Uncategorized

NISAR: magyar elsőség a világ eddigi legdrágább földmegfigyelő műholdjával

Az amerikai és az indiai űrügynökség (a NASA és az ISRO) 2025. július 30-án bocsátotta fel NISAR (NASA–ISRO Synthetic Aperture Radar) nevű, közösen fejlesztett radaros földmegfigyelő műholdját. Ez a világ első olyan távérzékelő űreszköze, amelyen egyszerre repül egy L-sávú (1,25 GHz frekvencia, 24 cm hullámhossz) és egy S-sávú (3,20 GHz frekvencia, 9,3 cm hullámhossz) apertúraszintézises radarberendezés (synthetic aperture radar, SAR). Az előbbit az amerikai, az utóbbit az indiai partner építette.

Az L-sávú radarjelek áthatolnak az erdők lombkoronáján, így alkalmasak többek közt a talaj nedvességtartalmának mérésére, valamint hosszabb távon a jégfelületek és a szilárd földfelszín mozgásának detektálására is. Mindez segít többek közt a földrengések, vulkánkitörések és földcsuszamlások hatásainak vizsgálatában. Az S-sávú SAR műszer érzékenyebb a nedvességre, a növényzetre, és nagyobb a felszíni felbontása. Ezek alkalmassá teszik a mezőgazdasági hasznosításra, a füves területek, a vizes élőhelyek, a talajnedvesség változásainak és a növényzet növekedésének vizsgálatára. Általában a radaros megfigyelési módszer lehetővé teszi a megfigyeléseket a felhőtakarón keresztül és éjszaka is.

A 12 m átmérőjű radarantennával felszerelt NISAR a Föld körül. A műhold egy adott pálya menti helyzetbe 12 naponta visszatérve újra és újra felméri lényegében a teljes földfelszínt. (Fantáziakép: NASA / JPL-Caltech)

A világ eddigi legdrágább, mintegy másfél milliárd dollárból elkészített földmegfigyelő műholdjának adatait az üzemeltetői szabadon hozzáférhetővé teszik, ami lehetőséget ad a „kísérletezésre”, széles körű tudományos és gyakorlati alkalmazások kifejlesztésére is. Ez annál is inkább fontos, mert a – szintén nyílt adatpolitikát folytató – európai Copernicus földmegfigyelési program keretében is készül egy L-sávú radaros műhold, a ROSE-L (Radar Observing System for Europe in L-band). A 2028-ban felbocsátani tervezett ROSE-L jól kiegészíti majd a Copernicus C-sávú (5,4 GHz frekvencia, 5,6 cm hullámhossz) Sentinel-1 radaros műholdjainak képességeit. Az immár több mint egy évtizedre, egészen 2014-ig visszanyúló Sentinel-1 adatok alapján a Geo-Sentinel már elkészítette Magyarország teljes területének nagy pontosságú felszínmozgástérképét és épületszintű mozgástörténeti adatbázisát.

A NISAR mérései alapján sem csak „pillanatfelvételeket” lehet készíteni a Földről, hanem eltérő időpontokban gyűjtött adatokból, interferometrikus (Interferometric SAR, InSAR) módszerrel a szilárd felszín elmozdulásaira is lehet következtetni. Bár természetesen nem áll még rendelkezésre olyan hosszú időbázis, mint a C-sávú Sentinel-1 esetén, de a Geo-Sentinel máris előállította az első differenciális InSAR képet, amely a NISAR Magyarország területe fölött gyűjtött adatainak felhasználásán alapul.

NISAR és InSAR: a műholdradar-interferométeres mérések elvének szemléltetése. A műholdra visszavert radarjelek fázisának változásaiból következtetni lehet a felszín műholdirányú elmozdulására két (vagy akár sokkal több) időpont között. Az ábrán példaként egy földrengést követő hirtelen elmozdulást láthatunk, de a felszín még számos más természetes, illetve az emberi tevékenységhez kapcsolódó okból is folyamatosan változhat. (Kép: NASA)

Az alábbi képhez felhasznált L-sávú mérések 2025. október 28-án, illetve 2026. január 20-án, vagyis közvetlenül a NISAR beüzemelése utáni időszakban készültek. Még nem tökéletes minden, a bal felső sarokban (Ausztria területén, Bécstől északra) látható diffúz, a teljes kép csak egy kis hányadát érintő világos színű folt oka például egy olyan kalibrációs hiba, amelynek a javításán még dolgoznak a NASA szakemberei.

A részben Magyarország területét ábrázoló első L-sávú NISAR interferogram a 2025. október 28. és 2026. január 20. napokon végzett műholdas radarmérések alapján készült. Hazánk északi részén kívül érinti még Szlovákia, Ausztria, Csehország, sőt egy kicsit Lengyelország területét is. Budapest alul középtájt látható, az ország- és megyehatárok, valamint a városnevek feltüntetése segíti a tájékozódást. A színskála a fáziseltéréseket mutatja, egy teljes ciklus (például a sárgától a sárgáig) műholdirányú távolságban kifejezve fél hullámhossznak (12 cm) felel meg. A nagy térbeli skálán látható lassú fázisváltozások itt a légköri hatásokra, és nem a felszín deformációjára vezethetők vissza. (Adatok: NASA / JPL-Caltech, feldolgozás: Geo-Sentinel Kft.)

Ezen kívül mi látható még a – legalább részben – Magyarország területéről készült, első és ezért „történelmi jelentőségű” NISAR interferogramon? A felszín elmozdulását tekintve szerencsére semmi: a két időpont között nem történt olyan esemény, ami miatt erre számítani lehetne. (Bár később, február 21-én volt egy 4,3-es erősségű földrengés a szlovák–magyar határnál, Somorja közelében, Mosonmagyaróvártól nem messze, még az sem okozhatott kimutatható felszínelmozdulást. Sokkal nagyobb energia felszabadulásával járó földrengések azonban valóban jelentősen átrendezhetik a felszínt, amit a 2020. decemberi horvátországi rengés után Sentinel-1 adatokból készített interferogramunk is jól illusztrál.)

A szivárvány színeiben lassan változó sávok ebben az esetben nem felszínmozgásra, hanem a légkör hatására utalnak. Az InSAR adatfeldolgozás során ugyanis az egyik legjelentősebb zajforrás maga a légkör, amelyen a műholdról lebocsátott és oda visszavert rádióhullámok oda- és visszaúton is áthaladnak. A légköri hatások korrekciója befolyásolja az interferogramok minőségét és a felszínmozgás becslésének pontosságát. E hatások a jel terjedési sebességének változásaira, és az ebből adódó fáziseltérésekre vezethetők vissza. Vagyis nem csak a szilárd földfelszín műholdirányú emelkedése vagy süllyedése, de – ha nem sikerül teljesen korrigálni – a légköri késleltetés is okozhat kisebb fáziseltéréseket a két mérési időpont között.

A Magyarországról elkészült legelső NISAR interferogram azt demonstrálja, hogy az új amerikai–indiai  műhold adatai alkalmasak a feladatra. A későbbiekben, hosszabb időtávon, még több időpontban végzett mérések bevonásával, a légköri hatások kiküszöbölésével ígéretes új mozgásvizsgálati eszközzel gyarapodhatunk.

A Geo-Sentinel Kft. az Európai Űrügynökség (ESA) földmegfigyelési programja (FutureEO) támogatásával vizsgálja az L-sávú radaros mérések felhasználási lehetőségeit a felszínmozgások felmérésére.

Kapcsolódó linkek