MỤC LỤC

1.1.3 Viễn thám - Quan sát Trái Đất từ không gian

Các vệ tinh viễn thám sử dụng các công cụ hiện đại để thu thập thông tin về tự nhiên và điều kiện đất đai, biển, và khí quyển của Trái Đất. Nằm ở trên cao trong không gian bên ngoài, các vệ tinh này sử dụng các cảm biến để có thể "nhìn thấy" một vùng rộng lớn và báo cáo rất chi tiết về thời tiết, địa hình, và môi trường. Các cảm biến thu nhận các phát xạ điện từ ở nhiều băng phổ khác nhau cho các đối tượng hiện hữu, chẳng hạn như các đám mây, đồi núi, ao hồ, và nhiều hiện tượng khác bên dưới. Các công cụ này có thể dò được các tính chất của một đối tượng như nhiệt độ và thành phần (bê tông, kim loại, chất bẩn, v.v...), hướng gió và vận tốc gió, các điều kiện môi trường, chẳng hạn như sự xói mòn, hỏa hoạn, và ô nhiễm. Với những vệ tinh tinh vi này, chúng ta có thể biết nhiều hơn về thế giới mà chúng ta đang sống. (Xem hình 1.1-10).

Vật Lý Thiên Văn - Chia sẻ niềm đam mê!

Hình 1.1-10. Vệ tinh viễn thám VNREDSat-1A của Việt Nam. Vệ tinh này có thể chụp ảnh độ phân giải cao các khu vực trên bề mặt Trái Đất. Các cơ quan nhà nước và các doanh nghiệp thương mại sử dụng các bức ảnh này với nhiều mục đích, chẳng hạn như quy hoạch thành phố hay phân tích tăng trưởng thị trường. Ảnh: Airbus DS.

Trong hàng thập kỷ, các "vệ tinh gián điệp" quân sự đã hoạt động bí mật đối với các kẻ thù tiềm năng sử dụng công nghệ viễn thám. Những dữ liệu này là vô cùng quan trọng trong việc xác định hoạt động của binh lính cũng như những vi phạm hiệp ước quốc tế. Lấy một ví dụ, trong cuộc chiến tranh vùng vịnh, các vệ tinh viễn thám đã gửi về cho các đồng minh của Liên Hợp Quốc dẫn đến một quyết định chớp nhoáng. Các quân đội của Liên Hợp Quốc đã biết được vị trí của gần như toàn bộ binh lính của Iraq đã triển khai, trong khi người Iraq không có các cảm biến này, lại không biết quân đồng minh ở đâu. Hơn thế nữa, các vệ tinh cảnh báo sớm, ban đầu được đưa lên quỹ đạo để phát hiện các vụ phóng tên lửa chiến lược chống lại Hoa Kỳ, lại cho thấy hiệu quả tương tự trong việc phát hiện các vụ phóng tên lửa nhỏ hơn, như tên lửa Scud, chống lại các mục tiêu quân đồng minh. Các cảnh báo sớm này mang lại cho các tên lửa đánh chặn Patriot đủ thời gian để chuẩn bị đối phó với các tên lửa Scud.

Công nghệ viễn thám quân sự cũng đã mang lại các ứng dụng dân sự có giá trị. Hệ thống Landsat của Hoa Kỳ và SPOT của Pháp là các ví dụ điển hình. Các vệ tinh Landsat và SPOT cung cấp các hình ảnh chi tiết về các khu vực đô thị và nông thôn, như minh họa trong Hình 1.1-11 của thành phố Paris, và Hình 1.1-12 của thành phố Kansat. Các vệ tinh này quan sát cây trồng, các dòng hải lưu, và các nguồn tài nguyên thiên nhiên để giúp ích cho nông dân, những người quản lý tài nguyên, và các nhà hoạch chính sách.

Vật Lý Thiên Văn - Chia sẻ niềm đam mê!

Hình 1.1-11. Quy hoạch thành phố từ không gian. Chính phủ có thể sử dụng các ảnh viễn thám để quy hoạch đô thị, chẳng hạn như bức ảnh này chụp khu vực Công viên các Hoàng tử, Paris, Cộng hòa Pháp. Ảnh: CNES, Airbus DS.

Vật Lý Thiên Văn - Chia sẻ niềm đam mê!

Hình 1.1-12. Hai góc nhìn thành phố Kansat. Một bức ảnh viễn thám chụp bởi vệ tinh SPOT của Pháp cho thấy các cánh đồng được tưới tiêu (các khu vực hình tròn) ở Kansat. Màu đỏ có nghĩa là cây trồng đang phát triển. Màu xanh nhạt là những cánh đồng bị bỏ hoang. Hình bên phải, nhà du hành vũ trụ Joe Engle là một công dân thành phố Kansat, viết cảm nghĩ của mình khi đang ở trong không gian. Ảnh: NASA/Goddard Space Flight Center và Johnson Space.

