رصد وتحليل البصمة الكيميائية الفريدة للنباتات والأقمشة والدهانات والسيارات من الفضاء.. عصر جديد من أقمار التصوير فوق الطيفي

• بناء شبكة من الأقمار الصناعية عالية الدقة لمراقبة كوكب الأرض من الفضاء ومراقبة الانتهاكات البيئية وتقليل التسربات والانبعاثات
• متوقع أن تبلغ قيمة سوق التصوير الفائق الطيفي 47.3 مليار دولار بحلول 2032

تتمتع الأشجار والدهانات والسيارات والمنسوجات وجميع الأشياء الأخرى ببصمة طيفية فريدة تمكن أنظمة التصوير فوق الطيفي المتقدمة المرتبطة بالأقمار الصناعية من التمييز بينها.

خذ شجرة على سبيل المثال. في حين أن القمر الصناعي النموذجي يمكنه التعرف على الغابة من الفضاء، فإنه عندما يكون مزودًا بتقنية التصوير الطيفي الفائق، يمكنه التمييز بين أنواع مختلفة من الأشجار وتحديد مدى صحة كل شجرة على حدة.

وقال أرافيند رافيشاندران، استراتيجي بيانات الأقمار الصناعية في TerraWatch Space، لـ Via Satellite: “بدلاً من مجرد رؤية النبات، يمكن للتصوير الفائق الطيفي أن يتعمق أكثر ويرى محتوى الكلوروفيل في النبات، أو تكوين التربة”، “أنا أسميها .. تكبير خصائص وخصائص كل ما نراه، بدلاً من مجرد تكبيره كصورة.”

ومن غير المستغرب أن يجتذب هذا المجال الناشئ العديد من الشركات الناشئة الحريصة على تطوير تطبيقات تتراوح بين مراقبة المحاصيل، والعثور على رواسب الذهب، وتحديد التسريبات من منشآت التعدين أو الطاقة، والمزيد.

مشكلة في الصورة- استثمارات وموارد كبيرة 

لقد تم إرساء أساسيات هذا النهج في السبعينيات، وشهدت الاستثمارات الضخمة على مدى العقد الماضي تقدم هذا المفهوم .

ولا يزال هناك طريق طويل يجب قطعه قبل أن يصبح من الممكن استخدامه للاستخدام التجاري، وليس أقلها التغلب على عقبات مثل التكلفة، وتصغير مواد النظام، وتطوير البرمجيات ونماذج التعلم الآلي لمعالجة البيانات بسرعة، وتحقيق دقة أفضل للصور.

ومع ذلك، من المتوقع أن تبلغ قيمة سوق التصوير الفائق الطيفي 47.3 مليار دولار بحلول عام 2032، مقارنة بـ 16 مليار دولار اليوم، وفقًا لتقرير صادر عن Spherical Insights & Consulting، وبفضل هذا الحافز، خصصت العديد من حكومات العالم والشركات الخاصة استثمارات وموارد كبيرة لتطوير هذا المفهوم في السنوات القليلة الماضية.

ببساطة، تعمل هذه التقنية باستخدام أطوال موجية مختلفة من الضوء، وتقسيم الطيف إلى نطاقات طيفية ضيقة لتحديد التوقيع الكيميائي الفريد لكل جسم أرضي بناءً على كيفية نقل الطاقة أو عكسها أو امتصاصها بأطوال موجية مختلفة.

يتم استخدام نطاقات ضوئية أكثر من تقنيات التصوير الطيفي الأخرى، ويختلف النهج عن تقنيات الاستشعار عن بعد الأخرى التي تعمل عن طريق قياس الموجات الدقيقة أو موجات الراديو.

رؤية الصورة الأكبر

ومن أجل الحصول على الجائزة، تخطط العديد من الشركات التجارية الناشئة لنشر مجموعات من الأقمار الصناعية لأشياء مثل إجراء تحليلات المحاصيل أو مراقبة عمليات التعدين من الفضاء.

يمكن أن يساعد تحليل الأقمار الصناعية الفائقة الطيفية في مراقبة المحاصيل بحثًا عن الأمراض والآفات أو الإصابة ومستويات النيتروجين أو الرطوبة في المحاصيل، وعند دمجها مع البيانات الأرضية ومعلومات الطقس ومعلومات المحاصيل التاريخية، يمكن أن تساعد في الحفاظ على محاصيل المحاصيل أو زيادتها.

وقد أدى انخفاض تكاليف إطلاق الأقمار الصناعية في السنوات القليلة الماضية إلى نمو هائل في عدد الأجسام التي يتم إطلاقها في الفضاء، وهو ما قد يسهل العديد من حالات الاستخدام المحتملة للأقمار الصناعية الفائقة الطيفية.

يمكن لهذه التكنولوجيا أن تساعد جهود الحفظ بطرق عديدة، مثل تحليل مستويات العوالق في المحيط، أو تحديد متى تطلق السفن الوقود في الماء، أو تسجيل مستويات تسرب غاز الميثان من منشآت الطاقة، أو مراقبة المواد السامة من مخلفات عمليات التعدين ومنعها. من التسرب إلى التربة والنباتات المحيطة.

ومن الممكن أن يكون هناك تطبيق آخر يتمثل في تحديد مواقع رواسب الذهب في أعماق الأرض، من خلال تحديد وجود العناصر الكيميائية المكونة له، مثل النحاس والرصاص والكوبالت، ويمكنه أيضًا تحديد المعادن والمعادن الأخرى، مثل الليثيوم اللازم لتحويل الطاقة – وكذلك ملاحظة الأماكن التي لا توجد فيها، لحماية المناطق من أعمال التنقيب غير الضرورية.

مكافحة تغير المناخ

على المستوى الكلي، يمكن استخدام التصوير الفائق الطيفي للمساعدة في منع أو تقليل آثار تغير المناخ، من خلال الكشف عن احتمالية الفيضانات في المنطقة من خلال النظر في مستويات تشبع التربة، على سبيل المثال. عند دمجها مع تقنية الكشف عن الضوء وتحديد المدى (LIDAR) على الأرض، يمكن أن تساعد البيانات في تحديد أين ستذهب مياه الفيضانات وتقييم مستويات المخاطر للمجتمعات المختلفة.

وتتمتع التكنولوجيا بالقدرة على تسريع التغيير، سواء من خلال الاستثمار الحكومي أو الخاص. تجمع مبادرة مجلس المستقبل العالمي لمستقبل الفضاء التابع للمنتدى الاقتصادي العالمي قادة من الحكومة وقطاع الأعمال والمجتمع المدني لمعالجة التحديات الحالية والمستقبلية لقطاع الفضاء لضمان التنمية المستدامة والشاملة.

بعد إطلاق أول قمر صناعي لها في المدار، تقوم شركة Pixxel الهندية الرائدة ببناء شبكة من الأقمار الصناعية عالية الدقة لمراقبة كوكب الأرض من الفضاء، الهدف هو مساعدة الملوثين على تقليل التسربات والانبعاثات الناتجة عن عملياتهم ومراقبة الانتهاكات البيئية للمساعدة في مكافحة آثار أزمة المناخ.