السلام عليكم
انطلاق أول قمر صناعي في 4 أكتوبر 1957 وقفت البشرية على أعتاب عهد جديد من التقدم الحضاري، ففي هذا اليوم أطلق الروس القمر الصناعي «سبوتنيك» ليكون أول قمر يطلقه البشر الى الفضاء الخارجي، وبعدها في نوفمبر من العام نفسه أطلق «سبوتنيك 2» وهو يحمل على متنه الكلبة «لايكا» لتكون أول كائن أرضي يتحرك خارج كوكبنا. وفي نهاية يناير 1958 انطلق «اكسبلورر» ليكون أول قمر صناعي أميركي .. وبعد ذلك بقليل توالت الأقمار الصناعية لتجوب الفضاء الخارجي وتدور حول الأرض ليبدأ بذلك عهد جديد من الاكتشافات العلمية الزاخرة.
وتدريجيا بدأت العقول البشرية في التفكير في مجالات التطبيق التي يمكن ان تستفيد من التقنيات الفضائية، فظهرت أجيال من الأقمار الصناعية لتلعب دورا مهما في دراسة تلوث الهواء والبيئة بشكل عام ودراسة طبقة الأوزون والمجال المغناطيسي للأرض، هذا غير ما عنيت به أقمار الدراسات المناخية، كما قدمت برامج فضائية مختلفة صورا فضائية للأرض بهدف التعرف على ثرواتها ولخدمة مجالات الزراعة والغابات والمياه والبترول وصناعة الثروة السمكية .. هذا عدا أقمار الاتصالات واهميتها الاستراتيجية التي أصبحت واضحة للعيان. كما دخلت الأقمار الصناعية في المجالات العسكرية لتلعب دورا استراتيجيا في توجيه دفة الأمور ولاثبات الهيمنة العسكرية.
كذلك أطلقت العديد من الأقمار الصناعية لتحمل على متنها تلسكوبات لرصد الشمس أو السحب بين النجوم والنجوم بل والمجرات في أعماق الكون، فهذا القمر «هيباركوس» أرسلته أوروبا لقياس أبعاد النجوم، والقمر الصناعي «ايراس» كانت مهمته دراسة السحب بين النجمية، وذلك عن طريق الرصد في الأشعة تحت الحمراء. أما تلسكوب «هابل»، وهو تلسكوب ضوئي كبير، فقد أمكنه بث صور دقيقة من أعماق الكون وأطرافه البعيدة.
لقد تفتحت عيوننا على عهد جديد، لا يوجد مجال يهمنا في حياتنا إلا وتلعب فيه تكنولوجيا الفضاء دورا لا يستهان به .. وفي الحقيقة أحدثت برامج الفضاء ثورة تكنولوجية كبيرة في حياة الناس.
لقد أدركت البشرية بعد سنوات قليلة من بدء برامج الفضاء أهمية هذه البرامج في مجالات الزراعة والجيولوجيا وفي الدراسات المناخية والبحرية والجوية. وكانت أول اشارة في سنة 1960 عندما أظهر القمر الصناعي «تريوس» للدراسات المناخية خريطة لسطح الأرض تحت السحب. وبينت الصور التلفزيونية الأولية التي كانت بالأبيض والأسود بعض الأنشطة البشرية على سطح الأرض. ويحكي رائد الفضاء جوردن كوبر انه في أثناء تحليقه في مركبة «ميركوري» في مايو من عام 1963 أصيب بالدهشة عندما شاهد الشوارع والطرق بل والمباني من على ارتفاع حوالي 161 كيلومترا. وكان لرحلات الفضاء التالية دورها في تأكيد مشاهدات جوردن كوبر. فالصور الفوتوغرافية الملونة التي أخذت بواسطة رواد الفضاء في مركبات «جيميني» أظهرت تغيرات في النشاط العمراني في خلال فترة ستة أشهر من الطيران. ولقد أمدنا القمر الصناعي «جيميني 4» بصور لمصارف المياه في غرب تكساس، كما تحددت حقول القمح بوضوح في صور أرسلتها مركبة «أبولو 6»، وأظهرت صور فضائية أخرى اماكن سقوط الأمطار على مناطق كانت جافة في تكساس عن طرىق ازدهار النباتات التي أعطت ألوانا مختلفة للكاميرا. وصور «أبولو 9» أظهرت مناطق ثلجية على جبل في اريزونا، كما أمكن تصوير فيضانات مدمرة على مساحات شاسعة تبلغ 427 كيلومترا مربعا في لويزيانا كانت ناتجة عن اعصار مدمر.
وبعد ذلك دخلت تقنيات حديثة لتزيد من قدراتنا في تصوير أدق، حيث أخذت معلومات من صور متعددة الأطياف في الضوء المرئي أو في الأشعة تحت الحمراء. ولقد لعب التصوير بالأشعة تحت الحمراء دورا مهما في الكشف عن التغيرات الدقيقة التي يصعب تمييزها بالعين البشرية. ومن الأمثلة الشهيرة على دور التصوير في الأشعة تحت الحمراء هو صور أخذت لمحصول زراعي، حيث أمكن تمييز المنطقة السليمة من المحصول عن البقعة المريضة، حيث يختلف لون المنطقتين. ويعمل اللاقط متعدد الأطياف بالفكرة نفسها حيث ان المظاهر المختلفة على سطح الأرض يمكن تمييزها من خلال ما ينعكس من أشعة الشمس، فالأطياف المنعكسة عن النباتات تختلف عن تلك الناتجة عن الصخور أو التربة او المسطحات المائية. وكل هذه الفروق تسجلها أجهزة الاستشعار عن بعد الموجودة في الأقمار الصناعية، ويمكن ترجمة تلك الأطياف الى ألوان تحدد طبيعة هذه التغيرات في مجال المنطقة التي نريد أن ندرسها بالتفصيل. وبهذه الطريقة أمكن التركيز على محصول معين والتغيرات التي نشاهدها في طيفه يمكن من خلاله تحديد بعض المعلومات عن ظروف التربة ورطوبتها، علاوة على تحديد تلك المحاصيل المصابة بالأمراض ونوعية تلك الآفات.
سلسلة أقمار لاندسات
وأول الأقمار الصناعية التي لعبت دورا مهما في هذا المجال كانت سلسلة أقمار «لاندسات». لقد أطلقت تلك السلسلة من الأقمار الصناعية من أجل خدمة مجالات الزراعة والبحث عن المعادن والبترول والمياه. وفي البداية وضعت تلك الأقمار على ارتفاع 917 كيلومترا لتدور في مدار من الشمال الى الجنوب مغطية بذلك مساحات من سطح الأرض تتغير متحركة نحو الغرب مع دوران الأرض تحتها. ويمكن كل قمر صناعي أن يغطي جميع أجزاء الكرة الأرضية كل فترة 18 يوما. وترسل الصور لتلتقطها أطباق استقبال في محطات الاستقبال الأرضية، ويتم تخزين تلك المعلومات على شرائط ممغنطة يمكن تحويلها الى صور ملونة. وفي القمر الصناعي «لاندسات 4» الذي كان يدور على ارتفاع 640 كيلومترا تم استخدام جهاز لاقط محسن مع جهاز ماسح متعدد الأطياف. لقد تم تصميم هذا القمر ليكون حاملا لنوع جديد من اللواقط يعرف بـ«الراسم الثيماتيكي» الذي يمكنه تصوير بقعة صغيرة لا يزيد قطرها عن 30 مترا. ومن الجديد في مشروع «لاندسات 4» أنه تم توظيفه للتعامل مع المركبة متعددة الاستخدامات والمجهزة لتناولها من خلال مكوك فضائي بحيث يمكن تصليحها واعادة استخدامها. وتتكون تلك المركبة من جزء رئيسي يحتوي على أجهزة الطاقة والدفع والتحكم والاتصال وتخزين المعلومات وجزء آخر يمكن استخدامه في نطاق واسع من التطبيقات العلمية المختلفة.
