پایگاه علمی، خبری، تحلیلی کیهان نورد

فعالیت‌های فضایی محرکی برای خلاقیت و حرکت به جلو است. فناوری‌های پیشرفته و شغل‌های حساس و پردرآمد در سایه فضا پدید آمده اند. فضا نبض سیاره ما و شرایط پیچیده آن را در دست دارد. فضا تکنولوژی‌های پیشرفته‌ای را ارائه می‌کند که زندگی روزمره ما را آسان‌تر می‌کند؛ از دستاوردهای هوانوردی گرفته تا وسایل پزشکی که جان بسیاری از انسان‌ها را نجات می‌دهد. فضا محرکی برای به حرکت درآمدن علم و تکنولوژی است که حتی صرف میلیاردها دلار برای انجام ماموریت‌های فضایی، بیهوده نخواهد بود. شریان زندگی بشر به فضا بستگی دارد و رد پای فضا در همه جای زندگی امروزه ما دیده می‌شود. به این ترتیب وقت آن رسیده‌است تا نگاهی به آثار شگفت انگیز فضا در اطراف خود بیندازیم؛ آثاری که شاید تاکنون از وجود آنها بی خبر بوده‌ایم.

فضا مهم است

فضا که تقریبا از ارتفاع 80 مایلی سطح زمین آغاز می شود، شاید به بسیاری از انسان‌ها نزدیکتر از پایتخت کشورشان باشد. بدون شک آنچه امروزه زندگی را برای ما انسان‌ها بسیار راحت‌تر کرده و با به ارمغان آوردن محصولات تکنولوژی؛ مفهوم دهکده بزرگ جهانی را در اذهان ما معنا و مفهوم بخشیده به گونه‌ای که امروزه دیگر نمی توانیم بدون وسایلی چون تلفن همراه به زندگی روزمره خود ادامه دهیم، چیزی جز فضا نیست.

با گذشت زمان، فضا جایگاه خود را به عنوان تکیه‌گاه قابل اعتماد انسان‌ها، محکم کرده و در سایه خدمات مبتنی بر فضا یا محصولات جانبی فعالیت‌های فضایی، همه ابعاد علم و تکنولوژی به طور قابل ملاحظه ای رشد کرده‌اند. به بیان دیگر در عصری که تمام قدرت یک کشور را تکنولوژی و علم در دست دارند، بهره‌مندی از تشکیلات فضایی و استفاده صلح‌آمیز از آن در راستای بهبود شرایط زندگی مردم جامعه، اصلی‌ترین رکن قدرت و توانمندی یک کشور محسوب می‌شود. به همین سبب بسیاری از کشورهای قدرتمند جهان در پی اجرای پروژه‌ها و فعالیت‌هایی هستند که در اغلب آنها رد پایی از فضا دیده می‌شود. نکته قابل ذکر دیگری که در مقوله اهمیت فناوری فضایی مطرح است، درآمد قابل توجهی است که دولت‌ها از آن بهره می‌برند. در طول 8 سال گذشته، اقتصاد جهانی حدود 85 درصد رشد داشته‌است؛ از 124 بیلیون دلار در سال 2004، تا 304 بیلیون دلار در سال 2012. بخش فضایی با میانگین نرخ رشد سالیانه بین 5 تا 8 درصد، یکی از قسمت‌ها با سریع‌ترین میزان رشد محسوب می‌شود. به‌ طور کلی زیرساخت‌های فضایی هر گونه محصولات و خدمات در حال رشد را در میان بازارها و مصرف‌کنندگان مختلف پشتیبانی می‌کنند. تنها کشورهای ثروتمند از این منافع بهره‌مند نمی‌شوند، با گسترش رقابت جهانی و ارزان شدن تکنولوژی ماهواره، کشورهای در حال توسعه نیز با هدف بهبود اوضاع اقتصادی خود، در فضا سرمایه‌گذاری می‌کنند.

حال سوالی که پیش می‌آید آنست که حدود و مرزهای استفاده از قابلیت‌های فضایی یک کشور چیست؟ پاسخی جز «بی‌نهایت» نمی‌توان به این سوال داد! یک جامعه می‌تواند حتی برای برنامه‌ریزی بودجه سالیانه خود یا حتی مدیریت منابع طبیعی از فضا بهره ببرد. کاربردهای فضا از آموزش و بهداشت شروع می‌شوند و تا مدیریت بحران و منابع زیست محیطی، ناوبری و ارتباطات ادامه می‌یابند. 

بنابراین بهتر است بخشی از نقش فضا را در ایجاد جهانی امن‌تر، سالم‌تر و مرفه‌تر با اندکی دقت بررسی کنیم.

چشم‌هایی در فضا؛ ناظرانی بر زمین

ماهواره‌ها که امروزه یکی از پرکاربردترین ابزار تحقیقات و فعالیت‌های فضایی هستند، نقش مهمی در تعیین سرنوشت زمین دارند. از ماهواره‌ها در بخش‌های گوناگون روی زمین از جمله پیش‌بینی وضعیت آب و هوایی، هدایت و ناوبری، اینترنت و تلویزیون‌های ماهواره‌ای استفاده می‌شود. 

ماهواره‌های رصد زمین: یکی از مهم‌ترین امکانات فضایی، ماهواره‌های رصد زمین؛ ای او (EO)؛ هستند. اطلاعات بدست آمده از آنها در بسیاری از فعالیت‌ها شامل بهبود کشاورزی و عملیات مدیریت آب، دیده‌بانی بحران وعملیات امدادی، تعقیب حرکات پناهندگان و مقیمان سیاسی، پیش‌بینی وضع هوا و دفاع ملی، مورد استفاده قرار می‌گیرند. فاکتور ارزشمند این ماهواره‌ها، پیچیدگی کمتر آنها نسبت به ماهواره‌های ارتباطی است، ولی هنوز هم درآمد قابل توجهی تولید می‌کنند.

ماهواره‌های ارتباطی: ماهواره‌های ارتباطی بخش زیادی از ماهواره‌های موجود در مدار را تشکیل می‌دهند و خدمات پهنای باند تلویزیونی، سرویس‌های اینترنتی و تلفنی را ارائه می‌دهند. خدمات ماهواره‌ ارتباطی کمک شایانی در زمینه پوشش‌دهی گردش اطلاعات، توانایی ارتباط از راه دور در مناطقی که نصب کابل به خاطر ارتفاعات، مسافت یا کمبود زیر ساخت‌هایی مثل جاده، مشکل است، نموده‌است. منافع بسیار آن گستره وسیعی از خدمات بانکداری پیشرفته تا آموزش و درمان از راه دور را پوشش داده‌است. ماهواره‌های ارتباطی همچنین در راستای گذر از شکاف دیجیتالی میان ملت‌های توسعه‌یافته و در حال توسعه با ارائه خدمات اینترنتی حتی به دورترین نقاط، بسیار موثر بوده‌اند.

ماهواره‌های موقعیت یابی و ناوبری جهانی: تکنولوژی‌های فضایی تغییرات جدی در نقل وانتقالات و ناوبری ایجاد کرده‌اند که منجر به ساخت جاده‌های مناسب‌تر، اسناد بهتر و امن‌تر و قیمت‌های عملیاتی کمتر شده‌است. مهم‌ترین عامل تاثیر‌گذاری این تکنولوژی سیستم‌های ماهواره‌ای ناوبری جهانی؛ جی ان اس اس (GNSS)؛ می‌باشد که در راس آنها سیستم موقعیت‌یابی جهانی آمریکا؛ جی پی اس (GPS)، سپس گلوناس (Glonass) اتحادیه روسیه، گالیله (GALILEO) اروپا، بیدو (BeiDou) چین، سیستم‌های ماهوار‌ه‌ای کواسی زنیث (Quasi-Zenith) ژاپن و سیستم ماهواره‌ای ناوبری محلی هند (IRNSS) قرار دارند. این سیستم‌های ماهواره‌ای رو‌شهای قابل تغییر، دقیق و ارزان قیمتی برای ردیابی موقعیت‌ها، راه‌‌های برنامه‌ریزی و زمان‌بندی دقیق‌تر برای جداول زمانی نقل و انتقالات زمینی، هوایی و دریایی ارائه کرده‌اند. سیستم‌های نقل و انتقال زمینی (کامیون و قطار) مدتی است به منظور مدیریت ناوگان و زمان‌بندی برنامه‌ریزی‌ها، از سرویس‌های زمانی و ناوبری جی پی اس استفاده‌می‌کنند. میزان استفاده شخصی از جی پی اس توسط رانندگان در سال‌های اخیر به سرعت بالا رفته‌است. صنعت کشتی‌رانی که به علت عدم وجود خطوط زمینی در دریا  شدیدا به ماهواره‌های ارتباطی وابسته است، هم‌اکنون در حال انطباق خود با این تکنولوژی است. امروزه در سیستم خطوط ریلی استفاده از جی ان اس اس برای کنترل سیگنال‌های ابزار امنیت بحرانی (در دو حالت تراکم کم با زیاد خطوط) و سایر مصارف شامل مدیریت دارائی و اطلاعات مسافران، رایج شده‌است. صنعت هوانوردی آخرین بخش نقل و انتقالات است که برای پاسخ سریع به مشکلات امنیتی از این تکنولوژی استفاده می‌کند. خطوط هوایی از خدمات ناوبری ماهواره‌ای که کاهش قیمت‌ها، افزایش بهره‌وری با بهبود برنامه‌ریزی مسیر پرواز و جریان ترافیک، افزایش توانایی برای فرود در شرایط بد آب‌ و هوایی و زمین‌های بلند و کاهش انتشار کربن دی اکسید را به همراه دارد، استفاده می‌کنند. ماهواره‌های جی ان اس اس بر پیشرفت بهینه و ارزان قیمت سیستم‌های مدیریت منایع آب تاثیرگذارند، به عنوان مثال زمان‌بندی دقیق برای فعالیت سدها و در نتیجه مدیریت جدول زمانی شبکه نیروی برق را بهبود بخشیده‌اند. بنابراین کشورهای در حال توسعه توانایی بالایی در سرمایه‌گذاری مالی در چنین پروژه‌های زیرساختی عظیمی را دارند.

فضا؛ محافظ قدرتمند جنگل‌ها، معادن و منابع آبی و شیلات

 ماهواره‌های ما، معادن طلای اطلاعات برای استفاده صحیح  از زمین، طبیعت و منابع زمینی هستند.

تکنولوژی های فضایی فراهم شده برای ماهواره هایی از جمله رادارست نقش مهمی در مشاهده و مدیریت منابع طبیعی دارد. ماهواره‌ها اطلاعاتی را فراهم می‌کنند که به محافظت و مدیریت کلیت بومی و استفاده از فضای سبز کمک می‌کند. با این فناوری ، پارک‌های جنگلی می‌توانند در اکوسیستم جنگل ها و تنوع موجودات زنده، تغییراتی را نمایان کنند (که گاهی از سطح زمین به سختی  قابل مشاهده است) و در نتیجه عکس‌های دقیقی از وضعیت سلامتی پارک‌ها گرفته و اقدامات لازم سریعا صورت گیرند.

در سطح جهان هر ساله حدود 13 میلیون هکتار از جنگل ها تخریب می شوند. ماهواره‌ها اطلاعات مهمی را تهیه می‌کنند که در نقشه برداری و مشاهده‌ی جنگل های سراسر جهان استفاده می‌شود. این نقشه ها توسط متخصصانی تولید می‌شوند که با استفاده از داده های ماهواره‌ای ،تصویر دقیقی از فعالیت‌های جنگل به ما می‌دهند.

تکنولوژی پیشرفته‌ی مورد استفاده در ماهواره ها ، اکتشاف سطوح روشن و واضح در جنگل ها را با دقت 100 درصد ممکن می‌کند. خواه با تشخیص اثر زیست محیطی وضوح در جنگل های شمالی و گرمسیری یا آزمایش میزان موفقیت عملیات احیای جنگل ؛متخصصان می توانند روی این پروژه ی حساب کرده و اظهارنظر کنند.

