مروری بر ارزیابی عملکرد تاسواره ها در ماموریت های سنجش از دور

سنجش از دور شامل جمع آوری اطلاعات در مورد ویژگی های فیزیکی، شیمیایی و زیستی اهداف روی سطح زمین است. در دهه ی اخیر، تاسواره ها (CubeSats) از ابزارهای آموزشی محض به سکوهای استاندارد و ارزان قیمت برای نمایش فناوری و قرارگیری محموله های علمی- تحقیقاتی در مدار زمین تبدیل شده اند. تاسواره، به نوعی از ماهواره های کوچک متشکل از واحدهای مکعب شکل در ابعاد 10×10×10 سانتیمتر مکعب و وزنی در حدود 3/1 کیلوگرم گفته می شود. استفاده از فناوری نانو برای کوچک سازی قطعات الکترونیکی با کیفیت فضایی، کاهش هزینه و زمان برای توسعه ی فناوری های مرتبط با ساخت محموله و باس ماهواره و امکان قرارگیری منظومه ای از ماهواره های تاسواره در مدار تنها با یک پرتاب، ازجمله مزایایی است که شرکت ها و سازمآن های فضایی را نسبت به طراحی و ساخت این گونه ماهواره ترغیب نموده است.

در این مطالعه، به مرور مشخصات فنی، توانایی ها، کاربردها و محدودیت های تاسواره برای ماموریت های مشاهدات زمین پرداخته می شود تا با ارزیابی این ماموریت ها بتوان چشم انداز روشنی برای آینده ی کاربری های سنجش از دوردر کشور، متصور شد. در ابتدا، گزارشی از توسعه و ماموریت های جدید تاسواره های سازمآن های فضایی، دانشگاه ها و شرکت های خصوصی ارایه می گردد. پس از مروری جامع با دید سامانه بر توانمندی باس تاسواره و محدودیت های بالقوه و اثرات آن بر روی ماموریت های مشاهدات زمین، به کاربردهای تاسواره پرداخته می شود. درنهایت، این نتایج با الزامات فنی ماموریت های مشاهدات زمین مقایسه شده و توانمندی ماهواره های تاسواره برای انجام این ماموریت ها ارزیابی می شود. بر این اساس، امکان انجام چندین ماموریت مشاهدات زمین توسط ماهواره های تاسواره شناسایی شده که به صورت بالقوه با توانمندی های این نوع ماهواره سازگار می باشند.

منظومه های تاسواره، حجم زیادی از تصاویر ماهواره ای را به زمین ارسال می کنند که خود موجب شکل گیری کلان داده ی سنجش از دوری شده و بنابراین نیازمند به کارگیری هوش مصنوعی برای محاسبه، پردازش و ذخیره ی کلان داده ها است. قیمت پایین، ابعاد کوچک، چرخه ی تولید و توسعه در زمان کوتاه و کاهش زمان دید مجدد، یکی از مهم ترین مزایای تاسواره ها است که پایش مخاطرات طبیعی و نظارت مستمر بر محیط زیست را میسر کرده است. علاوه بر معماری ساده و کاهش هزینه های توسعه و پرتاب تاسواره ها، نیاز به سرمایه گذاری کمتر نیز، امکان مشارکت شرکت های خصوصی و دانشگاه ها در ماموریت های فضایی را فراهم نموده است. در کنار نقاط قوت منظومه ی تاسواره های مشاهدات زمین، می توان به توان تفکیک رادیومتریک پایین، کاهش نسبت سیگنال به نویز و درنتیجه کاهش کیفیت تصویر در مدارات غیرخورشید آهنگ، تفکیک پذیری طیفی پایین و وابستگی به تصاویر ماهواره های بزرگ و تصاویر پهپادی، به عنوان نقاط ضعف کنونی آن ها اشاره کرد.

پایش به هنگام سوانح طبیعی، آتش سوزی جنگل ها و طغیان رودخانه ها از جمله کاربردهای اصلی تاسواره ها می باشد که به دلیل توان تفکیک زمانی بالای منظومه های تاسواره، این امکان فراهم شده است. همچنین، پایش بیابان زایی، پایش خشکسالی، پایش تغییرات اقلیمی و بررسی اثرات آن بر کاهش یخچال های طبیعی، ردیابی فعالیت های بشر و تاثیرات زیست محیطی و اقتصادی آن، بررسی آلودگی نوری شهرها، گسترش شهرها، تخمین قیمت مسکن و پایش حاشیه نشینی در شهرهای بزرگ، از دیگر کاربردهای منظومه های تاسواره می باشد. در حال حاضر، از تصاویر این منظومه ها به عنوان مکمل تصاویر ماهواره های بزرگ برای بهبود توان تفکیک زمانی و رویت مناطق خاص در یک محدوده ی زمانی خاص از شبانه روز استفاده می شود.