وباستخدام الراسم الثيماتيكي تمكن قمرا «لاندسات» 4 و5 من إرسال صور طبيعية أكثر من ذي قبل لسطح الأرض، وإضافة ألوان ما بين الأزرق والأخضر مكنتنا من تحليل صور لأعماق المسطحات المائية مما ساعد على التعرف على الجزر والتربة تحت سطح الماء. وبإضافة نطاقات من الأشعة تحت الحمراء تمكن الجيولوجيون من التعرف على تفاصيل كثيرة في أنواع الصخور وأنواع التربة. ومن تلك النتائج المدهشة ان جيولوجيا في أوكلاهوما وجد من الصور دلائل تشير الى وجود بترول بالقرب من السطح. كما أمكن باستخدام نتائج «لاندسات» تصحيح وتحديث خرائط تفصيلية لسطح الأرض في بلاد مختلفة. والمعلومات الحديثة لأقمار «لاندسات» ساعدت بلا شك على تتبع التطور العمراني والتحسينات على الطرق والسكك الحديدية في اميركا، كما ان أقمار «ساليوت» الروسية مكنت العلماء من رسم صورة دقيقة لمشروعات عملاقة للسكك الحديدية.
كل هذه النتائج وغيرها فتحت الطريق واسعا أمام الأقمار الصناعية لتلعب دورا مهما في رسم خرائط تفصيلية ولتصميم الطرق والسكك الحديدية وقنوات الري، بل أصبح في الامكان رسم خرائط للتربة تحت سطح الماء للتعرف على مظاهر ذلك السطح وبصفة خاصة تلك الألسنة التي يمكن أن تشكل خطرا على حركة الملاحة البحرية وأكثر من نصف اسيا وافريقيا واميركا اللاتينية لم ترسم له خرائط تفصيلية على رسم بياني قياسه واحد على مليون إلا بعد انطلاق قافلة الأقمار الصناعية.
ويمكن بطريق الأقمار الصناعية رسم خرائط تفصيلية في وقت وجيز وبثمن زهيد، بل ويمكن تحديث المعلومات في وقت قصير وبدقة عالية. وهذا ما زاد امكانية اخذ القرارات المهمة بنجاح بعد النظر في تلك الصور التحليلية الدقيقة التي تبثها الأقمار الصناعية إلينا. والسرعة التي يتم بها تحليل الصور الفضائية بالمقارنة مع الطرق التقليدية القديمة لعبت دورا مهما في تقليل التكاليف وبالتالي رفع الكفاءة الاقتصادية لاي مشروع. وكمثال على ذلك فان مشروع رسم خريطة لمصر بقياس واحد على مليون تم في خلال عشر سنوات بتكاليف تبلغ 4،2 مليون دولار وذلك باستخدام التصوير المساحي. أما صور الأقمار الصناعية فانها تحقق النتائج المطلوبة في مثل هذا المشروع بتفاصيل تزيد ثلاث مرات وفي وقت يقل الى النصف وبتكاليف أقل كثيرا. ولقد ساعدت الأقمار الصناعية في وضع الحلول المناسبة لمواجهة التصحر وكيفية التعامل مع الحدود الأرضية وتحديد الظروف المناسبة لرعي الماشية ووضع الحلول التي تقي من فقدان المراعي وكيفية فتح مراع جديدة ومساعدة متخذي القرار في كيفية تحسين المرعى أو زيادة الخصوبة في الأراضي الزراعية وفي تحسن المحاصيل الناتجة. كما أصبح من الممكن تحسين الغابات ورفع كفاءة استخدامها من خلال الصور الفضائية، وكمثال لهذا الغرض فان الصور الفضائية لغابات الأمازون في البرازيل ساعدت على وضع حلول مثلى من الناحية الاقتصادية، وذلك بقطع ثلث الأشجار في الغابات، فقد ثبت ان هذه هي الطريقة الاقتصادية المثلى لتحسين ظروف ملاك الأرض. كما ان توافر صور ومعلومات عن التيارات في المحيطات تساعد على معرفة كميات السمك التي يمكن اصطيادها ومعلومات أخرى تهم العاملين في مجال الملاحة البحرية.
صور محطات الفضاء
محطات الفضاء هي مركبات يمكن التعامل معها بحيث ينطلق رواد الفضاء في مكوك فضائي ثم يلتحقون بالمحطة الفضائية لاداء مجموعة من التجارب او وضع أجهزة على متن المحطة، أما الأقمار فهي مركبات أطلقت من أجل أن تدور في مدار حول الأرض وتحدد أغراضها مسبقا قبل تصنيعها، لأنه لا يمكن تغيير المطلوب منها بعد إطلاقها. ويمكن لرواد الفضاء قضاء فترات طويلة نسبيا داخل محطات الفضاء ثم يعودون بعد ذلك ليذهب آخرون. لقد جهزت محطات الفضاء مثل Sky Lab «المعمل الفضائي» بالعديد من التلسكوبات وغيرها من أجهزة الرصد والتصوير. واستخدمت الكاميرات متعددة الأطياف بكفاءة عالية في محطات الفضاء مثل «سكايلاب» الاميركية و«ساليوت» الروسية. ففي البرنامج الروسي استخدمت كاميرات متعددة النطاقات أنتجتها شركة «كارل سايز» الالمانية، وتقوم تلك الكاميرا بأخذ العدد نفسه من الصور لبقعة ما في الأطياف المختلفة، ثم يتم اسقاط الصور على بعض لتكوين صورة تفصيلية ناتجة من الاطياف المختلفة للمكان نفسه.
ولكل نوعية من التصوير الأفلام الخاصة بها والعدسات اللازمة لعملية التصوير، فمثلا يستخدم نظام خاص لتصوير تفاصيل التربة والتراكيب الصخرية، ونظام آخر يتعرف على انواع المحاصيل والمزروعات، كما يركز نوع ثالث على نوعية المياه في القنوات والمحيطات وهكذا.
ويقول أحد رواد محطات الفضاء الروسية «سايوز» ان ما يمكن تحصيله من معلومات في خمس دقائق من الصور الفضائية لا يمكن تحصيله بالصور العادية الا بعد عامين من الدراسة. ويشير مدير معهد علوم البحار الروسي لأهمية تلك الصور الفضائية في مجال تنمية الثروة السمكية، حيث ان صور الأشعة تحت الحمراء بواسطة المعامل الفضائية يمكن ان تمدنا بمعلومات عن درجات الحرارة في المحيطات، وان تستكشف نطاقات المياه الدافئة وتيارات المياه الباردة بشكل سريع، يمكننا معه تحديد مسارات وتحركات السمك. وبالطبع فان تحصيل هذه المعلومات بواسطة السفن قد يحتاج الى عشرات الآلاف من سفن الابحاث. كما أن الدقة العالية التي تتحلى بها الصور الفضائية ساعدت على تحسين وسائل الاستخبارات العسكرية وغيرها من الأهداف المدنية، وأصبحت تلك الأنشطة في الوقت الحالي من الاعمال الروتينية التي تقوم بها محطات الفضاء مثل محطتي «ساليوت» و«مير» وما يرتبط بهما من رحلات فضائية. لقد أصبحت الصور الفضائية واحدة من أهم المبيعات للشركات العاملة في مجال الفضائيات. لذا نجد وكالات الفضاء تعلن دوما عن احدث ما أنتجته من صور فضائية، وعلى سبيل المثال نجد ان وكالة الفضاء الروسية تعلن عن استكمالها رسم خريطة رادارية للمنطقة القطبية الشمالية.
منافسة دولية في سباق الفضاء
لقد اتضح للجميع أهمية تكنولوجيا الفضاء في تقدم الأمم، فتحركت العديد من دول العالم نحو تحصيل هذه التكنولوجيات فانتجت الأقمار الصناعية لاغراض علمية وتكنولوجية مختلفة. فبعد روسيا واميركا واليابان بدأت دول أوروبا تدخل واحدة تلو الأخرى في هذا السباق. وفي عام 1978 أعلنت فرنسا عن البدء في مشروع «سبوت» الموجه لدراسات علمية كثيرة جميعها ينصب في حل الكثير من المعضلات والتي تعود بمردود اقتصادي كبير. ولقد أطلقت «سبوت 1» في الثاني والعشرين من فبراير عام 1986. كما ان بريطانيا بعد ان نجحت في اكتساب خبرات في صناعة اقمار الاتصالات بدأت تهتم بأقمار رصد الأرض. اما اليابان فقد اتجهت للتجارة بتكنولوجيات تتسم بالمهارة. فهذا القمر MOS-1 يحمل أجهزة لرصد تغيرات الالوان في المحيط وتغيرات الحرارة مع تطبيقات في مجالات الزراعة والغابات وصيد الأسماك والمناخ. وتشير الصور التي أرسلها القمر الصناعي الياباني «نيمبوس 7» الى حدوث نقص في غاز الأوزون والى ان هذا النقص يتبع دورة فصلية تبلغ قمة الخطورة على القطب الجنوبي في شهر اكتوبر.
كما بدأ يحدث نوع من التعاون بين وكالات الفضاء من دول عديدة من اجل عمل دراسات لمسائل عويصة مثل ثقب الأوزون او الاعاصير المدمرة. وهذه هي الهند أطلقت أول قمر صناعي لها في عام 1979 كخطوة نحو تكوين نظام متكامل في مجال تكنولوجيا الفضاء. ومثل غيرها من الدول وضعت الهند خططا طموحة لصوغ دراسات علمية في مجالات الجيولوجيا والزراعة ومجالات الطاقة المتجددة بشكل عام. ويقول رئيس وكالة الفضاء الهندية ان قمرهم الصناعي الذي اطلق في عام 1988 ساعدهم في الكشف علن مناجم واعدة للماس والياقوت بالقرب من احدى القرى الهندية.
اما الصين فقد بدأت بالفعل في برنامجها الفضائي الخاص حيث اطلقت اول قمر صناعي لها في عام 1975. وهكذا تتابعت العديد من دول العالم في الدخول في مضمار تكنولوجيا الفضاء علها تلحق بركب ذلك العالم المتقدم، والان جاء دور عالمنا العربي الذي نرجو أن يبدأ في التحرك بخطى حثيثة نحو هذا الموضوع الحيوي. ولقد بدأت مصر بالفعل في التخطيط للمضي قدما نحو انشاء وكالة فضاء مصرية على سواعد رجال مخلصين تجمعوا من تخصصات مختلفة تحت مظلة اكاديمية البحث العلمي والتكنولوجي.
استكشاف المجال المغناطيسي
حول الارض
يحيط بالارض مجال مغانطيسي يمتد الى مسافة كبيرة حولها، حتى انه يمكننا ان نتصور كوكبنا داخل المجال المغناطيسي كجنين في رحم أمه. وبالفعل يلعب المجال المغناطيسي دورا مهما في حماية الارض والحياة التي تتحرك على سطحها من مخاطر الرياح الشمسية العاتية. ودراسة هذا المجال المغناطيسي تساعدنا بلا شك على فهم تأثيراته المباشرة وغير المباشرة على غلافنا الجوي. وشكل المجال المغناطيسي المحيط بكوكبنا معقد وله تفاصيل تختلف كثيرا عما يمكن ان نرسمه لخطوط المجال المحيطة بقطعة ممغنطة.
فالمجال المغناطيسي للأرض غير منتظم، بل نجد انه يكون مضغوطا وقويا في جهة الشمس بواسطة الشحنات القادمة من الشمس، او كأنه يمثل فريقا من الجنود المتزاحمين في مواجهة عدو يريد ان يغزو كوكبنا، تقارب خطوط المجال المغناطيسي يعني انه يصبح قويا في مواجهة تلك الرياح الشمسية العاتية، بينما يكون منسابا مكونا ذيلا طويلا يمتد خلف الأرض في الجهة المعاكسة لاتجاه الشمس، وكأنه في حالة استرخاء الى ان يحين دوره في مواجهة الرياح الشمسية. وحينما تأتي الرياح الشمسية يستقبلها صدر المجال المغناطيسي ليجرها بعيدا عن الارض. وتنتهي حدود المجال المغناطيسي للأرض عند حوالي 60 ألف كيلومتر أي حوالي عشرة امثال نصف قطر كوكبنا. هذا في جهة الشمس، أما في الجهة الأخرى فان المجال المغناطيسي يمتد لمسافة اكبر من ذلك، اذ تتحرك بعض الشحنات لتقترب من الارض فيقوم المجال المغناطيسي باصطيادها في حزام «فان الن».
ويتغير المجال المغناطيسي من موضع لآخر مع تغير المسافة من الارض وحسب قوة النشاط الشمسي. وتم استكشاف المجال المغناطيسي للارض بواسطة العديد من الاقمار الصناعية أولها كان القمر الصناعي الاميركي «اكسبلورر 1». وقد سجل هذا القمر و«اكسبلورر 3» الذي اطلق بعده بشهرين وجود نقص مفاجىء في الاشعة الكونية على ارتفاع 950 كيلومترا، حيث يحدث تناقص في كمية الاشعة الكونية نتيجة زيادة الرياح الشمسية التي تقوي المجال المغناطيسي الارض بالتبعية. وقبل ان ينتهي عام 1958 اطلقت مركبة «بايونير» لتذهب الى القمر وفي طريقها سجلت المجال المغناطيسي المحيط بالارض، كما اجريت العديد من التجارب لقياس مستوى الاشعة الكونية خارج حدود المجال المغناطيسي للارض لمعرفة الفارق بين ما يصلنا منها وما هو منتشر بالفعل في الوسط ما بين الكواكب.
ولقد اكدت الرحلات التالية وجود الكترونات وبروتونات بطاقات عالية تبلغ 700 مليون الكترون فولت تحيط بالأرض في حزام «فان الن» الخارجي والذي يبعد 64 ألف كيلومتر عن الأرض، وتتذبذب تلك السحابة بين النصفين الشمالي والجنوبي للكرة السماوية على طول خطوط المجال المغناطيسي. كما يوجد حزام اخر من الشحنات بالاسم نفسه على مسافة تزيد قليلا عن نصف قطر الارض. ولكي نضمن رحلات فضائية بشرية امنة علينا ان نتجنب الاقتراب من حزامي فان الن.
إن سلسلة «اكسبلورر» التي امتدت حتى الرحلة رقم 55 كان الغرض الرئيسي للكثير منها دراسة المجال المغناطيسي للارض ودراسة الرياح الشمسية ومنطقة اليونوسفير. ولقد كشفت رحلتا «بايونير 10 و11» عن مجال مغناطيسي قوي حول كوكب المشتري، ولهذا المجال المغناطيسي شكل مشابه لمجال الارض المغناطيسي، مما يؤكد تأثير الرياح الشمسية في شكل المجال. كما أثبتت «مارينر 10» ان قوة الرياح الشمسية والتي تصل الى الغلاف الجوي لكوكب الزهرة تحدث فوهة في السحب الكثيفة للكوكب، يحدث ذلك بالطبع نتيجة عدم وجود مجال مغناطيسي حول كوكب الزهرة يحميه من تلك الرياح الشمسية العاتية.
البحث عن اسرار الشمس
لكي نفهم ما يحدث من تغيرات مناخية في غلافنا الجوي وما نعانيه من فيضانات وكوارث طبيعية، علينا اولا ان نفهم فيزياء الشمس وتأثيراتها في غلافنا الجوي. وعلينا ان نجد اجابات شافية لمعضلات مازالت تواجهنا. فكيف تؤثر الشمس في مناخنا وبالتالي في حياتنا؟ وهل للشمس دور في مشكلة الاوزون؟ ولدينا خيوطا رفيعة من ذلك اننا فهمنا دور الشمس في حدوث ظاهرة الشفق القطبي، فهذه الظاهرة تمثل تفاعلا للرياح الشمسية مع غلافنا الجوي. كما توجد دورات مناخية ودورات للنشاط الشمسي فهل توجد روابط بينهما وما هي طبيعة تلك الترابطات بين أنشطة الشمس وما يحدث من تغيرات في مناخ كوكبنا؟ من هنا تأكدت أهمية دراسة الشمس وأنشطتها المختلفة وتأثيرات ذلك في كوكبنا.
في الفترة من نوفمبر 1963 وحتى اكتوبر من عام 1973 أطلقت عشر مركبات فضائية باسم IMPs، وكان من أهم أهداف هذه الرحلات دراسة الشمس وتتبع أنشطتها خلال احدى عشرة سنة كاملة، بغرض تتبع دورة النشاط الشمسي ولتحذير رواد «ابوللو» و«سكايلاب» من مخاطر اللهب الشمسي. وقد لوحظ من خلال تلك الرحلات انه مع زيادة النشاط الشمسي، فان المجال المغناطيسي للارض يزداد كما ان ظاهرة الشفق القطبي تتزايد بشكل ملحوظ في ذلك الوقت. كما تمكنت مركبات «بايونير 4 و5 و6 و7 و8 و9» في الفترة من 1959 وحتى 1968 من ان تبث لنا صورا تفصيلية عن تركيب الشمس وانشطتها القوية. ولقد سجلت «بايونير 5» علاقة واضحة بين زيادة اللهب الشمسي وزيادة المجال ما بين الكواكب، مما يؤكد ان تلك الرياح الشمسية يمكن ان تتسبب في احداث اضرار لرواد الفضاء اذا لم تتوفر لهم وسائل الحماية من تلك الشحنات ذات الطاقة العالية.
ومنذ عام 1962 ارسلت ثماني مركبات لعمل دراسات تفصيلية عن الشمس، كما أطلقت ست مركبات اخرى لدراسة المجال المغناطيسي للارض، ومن أجل معرفة المزيد عن تأثيرات الأنشطة الشمسية. لقد بذلت جهود دولية عديدة من اجل دراسة الانشطة الشمسية وعلاقتها بالمناخ على الأرض وتأثيرها في الاتصالات اللاسلكية ودورها المحتمل في مشكلة ثقب الاوزون. فأول قمر صناعي بريطاني في سنة 1962 أرسل من أجل هذا الغرض، وكذلك القمر الصناعي لألمانيا الغربية في سنة 1969 أطلق لكي يقوم بدراسة الأشعة فوق البنفسجية وأشعة اكس القادمتين من الشمس، وأطلق للغرض نفسه قمران آخران في عام 1972 و1974. كما أطلقت مركبتان اخريان لتقتربا اكثر من الشمس لمسافة مدار كوكب عطارد وذلك في عامي 1975 و1976. هذا غير المركبات التي اطلقتها فرنسا واليابان بل والهند للغرض نفسه.
ومن التجارب الشيقة في هذا الشأن ما قدمته المركبتان «ISEE 1, 2» اللتان وضعتا في مدار شديد الاهليجية ثم وضعت مركبة ثالثة هي «ISEE 3» عند مدار يبعد مسافة 5،1 مليون كيلومتر عن الارض فتصل الانشطة الشمسية للمركبة ISEE 3 ثم بعد ذلك ترصدها المركبتان الاخريان بعدها بساعة، مما يساعد على وضع تصور عن حركة هذه الرياح وتغيراتها مع الوقت. كما ان محطتي «سكايلاب» و«ساليوت» تمكنتا من اخذ صور عديدة وفريدة للشمس ولأنشطتها المختلفة. لقد احتوت محطة «سكايلاب» على ثمانية تلسكوبات موجهة نحو الشمس، خمسة تلسكوبات لدراسة الشمس في الأشعة السينية وفوق البنفسجية واثنين لأخذ صور تلفزيونية للشمس، والثامن لأخذ صور فوتوغرافية لكورونا الشمس (الاكليل الشمسي). وقد انتجت ثلاث رحلات بشرية وفترة مكث وصلت لحوالي ستة اشهر في محطة «سكايلاب» اكثر من 180 ألف صورة للشمس. لقد تعلمنا بالفعل الكثير عن اسرار شمسنا من خلال تلك الرحلات الفضائية التي وجهت نحوها.
استكشاف الكواكب
تمثل محاولة ارتياد الكواكب القريبة منا هدفا رئيسيا وطموحا لعمليات غزو الفضاء. وقد تبدو تلك الرحلات وكأنها نوع من الترف، مع انها بكل تأكيد تلعب دورا مهما في تطوير تكنولوجيات الفضاء. واحلام الانسان في بناء مستعمرات فوق الكواكب الاخرى قد تفتح افاقا مستقبلية لرخاء البشرية ولتحصيل اكبر قدر من الاستفادة من منظومتنا الشمسية. ومن هنا نجد ان الرحلات الموجهة نحو الكواكب تحركت بشكل سريع في اوائل الستينات. فهذه رحلة «مارينر 2» تتوجه نحو كوكب الزهرة في 27/8/1962 وتلتها في العام نفسه مركبة اخرى الى المريخ واستمرت سلسلة مركبات «مارينر» في زيارة كل من الزهرة والمريخ وكذلك سلسلة مركبات «مارس» الروسية. ولعبت مركبات «فايكنغ» دورا مهما في استكشاف كوكب المريخ واحضار عينات من تربته لدراستها ومعرفة المزيد عن جيولوجية وتاريخ هذا الكوكب المثير. ولا يمكن ان ننسى تلك السلسلة من الرحلات التي توجهت نحو القمر وتوجت في اواخر الستينات بستة من الرحلات البشرية ليتحرك بذلك رواد الفضاء بأقدامهم على سطح القمر محققين حلما تختلج به عقولنا.
ومن أهم الأمثلة التي يمكن ضربها للتعبير عن مدى نجاح البشر في الاستشعار عن بعد رادار «ماجلان» الذي استخدم في رصد كوكب الزهرة من مدار حول الكوكب. لقد تم انزال العديد من المركبات على سطح كوكب الزهرة، ولكن نتيجة للظروف الصعبة هناك فان الاجهزة يصيبها العطب فلا تعمل سوى ساعات قليلة بأقصى تقدير، ومن هناك كان لمركبة رادار «ماجلان» دور مهم في رصد سطح الكوكب لتفاصيل دقيقة تبلغ جزءا من الكيلومتر وبالتالي نجحت تلك المركبة في بث صور دقيقة للغاية عن سطح كوكب الزهرة. فقد أقلع رادار ماجلان ليتجه نحو الزهرة في مايو 1989 أما الكواكب الخارجية فقد أبحرت اليها مركبات «بايونير 10 و11» ورحلتا فويجر 1 و2 الشهيرتان واخيرا وصلت رحلة «غاليليو» الى المشتري لتبث في غلافه قمرا صناعيا يرصد لنا تفاصيل دقيقة عن ذلك الكوكب العملاق.
ولم يستمر المجس الذي دخل غلاف المشتري سوى ساعة واحدة، ولكنه بلا شك يمثل اول محاولة بشرية لغزو اغوار تلك الكواكب الخارجية العملاقة. ولم ينس الانسان في خضم هذه الرحلات ان يرسل بعض مركباته لبعض المذنبات فهذه رحلة «جيوتو» الاوروبية تقترب من مذنب «هالي» واستطاعت ان تصور لنا تفاصيل دقيقة عن تركيب نواة المذنب كما ارسلت مركبات اخرى للغرض نفسه. واستطاعت مركبة «فويجر» تصوير بعض الكويكبات وهي في طريقها نحو المشتري. وعادت مركبات الفضاء بعد غياب طويل الى المريخ حيث ارسلت مركبتا باثفايندر (MP) و (MGS) في سنة 1997. ونود ان نشير الى بعض تلك المشروعات العملاقة مثل قمر «اكسوسات» الذي كان يحمل على متنه تلسكوبا للرصد في الاشعة السينية وتلسكوب «هابل»، الذي يعد أول تلسكوب كبير يرصد في الفضاء الخارجي، ويأمل الفلكيون ان تظهر بعده اجيال جديدة من التلسكوبات الفضائية الكبيرة سواء في مدار حول الارض او ان تبنى فوق القمر لتكشف لنا المزيد من أسرار الكون الذي نعيش فيه.
الاستشعار عن بعد هو وسيلة الحصول على معلومات او خصائص عن الاشياء او المظاهر الارضية دون لمسها او الاقتراب منها. وقد خلق الله تعالى عين الانسان لتقوم بالشيء نفسه، فالعين تستقبل الاشعة المنعكسة من الاشياء وتفسرها. واذا كانت كثافة الانعكاس كبيرة يظهر الشيء فاتح اللون والعكس صحيح. وعندما تقرأ العين كلاما مكتوبا فهي تستقبل الانعكاسات المنبعثة من الحروف السوداء والمسافات البيضاء وتفسر الكلمات والجمل لتعطي معنى.
هكذا صمم الانسان اجهزة مثل عينه ووضعها على اقمار صناعية (أو طائرات) لتستقبل وتسجل الانعكاسات المنبعثة من الظواهر الارضية، وتدور حول الكرة الارضية في مدارات ثابتة ومتوافقة مع الشمس، لتسجيل الاشعاع الارضي للكرة الارضية كلها.
ومن مزايا هذه الاجهزة sensors قدرتها على تسجيل الاشعاع المنبعث من الارض في الاطياف المرئية وغير المرئية وتسمى هذه الصفة بالتسجيل متعدد الاطياف. وتستخدم هذه الصفة لانتاج صور في الاطياف المرئية وغير المرئية للمكان نفسه في الوقت ذاته. وبتسجيل هذه الصور وارسالها الى الارض يتم تحويلها الى صور رقمية ليستطيع الانسان تحليلها ومعالجتها رقميا باستخدام الحاسب الالي، وبرامج خاصة لتحليل ومعالجة صور الاقمار الصناعية. وبتحليل صور الاطياف المرئية وغير المرئية للغابات مثلا يمكن التفريق بين أشجار البلوط والصنوبر، التي تتشابه كثيرا في الاطياف المرئية، ولكن في الطيف غير المرئي (الأشعة تحت الحمراء القريبة) يظهر كل نوع من هذه الاشجار بدرجة مختلفة من اللمعان.
صور رقمية
وتنقسم صورة القمر الصناعي الى بضعة ملايين من العناصر الصغيرة او وحدات الصورة pixel وقيمتها الرقمية تدل على مدى الانعكاس من الارض (في تدريج رمادي رقمي). وعند تركيب صور القمر الصناعي في الاطياف او الأشرطة الطيفية المرئية وغير المرئية تنتج صورة ملونة رقمية قابلة للتفسير واستنباط المعلومات البيئية عن المكان المطلوب رصده بهذه التقنيات.
