איך מצלמות בלוויינים מצליחות לצלם תמונות ב-HD
טֶכנוֹלוֹגִיָה עם המספר ההולך וגדל של משימות תצפית כדור הארץ וחקר החלל, עולה גם הדרישה למצלמות לוויין איכותיות. כיום, מספר דגמים מיועדים ליישומים שונים, החל ממעקב אחר שינויי אקלים ועד לניהול משאבי טבע.
אז איך עושים מצלמות בלוויינים לעבוד, ולמה להשתמש במצלמות לווין? ענינו על שאלות אלו ועוד בסעיפים למטה.
תוכן העניינים
מהי מצלמת לוויין?
מצלמת לוויין היא מטען אופטי על לוויין שנועד לצלם תמונות בחלל לפני שליחתן חזרה לכדור הארץ. ערכות מצלמות אלו כוללות עיצוב ייחודי המאפשר להן לפעול בצורה מיטבית בתנאי סביבה קשים. עם זאת, המצלמות בלוויינים אינן פועלות כמו מצלמות סמארטפונים רגילות; במקום זאת, הם משתמשים במספר מכשירים כגון חיישני אינפרא אדום, גלאי חום ומסנני אור גלוי.
לוויינים המשוגרים לחלל למשימות תצפית על כדור הארץ נושאים איתם מערכי מצלמות לוויינים ומערכות תקשורת שונות. ישנם שלושה מסלולים שבהם פועלים לוויינים מלאכותיים: כדור הארץ הנמוך, כדור הארץ הבינוני ומסלולים גיאוסטציונריים. מסלול כדור הארץ הנמוך קרוב יותר לפני השטח של כדור הארץ, בעוד המסלול הגיאוסטציונרי רחוק יותר. סוג ועיצוב המצלמה בלוויינים אלה משתנים.
להלן כמה מהשימושים הנפוצים של מצלמת לוויין:
- ניטור משאבי טבע - עוקב אחר חוות חקלאיות, מקווי מים מתוקים ומקורות אנרגיה כגון מכרות פחם. הם גם מדווחים ומגיבים על אסונות טבע כמו שיטפונות, רעידות אדמה וצונאמי.
- חיזוי מזג אוויר - מסייע בחיזוי והפחתה של שינויי אקלים.
- ניטור מגמות חיות בר ומגוון ביולוגי - נדידת ציפורים וחיות בר ומעקב אחר מיני בעלי חיים וצמחים בסכנת הכחדה.
- מדידת שינוי שימושי קרקע - תמונות ברזולוציה גבוהה מהחלל יכולות לעזור לנטר אירועים כמו כריתת יערות, בצורת וכו'.
כיצד פועלת מצלמת לוויין?
מצלמות בלוויינים פועלות בדיוק כמו מצלמות תעופה וחלל. הם נועדו ללכוד תמונות של עצמים כדור הארץ וחלל באמצעות גלים אלקטרומגנטיים (EM). אז במקום לצלם תמונות דיגיטליות, הם משתמשים בגלאי חיישנים כדי לסרוק את פני כדור הארץ לאיתור קרינת EM שנפלטת או מוחזרת.
חיישנים אלה שולחים אותות רדיו, אינפרא אדום או תרמיים בפורמט דיגיטלי, כאשר תוכנה מיוחדת מסננת את האותות ומציירת תמונה מתאימה. ישנם שלושה סוגים של צילומי לוויין: פנכרומטי, רב-ספקטרלי והיפר-ספקטרלי.
מצלמה בשחור-לבן מצלמת תמונות פנכרומטיות בחללית. לתמונות רב-ספקטרליות יש לפחות שלושה צבעים גלויים, אדום, כחול וירוק (RBG), בעוד שתמונות היפר-ספקטרליות מתעדות כמה פסים צרים המכסים ספקטרום אור מתמשך. תמונות רב-ספקטרליות משמשות ליישומי הדמיה מתקדמים, למשל, מעקב אחר שינויים עדינים בצמיחת הצמחייה.
כיצד לבחור את מצלמת הלוויין הנכונה
עם מספר מודולים של מצלמת לוויין בשוק, בחירת מצלמת הלוויין הטובה ביותר יכולה להיות חוויה מרתיעה. למרות זאת, ישנם גורמים מסוימים שאתה יכול להיזהר מהם כדי לבחור את מודול מצלמת הלוויין המתאים למשימות התצפית הייחודיות שלך בכדור הארץ או לחקר החלל. גורמים אלה כוללים:
- רזולוציית מצלמת לוויין - בהתאם ליישום הייחודי של מצלמת הלוויין שלך, עליך לבחור אחת עם הרזולוציה הנכונה. מצלמה המיועדת ליישומי הדמיה ומיפוי מגיעה עם רזולוציה גבוהה.
- גודל ומסה פיזיים - הגודל והמסה הפיזיים של המצלמה צריכים להיות תואמים לזו של הלוויין. במילים אחרות, הלוויין צריך להיות גדול וחזק מספיק כדי להכיל את מצלמת הלוויין.
- GSD ו-Swath - ככל שה-GSD קטן יותר ( מרחק דגימת קרקע ), ככל שהרזולוציה המרחבית של התמונה גדולה יותר והתמונות מפורטות יותר. סוואט הוא האזור המצולם על פני כדור הארץ. ככל שה-Swath גדול יותר, כך גודל השטח הנלכד גדול יותר, אך התמונות פחות מפורטות. רוב מודולי מצלמות הלוויין מגיעים עם סוואט שנע בין 10 ק'מ ל-100 ק'מ.
מלבד הגורמים לעיל, אתה גם רוצה לשים לב גם לתוחלת החיים של הלוויין וגם של המצלמה. כדאי לקחת בחשבון גם את הקשיחות של העיצוב, כמו גם את איכות העדשות.
לבסוף, ודא שליצרן המוצר יש רקורד מוכח בתעשייה. בדקו תמיד את חוות הדעת של הלקוחות, שנות הניסיון, אישורי התעשייה, מספר השיגורים המוצלחים ונוכחותן של הנחיות מפורטות לשימוש במצלמת הלוויין.
סיכום
בתעשיית חקר החלל של היום, לוויינים קטנים וקומפקטיים יותר נכנסים לשוק. זה ראה חדשנות מהירה של מצלמות לוויין כדי לענות על הדינמיקה המשתנה בשוק. לכן, בעת בחירת מטען אופטי עבור היישומים הייחודיים שלך, שימו לב לגורמים שהדגשנו לעיל.
אם יש לך שאלות או הצעות לגבי מודולים של תצפית כדור הארץ ומצלמות לוויין, השאר לנו הערה בקטע ההערות למטה.
לַחֲלוֹק: