آشنایی با ماهواره های IRS هند

پس از آزمایش­ های موفقیت ­آمیز ماهواره­ های مشاهدات زمینی Bhaskara-1 و Bhaskara-2، که توسط  ISRO (سازمان تحقیقات فضایی هند ) توسعه یافته و ساخته شده بود و به ترتیب در سال های 1979 و 1981 راه اندازی شده بودند، هند شروع به توسعه ماهواره IRS (هندوستان، از راه دور) کرد.

هند به زودی متوجه شد که حفظ برنامه فضایی خود در بلندمدت بستگی به توانایی­های تکنولوژی بومی دارد (محدودیت های صادرات ایالات متحده این امر را موجب می شد). همچنین، علاوه بر ساخت ماهواره ­ها، هند در اوایل دهه 1970 به تولید و توسعه موشک های پرتاب ماهواره نیز پرداخته بود و سکوهای پرتاب ماهواره را در اختیار داشت.

نتیجه تمامی این اقدامات، در دست داشتن دو سیستم بسیار پر قدرت شد:

یعنیPSLV (سکو و موشک های پرتاب ماهواره)

وGSLV (ماهواره های سنجش از راه دور).

IRS یک عنصر یکپارچه (سیستم مدیریت منابع طبیعی ملی) از ماهواره های مدار پایین می باشد (Low Earth Orbit). که هدف آن ارایه قابلیت­ های عملیاتی فضایی طولانی مدت به هند، برای مشاهده و مدیریت منابع طبیعی کشور (برنامه های کاربردی در کشاورزی، هیدرولوژی، زمین شناسی، خشکسالی و نظارت بر سیل، مطالعات دریایی، مطالعات برف و استفاده از زمین) می باشد.

برنامه IRS در اواسط دهه 1980 آغاز شد و هدف آن ارایه یک سیستم مستمر از داده­ های سینوپتیک، تکراری، چند­بعدی و چندرسانه ­ای از سطح زمین بود (مشابه برنامه لندست ایالات متحده).

در سال 1995 تصاویر IRS به عنوان یکی از تصاویری که می تواند در سطح تجاری و بین المللی تصویربرداری کند شناخته شد. در همین راستا برنامه اولیه از تصویربرداری سطح زمین، با افزودن سنسور برای کاربردهای محیطی انجام شد. به این منظور که پس از شناخته شدن به عنوان یک ماهواره بین المللی، این ماهواره سنجنده های خود را ارتقا داده و به این ترتیب راه پیشرفت را برای خود در سر گرفت. این کار با ماهواره IRS-P3 شروع شد که با استفاده از سنسورش  به شناسایی و اندازه گیری رنگ اقیانوس می پرداخت. همچنین بعد از مدتی ماهواره IRS-P4 هندوستان نیز پرتاب شد و وظیفه آن نظارت بر اقیانوس­ها به ویزه اقیانوس هند بود.

ماهواره­های نسل اول IRS-A1 و B1 در سال های 1988 و 1991 با استفاده از دوربین­ های چند منظوره با قطعنامه ­های فضایی به ترتیب با توان های تفکیک مکانی 72٫5 و 36 متر طراحی و ساخته شدند. این ماهواره ­های اولیه توسط تقویت کننده ­های روسی Vostok از فضانورد بیکونور راه اندازی شدند. پس از آن، نسل دوم ماهواره های سنجش از دور IRS-C1 و –D1 با رزولوشن مکانی پیشرفته توسعه داده شده و با موفقیت در سال 1995 و 1997 در مدارهای خود قرار گرفتند. داده­ هایIRS-C1  و D1 برای برنامه­ های نقشه ­برداری و برنامه ­ریزی شهری مورد استفاده قرار گرفتند.

---

اینفوگرافیک ماهواره های سنجش از دور هند

---

IRS-1A

فضاپیمایی جعبه ای شکل(1٫5-1٫6-1٫6متر)، با دو پنل خورشیدی 8٫6 متر از جنس آلومینیم لانه ­زنبوری است. مرجع نگرش مبتنی بر ژیروسکوپ، با استفاده از انتشار کواترنیک از سنسورهای زمین و سنسورهای خورشید (CCD برای اندازه گیری زاویه استفاده می شود)، دقت بالا و پایداری مورد نیاز برای فراهم نمودن تصویر را فراهم می کند. دقت تعیین گرایش آن 0٫1 درجه می باشد. این سنجنده با عمر سه ساله طراحی شده بود و وزن آن 975 کیلوگرم بود.