وهناك مجالان اخران يقدم لهما الاستشعار عن بعد المواد الاساسية، وهما تفسير الصور والمساحة التصويرية. وتفسير الصور هدفه التعرف على الاشياء وتقدير اهميتها، ويتم ذلك بواسطة المهنيين في مجالات معينة مثل الجيولوجيا والمياه الجوفية والزراعة والغابات وغيرها. وهؤلاء العلماء يدرسون البرامج الخاصة بتفسير ومعالجة الصور مع الالمام بتفاصيل تشغيلها حتى يتسنى لهم استخدامها بالصورة المثلى. اما المساحة الجوية فهي العلم الذي يمكن من خلاله الحصول على حجم وموقع الاشياء بدقة من قياسات تتم بمساعدة الصورة. ولقد تطورت المساحة الجوية الى ان اصبحت اكثر الطرق فاعلية للقياس باستخدام صور ثلاثية الابعاد. وتتضمن المساحة التصويرية اكبر التطبيقات العلمية لبيانات الاستشعار عن بعد واعداد الخرائط.
الاستشعار في خدمة البيئة
وللاستشعار عن بعد تطبيقات كثيرة في مجال البيئة على المستويات المحلية والاقليمية، وخاصة عند الحاجة الى تغطية مناطق كبيرة بصفة مستمرة او دورية لرصد الظواهر البيئية او الحصول على المعلومات عن الموارد الطبيعية ورصدها، ومثل هذه التطبيقات في مجال الجيومورفولوجي الذي واكب في الآونة الأخيرة التوسع في تحليل صور الأقمار الصناعية. فقد أمكن عن طريق هذه الصور تحديد خطوط السواحل، والمحاور الطولية للأودية والمجاري المتشبعة على أسطح المروحات الرسوبية، وحدود توزيع الترسبات السطحية والصخور. كذلك استعملت صور الاقمار الصناعية في اعادة تصحيح او تعديل للبيانات عن بعض الجوانب التركيبية والانكسارات والشروخ والالتواءات، وامكن بذلك رسم خرائط جيولوجية معدلة تتضمن كثيرا من التعديلات التي اوضحتها صور الاقمار الصناعية.
أما في مجال التخطيط فقد حدثت ثورة في التخطيط الخاص بالتنمية بواسطة استخدام تكنولوجيا الاستشعار عن بعد لجمع المعلومات عن الموارد الطبيعية، وهي تعتبر الآن من انجح الوسائل العلمية التطبيقية في اجراء دراسات الموارد الأرضية، حيث يمكن ان تزودنا صور الاقمار الصناعية بمعلومات عن المحاصيل والنباتات والتركيب الجيولوجي وأحوال الماء وتوزيعه والمعالم الطبيعية والصناعية للأقاليم، كما يمكن مراقبة حركة الكثبان الرملية التي تذروها الرياح. وقد أمكن من خلال هذه المعلومات اعداد مختلف انواع الخرائط اللازمة للدراسات البيئية عن الموارد الطبيعية وتوزيعها، ورصد التغيرات البيئية على سطح الارض مثل حركة الكثبان الرملية والزحف العمراني، ودراسة وحصر للموارد المتجددة (الزراعية، الرعوية، المياه الارضية)، الموارد غير المتجددة (البترول والرواسب المعدنية).
وفي مجال البحار والمحيطات أمكن باستخدام الاستشعار عن بعد الحصول على معلومات عن توزيع درجة الحرارة السطحية للبحار والمحيطات وتحديد التيارات الدفيئة وحالة الموج ورصد التغيرات في المياه الضحلة والمناطق الساحلية، ومناطق تجمع الاسماك، ورصد اتجاهات التلوث البحري. والمجالات الاخرى لتطبيقات الاستشعار عن بعد في البيئة هي مجال تحليل استخدامات الاراضي، ورسم الخرائط والربط بين الخلفيات العلمية للتخطيط العمراني والتنبؤات والغلاف الجوي.
دراسة المناطق الجافة
وللاستشعار عن بعد مساهمات عديدة في مجال دراسة المناطق الجافة وشبه الجافة، خاصة اذا كان هناك تفهم للنواحي الطبيعية المرتبطة بتداخل الاشعاع مع المادة وارتباطه بخصائص الموجات ذات الاطوال المتباينة. هذا مع احتمال ان تكون الدراسة متسلسلة زمنيا وتفصيلية ومرتبطة بطبيعة السطح. ويرتبط تصحر الاقاليم بالملامح البيئية والنواحي البشرية. وتدرس النواحي البيئية من حيث علاقتها بالمناخ والغطاء النباتي والطاقة والقشرة الارضية والمياه وغيرها. ومن الأسباب الواضحة لاستخدام الاستشعار عن بعد في دراسة المناطق الجافة وشبه الجافة ان محطات الارصاد الجوية قليلة فيها بحيث يتعذر استخدام نتائج محطة موقع ما بالنسبة لمنطقة اخرى، وخاصة اذا كان معدل التكرار بصور الاقمار الصناعية، مع ضرورة التأكد من ان هذا الغطاء من النوع الاخضر او خليط من الاخضر والجاف.
والمعلومات الميدانية في هذه الحالة مهمة في تفسير البيانات المأخوذة من الاقمار الصناعية ومن الطرق المنتشرة في معالجة صور الاقمار الصناعية في هذا المجال استنباط المعلومات بالاعتماد على الاستنتاجات المستخلصة من تقاطع صورتين طبقيتين، كما توجد عمليات اخرى مثل تحويل بيانات صور الاقمار الصناعية الى صور للمكونات الاساسية، والتقسيم بطرقه المختلفة الى اقسام ذات غطاء متجانس، ومقارنة هذه الاقسام في الازمنة المختلفة لتقدير معدلات التغيير.
ومثل هذه الدراسات بمثابة انذارات ومؤشرات للانسان وما يجري بالبيئات المختلفة التي تعيش فيها من تدهور. ولذلك بدأ الاتجاه الان نحو الصيانة والتنمية المستدامة واستخدام تقنيات الاستشعار عن بعض ونظم المعلومات الجغرافية للرصد المستمر للموارد الطبيعية، واستنباط المعلومات البيئية ووضع تقارير دورية في متناول صانعي القرار لاستخدامها في مجال التنمية المستدامة وتنفيذ الاستراتيجيات الوطنية للاتفاقيات الدولية في مجال التنوع البيولوجي ومجابهة التصحر.
وخلاصة القول ان الاستشعار عن بعد اثبت قدرته على توفير المعلومات المهمة والمتعلقة بالدراسات الارضية، لكنه يحتاج الى تدعيم بالبيانات من المصادر الاخرى مثل الصور الجوية والخرائط والبيانات الحقلية والملاحظات الميدانية.
