Mindannyian érzékeljük, hogy a földmegfigyelés hasznos, és társadalmi szempontból bőven „megéri” megépíteni, pályára állítani és üzemeltetni a távérzékelő műholdakat. De nem könnyű a címben feltett kérdésre pontosan, számszerűen válaszolni. Mégis néha szükséges, ha a döntéshozókat vagy az adófizetőket meg kell győzni a műholdas programok létjogosultságáról.
2015 őszén a távérzékelési vállakozáskat tömörítő európai szervezet (European Association of Remote Sensing Companies, EARSC) egy tanulmányt tett közzé, amelyben megbecsülték a Copernicus programban a radaros távérzékelés gazdasági értékét, legalábbis az alkalmazásának egyetlen specilis területén, a Balti-tengeren folyó téli tengeri hajózásban. A szervezet a későbbiekben hasonló, de más alkalmazási területekre vonatkozó tanulmányokat is tervez készíteni az Európai Űrügynökség (ESA) megbízásából.
Mindjárt az elején a lényeg: a szakértők elemzése szerint a műholdradaros megfigyelések révén Finnországban és Svédországban évente 24 millió és 116 millió euró közötti gazdasági haszon keletkezik. A téli tengeri kereskedelmi hajózás számára a Balti-tenger fő útvonalainak és a kikötőknek a jégmentesen tartása elsőrendű fontosságú. A jégtörők munkáját hatékonyan segítik azok az előjelzések, amelyeket az apertúraszintézises műholdradaros (SAR) méréseken alapulnak. Ha minden jól működik, rövidülnek a menetidők és csökken a bizonytalanság, optimálisan lehet tervezni a kikötők üzemeltetését, az áruk és nyersanyagok érkezését és indulását. Érdekes – és a hajózás fontosságát jól megvilágító – adat, hogy Finnország export-import forgalma 90%-ban a tengeri áruszállításon alapul.
A tanulmányban közölt minimális és maximális összeg nagy eltérését a számítások alapjául vett feltételezések és a becslések bizonytalansága adja.
Az európai Copernicus földmegfigyelési program radaros távérzékelő műholdsorozatának, a Sentinel-1-nek a második képviselője 2016. április 25-én indult el Föld körüli pályájára. Egy Szojuz hordozórakétával Dél-Amerikából, a Francia Guyanában fekvő Kourou űrközpontból emelkedett a magasba. A Sentinel-1B berendezései rendben működnek, a műszerek kalibrálása jelenleg folyik és várhatóan hamarosan befejeződik. Ezek után az apertúraszintézis elvén működő C-sávú radarral felszerelt két, poláris pályán keringő Sentinel-1 műhold, az A és B jelű kötelékben (azonos alakú pályán, de egymással szemben, 180°-os eltéréssel) repülve még rövidebb visszatérési idővel figyelheti a földfelszínt.
Nem sokkal a start után tette közzé az ESA azt a látványos felgyorsított filmet, amelyen a Sentinel-1B indítási előkészületei és maga a start követhető – mindössze 3 percbe sűrítve:
A videó bevezető képein, középtájt a figyelmes szemlélő felfedezheti a magyar zászólt is, amint az ESA többi tagállamának lobogóival együtt (felgyorsítva) lengeti a szél az űrközpont bejáratánál. Utána a műholdat – természetesen összehajtott napelemtáblákkal és radarantennával – felhelyezik a rakéta Fregat végfokozatára. Majd rájuk kerül a két félből álló védőborítás, amely majd csak a légköri emelkedés után válik le. Az egészet függőleges helyzetben szerelik rá az orosz gyártmányú Szojuz rakéta tetejére. Az indítás előtt a rakétáról eltávolítják a mozgatható szerelőállványt, aztán következhet a start!
Ha az angol–magyar szótárat fellapozzuk, azt találjuk, hogy a sentinel jelentése őrszem. Ezt választották az európai Copernicus program számára dedikált műholdak nevéül. Az űreszközöket az Európai Bizottság megbízásából az Európai Űrügynökség (ESA) gyártatja le és állítja pályára. A korszerű európai műholdas földmegfigyelési program egyik megalapozójának tekinthető, 2002-től 2012-ig működött Envisat megtervezésekor még más alapelveket követtek. Az Envisat volt ugyanis a valaha épült legnagyobb, legösszetettebb távérzékelő műhold, fedélzetén tíz különböző érzékelővel. Az új Sentinel sorozat hat műholdcsaládja jórészt az Envisat örökébe lép, de a „családtagok” egyszerre egyetlen, vagy csak néhány típusú megfigyelésre lesznek alkalmasak. Így elkészítésük, esetleges pótlásuk könnyebb, összességében a feladataikat rugalmasabban tudják végrehajtani. Számozásuk a feladatukra utal, a szám mögötti betű pedig ugyanannak a családnak az egymás után felbocsátott tagjait jelöli ábécérendben. Így például a Sentinel-1A az elsőként pályára állított tagja a Sentinel-1 sorozatnak. (Egyúttal ez volt a legelsőként felbocsátott Sentinel műhold.) A Sentinel-1 műholdak C-sávú apertúraszintézises műholdradar-berendezéssel vannak felszerelve, és bizonyos értelemben az Envisat ASAR (Advanced Synthetic Aperture Radar) műszere folytatásának számítanak.
