közvetlen környezetében –, ott a radarvisszhangot az épületek törmelékei okozzák. Ezzel egyidejűleg teljes raktárépületek tűntek el a Sentinel-1 radarképről. Ezek türkiz színben látszanak, hiszen a két júliusi, kékkel és zölddel kódolt felvételen még épségben ott voltak. Ahol az építmények szürkés vagy fehér színben tűnnek fel, ott mindhárom alapszín nagyjából egyenlő arányban keveredik. Ezeknek legalább a szerkezete egyben maradt, hiszen a robbanás előtt és utáni Sentinel-1 képeken is megjelennek.

    A bejrúti kikötőnek és környékének Sentinel-1 kompozit radarképe két robbanás előtti és egy közvetlenül a katasztrófát követő időpontban gyűjtött adatok alapján, három különböző alapszín kombinációjával. A piros és türkiz színek jelölik rendre a robbanás után megjelent új, illetve az esemény következtében eltűnt korábbi radarvisszaszóró objektumokat. (Kép: módosított Copernicus Sentinel adatok 2020 / Sentinel Hub / Geo-Sentinel)

    A műholdas távérzékeléssel nyert adatokat – legyenek azok nagy vagy kevésbé finom felbontásúak – a helyi hatóságok használhatják a károk felmérésére, a mentés és a helyreállítás szervezésének segítésére.

    Kapcsolódó linkek:

  • Felszínváltozások a mexikói földrengés nyomán

    Június 23-án délelőtt, helyi időben fél 11 előtt erős földrengés rázta meg a Mexikó déli részén fekvő Oaxaca állam területét. A 7,4-es magnitúdójú földmozgás nyomán több ezer épületben keletkezett kár, a lakosság egy részét ki kellett telepíteni, és szökőárriadót is elrendeltek. Ahogy ilyen természeti katasztrófák után szokás, a kutatók a lehető leghamarabb elkezdték elemezni a Copernicus program Sentinel-1 radarműholdjainak az esemény előtt és közvetlenül utána gyűjtött adatait, hogy képet kapjanak a földrengés okozta felszínmozgásokról.

    Mexikó a Föld szeizmikusan aktív régiói közé tartozik. Területe három nagy tektonikus kőzetlemez (Észak-amerikai-, Kókusz- és Csendes-óceáni-lemez) találkozásánál fekszik. Az ország déli része alatt az Észak-amerikai-lemez ütközik a Kókusz-lemezzel, ez utóbbi a másik lemez alá bukik – ezt nevezik szubdukciós zónának. A rengéseket a lemezt felépítő kőzetben folyamatosan felgyülemlő rugalmas feszültség időnkénti hirtelen felszabadulása okozza.

    A június végi Oaxaca rengés epicentruma – a rengés keletkezési pontja fölötti felszíni pont – Santa María Zapotitlán városától 12 km-re délnyugatra volt. Még aznap egy sor erős utórengést detektáltak, 24 órán belül pedig további ötöt.

    A tudomány mai állása szerint a földrengések kipattanásának pontos helyét és idejét nem lehet előre jelezni. De a műholdradar-interferometria módszerével nagy területre kiterjedően, pontosan meg lehet állapítani, hogy a rengés milyen hatással volt a felszínre.

    A képeken látható interferogram a Sentinel-1A és -1B műholdak adatai alapján készült. A színskála a műholdirányba visszaszórt jelek fázisváltozását szemlélteti, ami a felszín koszeizmikus deformációjára vezethető vissza. Egy, a kéktől a liláig terjedő skála egy teljes (2π) ciklus fáziskülönbségének felel meg a képen. Ez hullámhosszba átszámítva kb. 55,5 mm-t jelent. Ahol a térképen kis kiterjedésű területen gyorsan „váltakoznak” az interferogram színei, ott volt a legjelentősebb elmozdulás. (Kép: módosított Copernicus Sentinel adatok 2020 / feldolgozás: ESA, CC BY-SA 3.0 IGO)

    A Csendes-óceán partja közelében, ahol az epicentrum volt, az elmozdulások megközelítették a fél métert. A Sentinel-1 műholdpáros mérései arra is módot adnak, hogy ne csak a műhold látóirányába eső mozgásokat térképezzék fel, hanem felbontsák azt függőleges és kelet–nyugati irányú komponensekre. Ehhez az kell, hogy a két különböző irányú – északtól délre, illetve délről északra tartó – műholdpályákról, vagyis eltérő látóirányokból érzékelt adatokat kombinálják. Már tervezik az Európai Űrügynökség Harmony (korábbi nevén Stereoid) radaros tudományos küldetését, amely egy harmadik nézőpontból is végezhet megfigyeléseket, lehetővé téve akár a mozgások felbontását a tér mindhárom dimenziójában. Maga a Sentinel-1 sorozat – amely elsősorban nem tudományos, hanem szolgáltatási célra készült – várhatóan még hosszú évtizedekig szolgálja majd az ilyen irányú kutatásokat, hiszen az Sentinel-1C és -1D műholdak építése rendben folyik, és még idén elkezdik a következő műholdgeneráció tervezését.

    Kapcsolódó linkek: