ماهواره های سنتینل: انقلاب در مشاهدات زمین برای دانش و توسعه پایدار

زمین دارای یک اکوسیستم پیچیده است که تحت تاثیر فرآیندهای طبیعی و فعالیت های انسانی قرار دارد و درک این فرآیندها یک ضرورت واقعی است. تغییرات محیطی از تغییرات اقلیمی تا کاهش منابع طبیعی، بر زندگی بشر، اقتصادها و رفاه نسل های آینده تاثیر می گذارد. بنابراین، نیاز به رصد جامع زمین هرگز تا این اندازه حیاتی نبوده است. برای توجه به این ضرورت، برنامه کوپرنیکوس در اوایل دهه 2000 توسط سازمان فضایی اروپا ایجاد شد. هدف این برنامه، ایجاد یک سامانه عملیاتی برای نظارت بر زمین با دسترسی رایگان و آزاد به داده های ماهواره ای با کیفیت بالا بود. ماهواره ای سنتینل، بعنوان هسته اصلی برنامه کوپرنیکوس، یکی از نمادهای پیشرفت بشریت در رصد زمین و پایش محیط زیست است. این مقاله به بررسی ماهواره ای سنتینل می پردازد و اهمیت، اصول اولیه و ویژگی های منحصر به فرد هر یک از ماهواره های سنتینل را نشان می دهد. ماهواره های سنتینل نسبت به ماهواره های نسل قبل از خود، به عنوان پلتفرم های عملیاتی منحصر به فرد محسوب می شوند.

در این مقاله چارچوب اصلی برنامه کوپرنیکوس، مانند دسترسی آزاد به داده های ماهواره ای، پوشش جهانی، پایداری عملیاتی، حسگرهای متنوع و چارچوب همکاری جهانی که کمک شایانی به پژوهشگران، سیاست گذاران و سایر بهره برداران داده های ماهواره ای کرده، مورد ارزیابی قرار گرفته است. مجموعه ماهواره ای سنتینل شامل ماهواره های متعددی است که تصاویری در محدوده های طیفی مختلف، با پوشش جهانی و زمان دید مجددهای مختلف از زمین اخذ می کنند. این ماهواره ها پایداری عملیاتی دارند و نسل های جدیدی از ماهواره ها برای جایگزینی ماهواره های قدیمی تر توسعه می یابند و به فضا پرتاب می شوند. هر ماهواره با حسگرهای خاص منطبق بر اهداف ماموریتی خود تجهیز شده است و این امکان را فراهم می کند که پایش خشکی ها، اقیانوس ها و جو کره زمین با بهترین ابزارهای ممکن از فضا صورت پذیرد.

ماهواره سنتینل-1 که به حسگر راداری مجهز شده است می تواند در باند فرکانسی C و توان های مکانی مختلف  از 5 تا 40 متر تصویربرداری کند. همچنین، این ماهواره قادر است در هر شرایط آب و هوایی و در هر ساعت از شبانه و روز تصویربرداری می کند که برای بسیاری از کاربردها ارزشمند است. دقت داده های سنتینل-1 در پایش تغییرات شکل سطح زمین، مدیریت بحران، مشاهدات یخ های قطبی و پایش اقیانوس ها بسیار بالاست. این نقش حیاتی در آشکارسازی و پایش فرونشست زمین در مناطق شهری موجب می شود که در برنامه ریزی شهری و کمک به پیشگیری از بحران تاثیرگذار باشد. از سوی دیگر، ماهواره سنتینل-2 با حسگر چندطیفی، ابزار قدرتمندی برای مشاهدات زمین ارایه می دهد. با ثبت داده ها در یک محدوده طیفی گسترده در 13 باند طیفی از مریی تا مادون قرمز موج کوتاه، این ماهواره توانسته است درک ما از ویژگی های سطح زمین را عمیق تر کند. زمان دید مجدد این ماهواره امکان  پایش محصولات زراعی و ارزیابی سلامت پوشش های گیاهی را فراهم کرده است. همچنین، توان تفکیک مکانی تصاویر ماهواره سنتینل-2 در برنامه ریزی شهری، پایش سلامت درختان و پایش سوانح طبیعی از جمله مانند آتش سوزی و سیل عامل موثری است. علاوه بر این، عرض گذر بالای این ماهواره به پوشش کارآمد مناطق وسیع کمک می کند و بهره وری آن در پایش محیط زیست را افزایش می دهد .

برنامه کوپرنیکوس به چندین اصل کلیدی مشخص شناخته می شود که موفقیت آن ها را تضمین کرده است. این اصول شامل دسترسی آزاد به داده ها، پوشش جهانی، پیوستگی عملیاتی، حسگرهای متنوع و چارچوب همکاری جهانی است. اصل دسترسی آزاد این اطمینان را به عموم کاربران اعم از پژوهشگران، سیاست گذاران و شرکت های تجاری داده است که یک جریان پیوسته از تصاویر ماهواره ای پشتیبان فعالیت های آنها خواهد بود. برنامه کوپرنیکوس با منظومه ای از ماهواره ها پوشش جهانی با زمان دید مجدد مطلوب را تضمین می کند. پیوستگی عملیاتی این برنامه موجب شده است تا نسل های جدید از ماهواره ها برای جایگزینی نسل های قدیمی توسعه داده و پرتاب شوند، تا جریان مستمر داده ها به طور مداوم تضمین شود. هر ماهواره سنتینل با حسگرهای خاصی که به منظور اهداف ماموریتی خود طراحی شده، تجهیز شده است و این امکان را فراهم می کند که زمین، اقیانوس ها، جو و موارد دیگر را نظارت کند. باتوجه به ویژگی های برنامه کوپرنیکوس، ماهواره های سنتینل دوره ای جدید از مشاهدات زمین را آغاز کرده اند و یک ابزار قدرتمند و چندمنظوره برای پایش و درک اکوسیستم کره زمین فراهم آورده اند.