تاریخ پرتاب: این ماهواره در تاریخ 1998٫03٫17 با یک پرتابگر روسی از پایگاه فضایی قزاقستان در مدار خود قرار گرفت.

سنجنده ­ها: این ماهواره از سه سنجنده تشکیل یافته است که این سنجنده ­ها به نام­های LISS1 و LISS2B ,LISS2A شناخته شده می باشند.

---

IRS-1B

IRS-1B به دنبال ماهواره IRS-1A ساخته شد. فضاپیمای IRS-1B و ابزارهای آن به طور مشابه با IRS-1A  همخوانی داشته و مشابه هم میباشند. وزن این ماهواره 975کیلوگرم بود. راه اندازی S / C توسط یک موشک روسی Vostok-2M از بیکونور در تاریخ 29 اوت 1991 انجام شد و دارای همان پیکربندی و مسیر پیگیری برای IRS-1A  بود. این ماهواره از دو سنجنده تشکیل شده بود

---

IRS-P1

یک ماموریت فنی با هدف اولیه برای آزمایش یک موشک توسعه یافته توسط ISRO به نام PSLV-D1  بود. این ماهواره نوع اصلاح شده ماهواره IRS-1A بود.

راه اندازی: این ماهواره  در 20 سپتامبر 1993  از (Sriharikota Launching Range)، از سایت راه اندازی ISRO، هند، واقع در سواحل شرقی هند حدود 100 کیلومتری شمال چنای پرتاب شد. این ماهواره نتوانست در مدار خود جای گیرد و دلیل آن استفاده از موشکی بود که توسط خود هند ایجاد شده بود و به دلیل تازه کار بودن در این صنعت نتوانستند موشک مناسب را طراحی کنند. این ماهواره همراه با موشک، در اقیانوس هند فرود آمدند.

این ماهواره از دو سنجنده با نام های Liss-1 و MEOSS تشکیل یافته بود که در مدار قرار گرفته نشد. سنجنده که توسط کشور المان ساخته شده بود یک سیستم دوربین استریو بود که قادر به ضبط سه تصویر به صورت همزمان با یک لنز،  با استفاده از اسکن خطی (سیستم استریو 3 خطی) بود.

از کاربردهای آن میتوان به توانایی نمایش استریو برای مطالعات توپوگرافی، زمین شناسی، تجزیه و تحلیل زمین و مدل سازی، نقشه برداری برف / یخ، هواشناسی اشاره نمود.

---

IRS-P2

مأموریت ISRO با هدف دستیابی به داده های سنجش از راه دور برای برنامه های اقیانوس شناسی، کاربری زمین و اقلیم شناسی منجر به ایجاد ماهواره جدیدی شد که با نام IRS-P2 شناخته شد. این ماهواره تحول تازه ای برای سنجش از دور ارمغان آورد و برخورداری از امکاناتی برای مشاهده اشعه X بود.

این ماهواره از (Sriharikota Launching Range) در هندوستان پرتاب شد و سه سال پس از پرتاب به ماموریت خود پایان داد. سنجنده ای که بر این ماهواره سوار بود LISS-2M نام داشت که شباهت های زیادی با  IRS-1A داشت. که دارای آرایه های خطی و 4 باند طیفی از 0٫45تا 0٫52- 0٫52 تا 0٫59 – 0٫62 تا 0٫68 و 0٫77 تا 0٫86میکرومتر بود. فاصله کانونی این سنجنده 324میلیمتر و دارای توان تفکیک مکانی 32 متری و وزن آن 80کیلوگرم وزن بود.

---

IRS-P3

این ماهواره نسل بعدی ماهواره های سنجش از دور هندوستان بود که بر اساس ماهواره سری قبل خود طراحی و از 3 سنجنده تشکیل شده بود.

WiFS = Wide Field Sensor

یک سنجنده مجهز به تکنولوژی pushbroom بود که در سه کانال به تصویربرداری از سطح زمین می پرداخت. این سنجنده دارای توان تفکیک 188متری بود و اهداف مشاهدات WiFS بیشتر برای نظارت بر شاخص های پوشش گیاهی روی زمین و مشاهده سطح اقیانوس ها بود.

MOS = Multispectral Optoelectronic Scanner

این سنجنده که توسط آلمان طراحی شده بود در باندهای VNIR/SWIR به تصویربرداری از سطح زمین می پرداخت و بیشتر اهداف آن (تعامل سطح­­ ­جو، رنگ ­اقیانوس، فیتوپلانکتون، توزیع منطقه ­ای و جهانی آیروسل­های تولید شده) بود و در محدوده 0٫4 – 1٫6 میکرون به تصویربرداری می پرداخت.