ترجع بداية علم الاستشعار عن بعد الى منتصف القرن التاسع عشر، حينما كانت كلمة الاستشعار عن بعد تعني التصوير عن بعد، ولا سيما في مجال الجيولوجيا لتطبيق اختراع التصوير الضوئي في وضع خرائط طبوغرافية. وتطور هذا الاستخدام عام 1903 حينما قامت احدى الطائرات المزودة بجهاز تصوير سريع باعمال المراقبة. وفي النصف الاول من القرن العشرين اخترعت عدة اجهزة تفيد علم الاستشعار عن بعد مثل التصوير الملون والحساسات الحرارية. ومع بداية النصف الثاني للقرن العشرين بدأ علم الاستشعار عن بعد ينمو ويتخذ طابعا حديثا مميزا حين تمت تجربة اجهزة التصوير الراداري واجهزة المسح بواسطة الاشعة تحت الحمراء. وفي عام 1960 تم الحصول لأول مرة في التاريخ على صورة للكرة الارضية التقطت بواسطة قمر صناعي يدور حول الكرة الارضية، بعدها تم اطلاق مجموعة اقمار صناعية من طراز «تيروس» ومجموعة اقمار «نيمبس» لمراقبة وقياس الظروف الجوية حول العالم. وفي عام 1977 وضعت خرائط لكوكب المريخ بواسطة قمر صناعي، واحرز علم الجيولوجيا تقدما ملحوظا حين تم تصوير الكرة الارضية وتضاريسها بواسطة ثلاثة اقمار صناعية من طراز «لاندسات».
وفي عام 1978 أطلق قمران صناعيان من طراز «سي سات» يحملان انظمة تصوير رادارية لتصوير ودراسة قاع المحيطات، وقد تمت تسميتهما بالخطأ HCMM وهي اختصار لكلمة «بعثة وضع خرائط للسعة الحرارية». وفي الثمانينات وضع العلماء منظومة من الاقمار الصناعية لضم هذين القمرين مع القمر «لاندسات ـ د» ومع مجموعة اقمار «ستيريوسات» لاجراء تصوير وتحليل لجميع البيانات على كل الكرة الارضية حيث شملت هذه البيانات معلومات عن الثروات المعدنية والمياه الجوفية والبترول والجيولوجيا.
والسؤال الذي يشغل الاذهان هو هل تعتبر البيانات والدراسات المحصلة بواسطة الاستشعار عن بعد بديلا عن الدراسة الميدانية في الموقع نفسه، ام لابد من تكامل المعلومات والبيانات التي تم جمعها عن طريق الاستشعار عن بعد بتلك التي تم فحصها في الموقع نفسه؟ الاجابة هي ان ذلك يعتمد على كل حالة على حدة ولا يمكننا التعميم في الاجابة.
التجسس والتطور التكنولوجي
التجسس هو حصول دولة او فئة على اسرار وبيانات دولة اخرى دون رغبة هذه الدولة. وقد تكون هذه الاسرار حربية او جغرافية او متصلة بثرواتها الطبيعية او بنيتها الاساسية من طرق ومطارات وجسور، او اقتصادية او سياسية.
وقد ساهم التطور التكنولوجي في مجال الاستشعار عن بعد في زيادة وسائل التجسس وامكاناتها. وقد شمل هذا التطور التكنولوجي فروعا كثيرة من العلوم لا يتسع هنا المجال لحصرها، لكننا نستعرض اهم هذه الوسائل الرئيسية وما فيها بايجاز:
1 ـ الاشعاع الكهرومغناطيسي المنبعث او المرتد او المشتت او المستقطب بواسطة مكونات الهدف او المشهد المراد الحصول على معلومات عنه.
2 ـ مجالات القوى مثل المجالات المغناطيسية او مجالات الجاذبية التي تم تكوينها او تعديلها بواسطة مكونات الهدف او المشهد المطلوب الحصول على معلومات عنه.
3 ـ الاهتزازات الميكانيكية او الموجات مثل الموجات الصوتية او السيزمية او التفجيرية التي تصدر او تنعكس من او تنتشر خلال مكونات الهدف او المشهد المطلوب الحصول على معلومات عنه.
4 ـ الاشعاعات الحرارية ـ مثل الاشعة تحت الحمراء ـ او الضوئية المنبعثة او المنتقلة او المارة خلال مكونات الهدف او المشهد المطلوب الحصول على معلومات عنه.
وتستخدم هذه الوسائل الاربع اجهزة استشعار للحصول على صورة للهدف او المشهد المطلوب بيانات عنه، وغالبا ما تكون هذه الصورة في حاجة الى تقوية او تعزيز او تفسير لما فيها من اشكال، حيث انها لا تكون دائما صورة ضوئية، وحتى لو كانت ضوئية فقد تكون غير واضحة او مشوشة، لذا تم استحداث فرع من العلم يسمى تقوية الصورة ويقصد به اجراء عدد من العمليات الهندسية على الصورة بهدف زيادة كمية المعلومات المفيدة للغرض الذي تم من اجله تصوير المشهد. وعملية تقوية الصورة هي عملية تقع بين عملية الكشف او التعرف على وجود ظاهرة معينة في الصورة وبين عملية تفسير وتصنيف هذه الظاهرة.
الاستخدامات العسكرية
للأقمار المدنية
استخدمت العديد من الدول بيانات الاقمار الصناعية المدنية في اغراض عسكرية مختلفة، فالبيانات التي حصل عليها القمر الصناعي «لاندسات» والقمر «سبوت» والقمر الروسي «المظ» كان لها تطبيقات واستخدامات عسكرية عديدة، واهم هذه الاستخدامات:
1 ـ العمليات الحربية: ساعد القمران الصناعيان «لاندسات» و«سبوت» الولايات المتحدة الاميركية في الحصول على صور وبيانات عن العراق خلال حرب الخليج مكنت القوات المتحالفة من الحصول على صور فوتوغرافية دقيقة للاهداف التي تم تدميرها، كما استخدمت الولايات المتحدة بيانات القمرين «لاندسات» و«سبوت» في مارس 1993 في وضع خرائط ليوغوسلافيا السابقة مكنتها من تزويد المدن المحاصرة في شمال البوسنة بالغذاء والدواء.
2 ـ مهام الاستطلاع الحربي: تؤدي مهام الاستطلاع الحربي للحصول على ملاحظة بصرية او ملاحظة بأي وسيلة كشف اخرى للحصول على بيانات عن انشطة ومصادر هذه الانشطة للعدو او العدو المحتمل.
وتشمل مهام الاستطلاع ثلاث مهام رئيسية هي أولا البحث والاستطلاع المساحي، وتؤدى هذه المهمة في اوقات السلم والحرب بغرض عمل مسح جوي للارض والبحر، ولاسيما الاراضي خلف خطوط العدو والاستحكامات والمنشآت السرية للعدو، وكذلك تتبع خطوات سير البوارج والسفن الحربية.
ثانيا: التحذير والانذار: ويقصد بها الانشطة الاستخبارية بغرض اكتشاف وتقديم تقارير عن المعلومات الاستخبارية ذات الحساسية بالنسبة للزمن عن تطورات الأنشطة الاجنبية التي يمكن ان تشكل تهديدا عسكريا أو اقتصاديا أو سياسا للدولة. وتشمل هذه المعلومات اعادة تنسيق قوات العدو من طائرات ودبابات وسفن حربية واماكن تمركزها والتي يمكن ان تكون بداية وتجهيز لهجوم متوقع.
ثالثا: الاستخبارات القتالية وهي معرفة الاحوال الجوية والمظاهر الجغرافية للعدو والتي يتطلبها تخطيط وسير العمليات العسكرية، وذلك يعني معرفة اماكن تواجد القوات المعادية ومسارات امدادها بالمؤن والذخيرة ونطاق التجهيزات الهندسية لحركتها او لادائها في المعارك وطبيعة الارض والاحوال المناخية التي تدور فيها العمليات.