Lássuk dióhéjban, milyen feladatokra készül és milyen berendezéseket visz magával a Sentinelek hat különböző családja.
Sentinel-1:
Mint már említettük, ezek a műholdak radaros távérzékelést végeznek, így napszaktól és időjárástól függetlenül is képesek a felszín leképezésére. A Sentinel-1A 2014 áprilisában, a Sentinel-1B két évvel később, 2016 áprilisában állt pályára. Azonos alakú, alacsony, a pólusok fölött húzódó pályán, egymással „szemben” keringenek a Föld körül, így optimalizálják a visszatérési időt a földfelszín egy adott területére vonatkoztatva. Már megkezdődtek az előkészületek két újabb műhold gyártására (1C és 1D), ami lehetővé teszi, hogy legalább a 2030-as évek végéig folyamatos legyen a mérések sorozata.
Sentinel-2:
A műholdak a látható fény és a közeli infravörös hullámhosszak tartományában, összesen 13 sávban (színben) készítenek felvételeket, elsősorban a szárazföldi területek vizsgálatát megcélozva. A család első tagja, a Sentinel-2A 2015 júniusában indult. A második, a 2B jelű 2016 vége előtt startolhat. Poláris napszinkron pályáról 290 km széles felszíni sávokat térképeznek fel, 10 m-es felszíni felbontással. Ugyancsak megrendelték már a harmadik és negyedik (2C és 2D jelű) űreszközt.
Sentinel-3:
Ezek a műholdak változatosabb műszerezettséggel épültek. Fedélzetükön egy közepes felbontású, 21 hullámhosszon érzékeny optikai kamera, egy a felszínhőmérséklet mérésére alkalmas infravörös sugárzásmérő, egy mikrohullámú sugárzásmérő, és egy az apertúraszintézis elvén működő radaros magasságmérő (altiméter) repül. Az első példány, a Sentinel-3A is működik már, startja 2016 februárjában megtörtént. Fő feladata az óceánok hőmérsékletének, színének és vízszintjének a vizsgálata, de a szárazföldek fölött például a növényzet állapotának megfigyelésére és tüzek detektálására alkalmazzák.
Sentinel-4:
Az ultraibolya, látható és infravörös tartományban működő nagyfelbontású spektrométerek a harmadik generációs Meteosat (MTG) meteorológiai műholdakon repülnek majd. A Sentinelek előző három családjával ellentétben a Sentinel-4-ek nem alacsony, hanem 36 ezer km magas geostacionárius pályára kerülnek. Főleg a légkör összetételét, az aeroszolokat vizsgálják majd, adataikat a levegő minőségének monitorozásához és a klímaváltozás kutatásához használják. Az első ilyen műhold indítása a jelenlegi tervek szerint 2021 előtt nem várható.
Sentinel-5:
A Sentinel-5 képalkotó spektrométerei ugyancsak az EUMETSAT szervezet által üzemeltetett meteorológiai műholdakon, de alacsony poláris pályákon repülnek majd, méghozzá a második generációs MetOp holdakon, a légkör összetételének megfigyelésére. Amíg 2021 körülre el nem készül az első „igazi” Sentinel-5, addig áthidaló megoldásként, holland együttműködésben tervezik a Sentinel-5 Precusor (előfutár) felbocsátását, 2016 végén. (Így tehát ha valaki a Sentinel-5P jelöléssel találkozik, akkor kivételesen ne tekintse a P betűt sorszámra való utalásnak…) A Sentinel-5 az Envisat sikeres SCIAMACHY (SCanning Imaging Absorption SpectroMeter for Atmospheric CHartographY) műszerének a régi műhold leállásával megszakadt mérési sorozatát folytatná.
Sentinel-6:
Sentinel-6 nagy pontosságú radaros altiméterével a tengerfelszín magasságának mérésére, a Jason műholdsorazat feladatainak folytatására készül. Méréseit oceanográfiai és éghajlati vizsgálatokhoz, illetve az időjárás-előrejelző modellek bemenő adataiként használják majd. Az első start 2020 előtt nem várható.