" فضا برای زیست بوم" از تکنولوژی رادار-ست بهره خواهد برد تا زیست بوم گونه های وحشی را تحت نظر بگیرد. اطلاعات برگزیده، مشاهده ی  پیشرفت ها و تغییرات رخ داده در این اکوسیستم حتی در دورترین نقاط را ممکن می سازد. همچنین برنامه ای برای استفاده از روش مشابه به منظور تحت نظر گیری مناطق حفاظت شده ی کانادا موجود است تا قانون حفاظت زیست محیطی را اجرا کند. 

بیش از یک بیلیون نفر در سراسر جهان به آب آشامیدنی سالم دسترسی ندارند. آیا می دانید کاربرد هایی که برای ماهواره‌ها فراهم شده، متخصصان آب شناسی را قادر به مکان یابی و مدیریت بهتر منابع آبی در جهان کرده است؟

به طور مثال، در آفریقا مکان یابی منابع آبی با استفاده از روش های سنتی مشکل  بوده و حفر سریع بسیاری از چشمه های خشک، گران قیمت است. آژانس فضایی کانادا و مرکز دریافت از راه دور کانادا ، با استفاده از تصاویر بدست آمده از رادار ست، روشی را برای مکان یابی این منابع آبی فراهم کرده اند.

همچنین هر ساله در ساحل شرقی کانادا، بیش از 300000 مرغ دریایی؛ یکی پس از دیگری می میرند. کانادا اقداماتی را در محافظت از حیات وحش و خط ساحلی واقیانوس‌هایی که محل زندگی آن هاست، کرده است. با استفاده از اطلاعات گردآوری شده توسط رادار ست، ما می توانیم آب های ساحلی کانادا را دیده بانی کنیم.  به عنوان قسمتی از پروژه ی  STOP-I، ماهواره ی رادار ست سطح را در جست و جوی نشتی نفت، بررسی می‌کند. با استفاده از این داده های فضایی ، متخصصان کانادایی آگاه شده و سریع، فقط در حدود چند ساعت، اقدام می کنند. با این زمان پاسخ کوتاه، مجرای آلودگی  سریعا مکان یابی و برطرف می شود.

نقشه برداری از ویژگی ها ی زمینی امکان افزایش امنیت و شناسایی ذخایر اصلی را فراهم می کند. با استفاده از اطلاعات گرد آوری شده توسط ماهواره ها ، متخصصان قادرند تا نواقص، لایه ها و و سایر اطلاعات بحرانی در زمینه ی تحقیقات و توزیع آب های زیر زمینی  را بررسی کنند.

داده های دریافتی از فضا می توانند در زمینه مکان یابی نفت، گاز و ذخایر معدنی استفاده شوند تا توسعه ی این منابع بهتر اداره شود. این اطلاعات علاوه بر اینکه مدیریت منابع زمینی ما را بهبود می بخشد ، اکتشاف مکان های زیر زمینی مناسب را برای دفع  زباله های  پرخطر، آسان می کند.

فضا و کشاورزی

تامین غذا برای جمعیت روزافزون جهان نگران‌کننده است. با رشد جمعیت جهانی، منابع محدود تولید غذا و آب و هوای متغیر زمین، نیاز به تولید غذای بیشتر با امکانات کمتر بیشتر خودنمایی می‌کند. فناوری‌های فضایی با ارائه خدمات ناوبری، ارتباطات و قابلیت دریافت اطلاعات (سنجش از راه دور)، امکان کشاورزی هوشمند و پذیرش روش‌های جدید و نوآورانه را در سطح جهان فراهم نموده‌اند.

سیستم مکان یابی جهانی(جی پی اس)در مشارکت با مهندسان، علاوه بر راهنمایی ما روی زمین، به تولیدکنندگان کمک می کنند تا ضمن افزایش ایمنی، در زمان، هزینه و زحمت صرفه جویی کنند. به عنوان مثال یک شرکت کانادایی از سیستم جی پی اس استفاده نمود تا سیستم راهنمایی کشاورزی( که توزیع کود  مزارع هم روی زمین و هم درهوا، همچنین بازده قیمتی کل فرآیند  را افزایش می دهد) را بهبود بخشد.