IXAE = Indian X-ray Astronomy Experiment

این سنجنده که توسط ISRO و TATA (موسسه تحقیقات بنیادی تاتا، بمبیی، هند) طراحی شده بود به منظور مشاهدات اشعه ایکس کاربرد داشت.

ماموریت این ماهواره در ژانویه 2006 پس از 9 سال و 10 ماه خدمت پایان یافت.

---

IRS-P4

اولین ماهواره سنجش از دور هند که مختص به منظور برنامه ریزی برای اقیانوس ساخته شده است و هدف اصلی آن پایش اقیانوس ها می باشد.

OceanSat-1   در تاریخ 26 می 1999 از SHAR پرتاب شد و در مدار خورشید آهنگ در ارتفاع 720کیلومتری از سطح زمین با گرایش 98٫28درجه قرار گرفت. این ماهواره در هر 99٫31دقیقه یکبار به دور مدار چرخیده و  توان تفکیک زمانی ان دوروزه میباشد. همچنین این ماهواره اولین سری از ماهواره های سری IRS است که مجهز به سیستم موقعیت یابی ماهواره ای SPS میباشد.

OceanSat-1 اولین فضاپیمای سری IRS است که به طور موفقیت آمیز داده های GPS با یک گیرنده کد C / A 8 با فرکانس L1 را ارایه می داد.

همچنین این ماهواره ماموریت خود را در تاریخ 8 اوت 2010 پس از 11سال و 2 ماه خدمت پایان داد. در پاییز سال 2009 در حالی که OceanSat-1 در حال تصویربرداری بود OceanSat-2 در 29 سپتامبر همان سال پرتاب و با موفقیت در مدار خود قرار گرفت. در حالی که MSMR دیگر سنجنده حامل این ماهواره متوقف شده بود. هرچند که کیفیت و اطلاعات ارسالی OceanSat-1 نیز کاهش یافته بود. MSMR نیز در سال 2003 ماموریت خود را پایان داده بود.

OSM

Ocean Sat یک سنجنده با هشت نوار و یا باند طیفی میباشد که طول موج های این باندها به شرح زیر میباشند.

B1: 402-422

B2: 433-453

B3: 480-500

B4: 500-520

B5: 545-565

B6: 660-680

B7: 745-785

B8: 845-885

از کاربردهای این سنجنده می توان به موارد زیر اشاره نمود:

• اندازه گیری غلظت رنگدانه های فیتوپلانکتون،
• رسوبات معلق،
• غلظت گلبستوف در لایه یونجه و ارزیابی توزیع آنها
• تشخیص جلبک دریایی و رفتار پویای آنها.
• شناسایی مناطق بالقوه ماهیگیری
• جریان و تغییرات ساحلی
• برآورد خواص نوری و فراوانی فیتوپلانکتون برای ارزیابی منابع زیستی و منابع دریایی
• مشاهده آلودگی و ورود رسوب به سواحل و تأثیر آنها بر غذاهای دریایی
• دینامیک رسوب، جزر و مد، پیش بینی تغییرات ساحلی، گردش ساحلی و الگوهای پراکندگی

MSMR

ماموریت این سنجنده تکمیل پارامترهای بیولوژیکی در اقیانوس که توسط سنجنده OSM انجام می شد بود. که همراه با برخی پارامترهای بیوفیزیکی همراه بود همانند دمای سطح زمین، سرعت باد دریا SSW، بخار آب جوی WV، و محتوای آب ابر CLW. سرعت اسکن در این سنجنده 11 دور در دقیقه می باشد که که با زاویه دید ثابت 43٫13درجه به تصویربرداری از سطح زمین می پردازد. این سنجنده به صورت هشت کاناله دارای شش گیرنده مستقل 6٫6، 10٫6، 18، 21 گیگاهرتز است.

---

IRS-P5

ساختار فضاپیما میراثی از ماهواره های IRS-1C / 1D و -P3بود که دارای اندازه ای 2٫4 متر در 2٫7 متر (ارتفاع) بود.

این ماهواره همراه با سوخت ان 1560کیلوگرم وزن داشت و نام آن CartoSat-1 بود و به وسیله ISRO Satellite Center در احمداباد ساخته و طراحی شد.