Ha azt kérdeznénk, ki Kopernikusz, talán többen tudnák azonnal rávágni a választ: Nikolausz Kopernikusz (vagy latinos írásmóddal: Nicolaus Copernicus) lengyel csillagász, aki a XVI. század elején felismerte, hogy a Föld és a többi bolygó a Nap körül kering, megalkotva a heliocentrikus világképet, s ezzel forradalmasítva a középkori tudományos gondolkodást.
Az Európai Unió (EU) döntés-előkészítő szerve, az Európai Bizottság, valamint az Európai Űrügynökség (ESA) közös nagyszabású földmegfigyelési programját még 1998-ban kezdeményezték, GMES (Global Monitoring for Environment and Security) néven. Később kapta a Copernicus nevet, ami 2012 vége óta számít hivatalosnak. Az elnevezésen nem érdemes sokat tanakodni, hiszen Kopernikuszé egy jól ismert tudományos „márkanév”. Azonban míg a lengyel csillagász maradandó érdeme volt a Napot állítani a „világ közepébe”, addig a Copernicus program középpontjába éppenséggel saját bolygónk, a Föld került.
A Copernicus program feladata globális, folyamatos, nagy mértékben automatizált, megbízható, pontos, gyors földmegfigyelési adatok biztosítása szolgálatszerűen, nem utolsósorban műholdas eszközök felhasználásával, a lehető legváltozatosabb formákban és adattípusokkal. A műholdas mérési adatokat pedig könnyen, szabadon elérhetővé tenni minden felhasználó számára. Ha valami valóban kopernikuszi fordulatnak számít a programmal kapcsolatban, akkor ez a korlátlan adathozzáférés az. Hihetetlen mennyiségű adatról lesz (és már van is) szó, aminek a tárolása, feldolgozása, értelmezése és szolgáltatása nem kis feladat.
A fő cél a társadalom és a gazdaság számos területén a műholdas távérzékelési adatok hasznot hozó – vagy ami ezzel egyenértékű, károkat megelőző – alkalmazása. Ilyen területek például a környezetgazdálkodás, a fenntartható fejlődés, a klímaváltozás hatásainak felmérése, a mezőgazdaság, a katasztrófák megelőzése és következményeinek enyhítése, az egészségügy, a közlekedés, a tudományos kutatás, és még sorolhatnánk. A világ legösszetettebb földmegfigyelési programjára Európa 2020-ig a becslések szerint összesen 6,7 milliárd eurót költ az adófizetők pénzéből. A gazdasági haszon azonban, amit az adatok felhasználásától és az új alkalmazások által generált gazdasági fejlődéstől, munkahelyteremtéstől remélnek, a befektetett összeget hosszabb távon sokszorosan meghaladja majd. Az EU és az ESA hosszú távú elkötelezettsége a program mellett garanciát jelent a kiszámíthatóságra, a szolgáltatások kifejlesztésébe való befektetés megtérülésére.
A Copernicus program három fő pilléren alapul. Az egyikük az űrkomponens, amelynek részei maguk a Föld körül keringő, a méréseket végző mesterséges holdak, valamint azok földi követőállomás-hálózata. A második pillért a földi vagy légi adatgyűjtésre alkalmas mérőhálózatok jelentik. Végül a Copernicus fontos eleme az adatok alapján a felhasználóknak nyújtott szolgáltatások rendszere.
Következő bejegyzésünkben a Sentinel műholdak hat családjával ismerkedünk meg, amelyek a Copernicus űrkomponensének gerincét alkotják, és tagjaik kifejezetten a program keretében álltak (vagy állnak majd a későbbiekben) pályára. Mellettük természetesem más földmegfigyelő műholdas programok során gyűjtött adatokat is felhasznál a Copernicus.
Mindjárt az elején a lényeg: a szakértők elemzése szerint a műholdradaros megfigyelések révén Finnországban és Svédországban évente 24 millió és 116 millió euró közötti gazdasági haszon keletkezik. A téli tengeri kereskedelmi hajózás számára a Balti-tenger fő útvonalainak és a kikötőknek a jégmentesen tartása elsőrendű fontosságú. A jégtörők munkáját hatékonyan segítik azok az előjelzések, amelyeket az apertúraszintézises műholdradaros (SAR) méréseken alapulnak. Ha minden jól működik, rövidülnek a menetidők és csökken a bizonytalanság, optimálisan lehet tervezni a kikötők üzemeltetését, az áruk és nyersanyagok érkezését és indulását. Érdekes – és a hajózás fontosságát jól megvilágító – adat, hogy Finnország export-import forgalma 90%-ban a tengeri áruszállításon alapul.