Đối với những quốc gia nơi mà hiện tượng mất mùa có thể tạo ra khác biệt giữa thịnh vượng và nghèo đói, tàu vũ trụ đã giúp các nhà hoạch định chính sách quản lý các nguồn tài nguyên khan hiếm và giảm thiểu nguy cơ dịch bệnh trước khi côn trùng hoặc các loại bệnh khác có thể xóa sạch toàn bộ cây trồng. Chẳng hạn, ở các vùng nông nghiệp gần rìa của hoang mạc Sahara ở châu Phi, các nhà khoa học đã sử dụng các ảnh Lansat để dự đoán nơi sinh sản của các đàn châu chấu. Sau đó, họ đã có thể ngăn chặn châu chấu từ nơi chúng nương náu, bảo vệ các vùng đất trồng rộng lớn.

Dữ liệu viễn thám cũng có thể giúp chúng ta quản lý các nguồn tài nguyên khan hiếm khác bằng cách cho chúng ta thấy những nơi tốt nhất để khoan lấy nước hoặc dầu mỏ. Từ không gian, các nhà du hành vũ trụ có thể dễ dàng nhìn thấy các đám cháy trong các khu rừng mưa ở Nam Mỹ khi cây cối đã bị dọn sạch cho các nông trại và đường xá. Tàu vũ trụ viễn thám đã trở thành một thứ vũ khí lợi hại chống lại sự phá hoại môi trường bởi vì chúng có thể giám sát một cách có hệ thống các vùng rộng lớn để đánh giá sự lan rộng của ô nhiễm và các hiểm họa khác.

Công nghệ viễn thám cũng đã giúp chúng ta xây dựng bản đồ. Với hình ảnh vệ tinh, chúng có thể tạo các bản đồ trong một khoảng thời gian ngắn so với tạo dựng bản đồ bằng việc khảo sát cần mẫn từ mặt đất. Điều này mở ra cho các nhà chính sách thành phố có thể theo kịp với sự mở rộng đô thị và cung cấp cho binh lính đã triển khai những tấm bản đồ cập nhật nhất về vùng đất không quen thuộc.

Vật Lý Thiên Văn - Chia sẻ niềm đam mê!

Hình 1.1-13. Quan sát bão từ không gian. Thật khó để có thể tưởng tượng một thế giới mà không có các vệ tinh thời tiết. Các bức ảnh về các cơn bão khủng khiếp cung cấp các cảnh báo theo thời gian và đường đi của chúng và cứu nhiều mạng sống mỗi năm. Ảnh vệ tinh tổng hợp về cơn bão Hải Yến (Haiyan). Ảnh: PBS.

Các dự báo thời tiết quốc gia thường bắt đầu với một bức ảnh vệ tinh hiện tại của Trái Đất. Ngay lập tức, bất cứ ai trong chúng ta có thể biết những phần nào của đất nước đang quang đãng hay mây mù. Khi họ đặt các bản đồ vệ tinh thành ảnh động, chúng ta dễ dàng nhìn thấy hướng di chuyển của các đám mây và các cơn bão. Một số lượng lớn chưa kể mạng sống đã được cứu hàng năm bằng khả năng đơn giản theo dõi đường đi các cơn bão và các cơn giông tố nguy hiểm này, chẳng hạn như cơn bão hiển thị trong Hình 1.1-13. Bằng cách cung cấp cho nông dân các dữ liệu khí hậu có giá trị và các nhà chính sách nông nghiệp thông tin về các cơn lũ lụt tiềm tàng và các thảm họa thời tiết khác, công nghệ này đã cải tiến đáng kể việc cung cấp thực phẩm và quản lý cây trồng trên toàn thế giới.

Chung quy lại, chúng ta đã phụ thuộc ngày càng nhiều vào khả năng giám sát và xây dựng bản đồ toàn bộ hành tinh của chúng ta. Khi mà áp lực khiến chúng ta phải quản lý tốt hơn các nguồn tài nguyên khan hiếm và đánh giá thiệt hại môi trường, chúng ta sẽ cần đến tàu vũ trụ viễn thám để thực hiện công việc trên thậm chí còn tốt hơn nhiều.

Còn tiếp...

 

Author: Hien PHAN
Nguyên chủ nhiệm CLB Thiên văn Bách khoa - PAC (nay là CLB Thiên văn học Đà Nẵng - DAC); Nghiên cứu sinh ngành Vật lý thiên văn tại APC Laboratory, Paris Diderot University, Cộng hòa Pháp.