پرتاب ماهواره CartoSat-1 با نام مستعار IRS-P5 در تاریخ 5 می 2005 انجام شد. این راه اندازی بر روی یک وسیله پرتاب PSLV (PSLV-C6) ISRO از Satish Dhawan Space Centre در سواحل شرقی هند صورت گرفت. این ماهواره در مدار خورشیدآهنگ در ارتفاع 618کیلومتری از زمین قرار گرفت. دارای گرایش 97٫87درجه ای بود و در هر 97 دقیقه یکدور به دور زمین می چرخید.

همچنین هر 126روز یکبار از کل سطح زمین تصویر برداری می نمود و به اصطلاح دارای توان تفکیک 126 روزه بود و در ساعت 10:30 دقیقه به وقت محلی از استوا عبور می نمود. این سنجنده در ماه می 2012 پس از 7سال به ماموریت خود پایان داد. همچنین توزیع تصاویر این سنجنده به عهده شرکت GAF/Euromap بود.

---

IRS-P6

راه اندازی ماهواره IRS-P6 در 17 اکتبر 2003 با یک موشک PSLV از SHAR واقع در  مرکز فضایی ساعتی داوان، هند انجام شد. این ماهواره در مدارخورشید آهنگ در ارتفاع 817کیلومتری از سطح زمین با گرایش 98٫69 درجه در هر 101دقیقه یکبار به دور زمین میچرخد و در ساعت 10:30 دقیقه زمان محلی از استوا عبور میکند.

Linear Imaging Self-Scanning Sensor-3 =LISS-3

LISS-3 یک دوربین چند منظوره با وضوح متوسط ​​است.  این سنجنده در 3باند طیفی در محدوده VNIR با توان تفکیک مکانی 23٫5 متر تصویربرداری می کند. همچنین دارای محدوده SWIR با همان توان تفکیک و عرض نوار 140کیلومتر نیز می باشد.

آرایه VCD CCD دارای 6000 عنصر برای هر باند است. این دستگاه دارای وزن 106٫1 کیلوگرم، مصرف برق 70 وات و سرعت داده 52٫5 مگابیت بر ثانیه است.

Linear Imaging Self-Scanning Sensor-4 = LISS-4

این سنجنده که یکی از سنجنده ها باتوان تفکیک مکانی بالا شناخته می شود دارای توان تفکیک مکانی 5٫8 متر و عرض نوار 70 کیلومتری می باشد. همچنین بقیه عناصر ان مشابه میراث قبلی خود یعنی LISS-3 می باشد. این سنجنده از دو قسمت تشکیل یافته است:

• چندطیفی: داده ها در 3 باند که دارای 4096 پیکسل متوالی می باشند و با عرض جغرافیایی 23٫9 کیلومتر جمع آوری می شود.
• حالت مونو(Mono): این قسمت داده های کامل این سنجنده بوده و از 12هزارپیکسل تشکیل یافته است.

همچنین می تواند با استفاده از فرمان هایی که در مسیر عبور خود دارند توان تفکیک زمانی خود را به 5 روز نیز برساند. این دستگاه دارای وزن 169٫5 کیلوگرم، قدرت 216 وات و سرعت انتقال داده 105 مگابیت بر ثانیه است.

Advanced Wide Field Sensor = AWiFS

AWiFS یک سنجنده با رزولوشن متوسط ​​با توان تفکیک مکانی (56 متر) و عرض نوار740 کیلومتر (FOV = ± 25 درجه) از میراث WiFS است. این سنجنده در سه باند در محدوده VNIR در محدوده طیفی(0٫65 تا 0٫86) میکرومتر تصویربرداری می کند.

همچنین باند SWIR این سنجنده نیز از محدوده 1٫55 تا 1٫70 میکرومتر تصویربرداری می کند. سنجنده از دو بخش optoelectronic تشکیل یافته است که هرکدام از این قسمت ها عرضی به محدوده 370 کیلومتر مربع را پوشش داده و در کل 740کیلومتر مربع را پوشش می دهند.

این سنجنده پوشش گسترده ای را فراهم نموده است تا قابلیت تفکیک زمانی بالایی داشته باشد و در هر 5 روز کل زمین را پوشش دهد. همچنین این سنجنده دارای 6000 هزار اشکارساز می باشد. در زیر تصویر اخذ شده توسط این سنجنده را مشاهده می کنید.

تصویر اخذ شده توسط LISS-3 از حیدراباد

این مطلب به کوشش آقای هادی امامی از دانشجویان رشته سنجش از دور و جی آی اس تهیه شده است.

---