کشاورزان می توانند از اطلاعات گردآوری شده توسط ماهواره ها و سایر راه های سنجش از راه دور استفاده کنند تا مقدار آب در خاک و نیاز به آبیاری را ارزیابی کنند. این تکنولوژی علاوه بر توانا کردن کشاورزان برای پیش بینی بهتر بارش یا حمله ی آفات، می تواند مقدار و کیفیت محصولات را افزایش دهد، محصول بیشتری ذخیره کند یا به کشاورزان کمک کند که گونه هایی را که به خشکی و آفات مقاوم هستند، انتخاب کرده و پرورش دهند.

این فناوری در کانادا و امریکا ، جایی که از بین رفتن محصولات می تواند به طور قابل ملاحظه ای کاهش یابد، فرصت های تبلیغات زیادی دارد. 

مشاهداتی از زمین در فضا می تواند پیشرفت در روش های کشاورزی را ممکن سازد. این مسئله انقلابی در جامعه کشاورزی محسوب می شود که با استفاده از این تکنولوژی؛ امید می رود که ذخایر بزرگی همزمان با محدود کردن پخش مواد شیمیایی مضر برای اکوسیستم، تولید شوند.  

سایر فعالیت‌های صورت گرفته در این مورد عبارتند از: هدایت خودکار وسایل نقلیه کشاورزی که به کشاورزان برای صرفه‌جویی در مواد اولیه، افزایش زمان عملکرد و کاهش خسارات کمک می‌کنند- بررسی عملکرد تدارکات در محیط‌های تولیدی از طریق ردیابی از راه دور ماشین‌آلات کشاورزی- تقسیم دانه‌های کشاورزی متناسب با نیاز محلی و امکانات آبیاری توسط عکس برداری از راه دور

زمین قابل پیش‌بینی است

طبیعت می‌تواند غیرقابل پیش بینی باشد، اما تا وقتی که سخنی از فناوری فضایی به میان نیامده باشد. ماهواره‌های تصویربرداری از اقیانوس‌ها، قابلیت پیش‌بینی هوا را با دقت بالایی در اختیار دانشمندان قرار می‌دهد به گونه‌ای که آنها را قادر به محاسبه و تحمین الگوهای آب و هوایی در اقیانوس‌ها و مناطق حائز اهمیت که در آنها احتمال جریان‌های نامساعد وجود دارد، می‌کند و به این ترتیب جان و مال افراد بسیاری حفظ خواهد شد. علاوه بر این، بررسی‌های روزمره هواشناسی نیز از طریق همین ماهواره‌ها صورت می‌پذیرد که برای خلبانان و ملوانان جهت تضمین سلامت سفر، اهمیت بالایی دارد. در واقع ماهواره‌ها ضمن پوشش‌دهی گسترده مناطق، اطلاعات دقیقی در اختیار متخصصان می‌گذارند که این مسئله عامل برتری فناوری فضایی در زمینه هواشناسی است.

یکی از بزرگترین تاثیرات هشدار دهنده  تغییرات جهانی آب و هوایی، ذوب شدن قله‌های یخی است که بسیاری از مناطق ساحلی را در سراسر جهان به سیل تهدید می‌کند. با استفاده از داده‌های ماهواره‌ای متخصصان قادر به مشاهده ی یخ ها و حرکت های آن ها هستند.

به عنوان مثال، در یک ماموریت نقشه برداری انجام شده برای ناسا، ماهواره‌ی رادار-ست 1 ؛ بسیار فراتر از حد انتظار؛ عکس‌هایی با کیفیت و پوشش کامل فراهم کرد. این عکس ها در حالی که برای اولین بار دید کلی از جریان های شرقی یخ های شمالی فراهم کردند، تولید اولین نقشه از قاره را ممکن ساختند. 

همچنین ماهواره ها داده های مربوط به سطح آب دریا را جمع آوری می کنند. تغییرات سطح آب دریا یکی از قابل ملاحظه‌ترین علامت‌های رویداد تغییرات آب و هوا حسوب می شود و می تواند بر بسیاری از جوامع ساحلی تاثیر بگذارد.