3 ـ مراقبة اتفاقيات الحد من التسليح: وتتضمن هذه المهمة تجميع وتشغيل وتقديم تقارير عن كافة البيانات التي تتضمن اختبار او نشر انظمة تسليح دولة المنشأ لهذه الانظمة والرؤوس الحربية.
4 ـ رسم الخرائط: يعتبر رسم الخرائط الجوية لتضاريس الارض في حد ذاته من الاعمال الخاصة بالمدنيين، لكن هذا العمل يحظى باهتمام خاص من العسكريين لما له من تطبيقات عسكرية كثيرة في مجال التوجيه والتدريب ومحاكاة الاسلحة ذاتية الحركة، ولا تعتبر الخرائط التي تقوم بوضعها الاقمار الصناعية المدنية مناسبة للاغراض العسكرية، إلا إذا تم تعزيزها وتقويتها عن طريق تعديل مدار وارتفاع القمر الصناعي.
فروق التقنية
وبمقارنة معدات الاستشعار عن بعد في الاقمار الصناعية المدنية بتلك الاقمار العسكرية نلاحظ تطور حساسات الاشعة فوق البنفسجية بحيث تصبح صالحة لقياس وخواص طبقات الجو العليا ولاسيما طبقة الايونوسفير، وتطور أجهزة رادارات الكونتورات السطحية واستخدامها في قياسات امواج البحار والمحيطات، وتطور اجهزة المسح الجوي الملون، وتطور الاجهزة المحمولة جوا في مجال قياس الاعماق للشواطئ (بالطبع لمكافحة الغواصات).
والسؤال الذي يطرح نفسه حاليا هو: متى يوظف العرب اموالهم وعلماءهم وجهودهم لاطلاق أول قمر صناعي عربي لجمع البيانات العلمية وغيرها، بدلا من اطلاقهم أقمارا صناعية لأغراض البث التلفزيوني وأغراض التسلية؟!
النصف الأخير من القرن العشرين جاء الاستشعار عن بعد ليحل الكثير من مشاكل وصعوبة التنقيب في الجيولوجيا. والاستشعار هو قياس خصائص ما (مثلا الاشعاع الكهرومغناطيسي) عن طريق جهاز تصوير لا يلامس الارض مثل الات التصوير وأجهزة الراديو والليزر والرادار وكانت البداية الحقيقية للاستشعار عن بعد مع اختراع الة التصوير، ثم تطورت وسائل الاستشعار الى ان وصلت الى سلسلة برنامج «لاندسات» التي واكبها استخدام الحاسب الآلي والأجهزة الإلكترونية الحديثة. ويحدث الاستعشار نتيجة لتفاعلات بين الطاقة والمادة والبيئة، حيث تتفاعل هذه العوامل معا وتعمل على اظهار الاختلافات بين ظاهرة ما والظواهر المحيطة بها.
وتنقسم وسائل الاستشعار الى وسائل فوتوغرافية، وهذه يتركز استخدامها على الاستشعار في الجزء المرئي من الطيف الكهرومغناطيسي والجزء القريب من الاشعة دون الحمراء باستخدام الأفلام العادية الأبيض والأسود أو الملونة. وهذه الوسائل تستخدم في انتاج الخرائط الطبوغرافية وتحديد التكوينات الجيولوجية ومراقبة زحف الكثبان الرملية، كما توضح لنا مناطق تعرية التربة وتحديد أماكن تواجد المياه الجوفية. اما الوسائل غير الفوتوغرافية فتنقسم الى وسائل جوية ووسائل فضائية. فالرادار والراديومتر واللاقط متعدد الأطياف يستخدم في الوسائل الجوية، وهذه الوسائل تكون مجدية في دراسة تلوث المياه واعداد خرائط التكوينات الجيولوجية واستكشاف ما تحت القشرة الارضية، ويتركز استخدام الوسائل الفضائية سلميا في تحديد موارد سطح الأرض، بحيث اصبح القمر الصناعي الواحد يدور حول الارض اكثر من 14 مرة في اليوم الواحد بمعنى ان كل مكان على سطح الأرض يتم استشعاره كل تسعة أيام.
وبفضل هذه التقنية الحديثة وبعد تصوير الارض وتمثيل مواردها في خرائط، اصبحنا ندرك تماما ان أرضنا التي نعيش عليها كثيرة الموارد وليست محدودة الموارد كما يدعي البعض، وما علينا الا البحث عنها ثم اكتشافها وحسن استغلالها. والآن أصبحت الاقمار الصناعية قادرة على مسح الكرة الارضية كاملة في اليوم الواحد اكثر من مرتين.
رصد بقع الزيت
لقد قامت الأبحاث العسكرية بدور رائد في تطوير الأقمار الصناعية حتى أصبحت قادرة على تحديد بعض الملامح الدقيقة التي يصعب على العين البشرية ملاحظتها من على الارض، ومثال ذلك رصد تسرب كميات من البترول على المياه الساحلية، فهذه المواد النفطية صعبة التحديد من الطائرات، اما من الاقمار الصناعية فان المستقبلات او اجهزة الاستشعار تقيس كمية اشعة الشمس المنعكسة من سطح الماء وبمقارنة درجة الانعكاس يتضح الفرق بين الانعكاس من المياه العادية (غير المغطاة بالزيت) وبين الانعكاس من المياه المغطاة بالزيت حيث تظهر بقعة الزيت بلون فاتح.
ومن الجدير بالذكر ان الاقمار الصناعية كانت تستخدم سابقا لمسح القارات والمحيطات معا، وكان من الممكن الحصول على معلومات كثيرة خاصة بالمحيطات مثل درجة حرارة المياه، الضغط، الملوحة والعمق وأيضا ارتفاع وسرعة الأمواج، وذلك بطرق غير مباشرة للأقمار نفسها. أما الآن وبعد اطلاق اول Seasat 1 في يونيو 1978 أصبحت لدينا اقمار صناعية لمسح القارات وهي «لاندسات» واخرى لمسح المحيطات وهي seasats، وهي قادرة على مسح اكثر من 95 بالمائة من بحار العالم كل 36 ساعة.
تحليل الصور الفضائية
وعن كيفية تحليل الصور الفضائية فمن المعلوم ان الظاهرات التي على سطح الارض يمكن التعرف عليها بواسطة الطاقة التي تشعها او تعكسها من الشمس، وبالتالي تختلف هذه الانعكاسات حسب طبيعة كل مادة. فمثلا الانعكاسات الناتجة من النباتات تختلف عن تلك الناتجة من المياه وأيضا عن التربة، وبالأحرى يختلف كل ذلك عن انعكاسات الصخور. ثم يختلف النوع الواحد فيما بينه، فمثلا تختلف انعكاسات الصخور النارية عن الرسوبية وأيضا تختلف الانعكاسات المرصودة من فصل الصيف الى فصل الشتاء. فتكون الصور المأخوذ
