صور الأقمار الصناعية

كان برنامج كورونا سلسلة من أقمار الاستطلاع الاستراتيجية الأمريكية، أنتجتها وأدارتها مديرية العلوم والتكنولوجيا التابعة لوكالة الاستخبارات المركزية (CIA) بدعم كبير من القوات الجوية الأمريكية . وكانت الصور المستخدمة من نوع بانورامي بتقنية الفيلم الرطب ، حيث استخدمت كاميرتين (أمامية وخلفية) لالتقاط صور مجسمة .

يُعدّ برنامج لاندسات أقدم برنامج تصوير فضائي مستمر لرصد الأرض. وقد جُمعت صور لاندسات البصرية بدقة 30 مترًا منذ أوائل ثمانينيات القرن الماضي. وابتداءً من لاندسات 5 ، جُمعت أيضًا صور الأشعة تحت الحمراء الحرارية (بدقة مكانية أقل من البيانات البصرية).وتدور حاليًا في مدارات الأقمار الصناعية لاندسات 7 ولاندسات 8 ولاندسات 9 .

يقوم جهاز MODIS بجمع صور الأقمار الصناعية للأرض بشكل شبه يومي في 36 نطاقًا طيفيًا منذ عام 2000. ويتواجد جهاز MODIS على متن قمري ناسا Terra و Aqua.

تعمل وكالة الفضاء الأوروبية حاليًا على تطوير كوكبة أقمار سنتينل الصناعية . وتشمل الخطة الحالية سبع مهمات، كل منها مخصصة لتطبيق مختلف. وقد تم بالفعل إطلاق سنتينل-1 (للتصوير الراداري ذي الفتحة التركيبية)، وسنتينل-2 (للتصوير البصري بدقة عشرات الأمتار للأسطح الأرضية)، وسنتينل-3 (للتصوير البصري والحراري بدقة هكتومترات للأراضي والمياه).

جهاز ASTER هو أداة تصوير محمولة على متن القمر الصناعي Terra، وهو القمر الرئيسي لنظام مراقبة الأرض التابع لناسا (EOS)، والذي أُطلق في ديسمبر 1999. يُعد ASTER جهدًا تعاونيًا بين ناسا ووزارة الاقتصاد والتجارة والصناعة اليابانية (METI) وشركة أنظمة الفضاء اليابانية (J-spacesystems). تُستخدم بيانات ASTER لإنشاء خرائط تفصيلية لدرجة حرارة سطح الأرض وانعكاسها وارتفاعها. يُمثل النظام المنسق لأقمار EOS الصناعية، بما في ذلك Terra، عنصرًا رئيسيًا في مديرية المهام العلمية التابعة لناسا وقسم علوم الأرض. يهدف قسم علوم الأرض في ناسا إلى تطوير فهم علمي للأرض كنظام متكامل، واستجابتها للتغيرات، وتحسين التنبؤ بالتقلبات والاتجاهات في المناخ والطقس والمخاطر الطبيعية. ^{[ 13 ]}

• علم مناخ سطح الأرض - دراسة معايير سطح الأرض، ودرجة حرارة السطح ، وما إلى ذلك، لفهم تفاعل سطح الأرض وتدفقات الطاقة والرطوبة.
• ديناميكيات الغطاء النباتي والنظام البيئي - دراسات حول توزيع الغطاء النباتي والتربة وتغيراتهما لتقدير الإنتاجية البيولوجية، وفهم التفاعلات بين الأرض والغلاف الجوي، والكشف عن تغيرات النظام البيئي
• مراقبة البراكين - مراقبة الانفجارات والأحداث التمهيدية لها، مثل انبعاثات الغازات، وأعمدة الدخان البركاني، وتكوّن بحيرات الحمم البركانية، وتاريخ الانفجارات، وإمكانية حدوثها.
• رصد المخاطر - مراقبة مدى وآثار حرائق الغابات والفيضانات وتآكل السواحل وأضرار الزلازل وأضرار التسونامي
• علم المياه - فهم الطاقة العالمية والعمليات الهيدرولوجية وعلاقتها بالتغير العالمي؛ ويشمل ذلك النتح والتبخر من النباتات
• الجيولوجيا والتربة - التركيب التفصيلي ورسم الخرائط الجيومورفولوجية للتربة السطحية والصخور الأساسية لدراسة عمليات سطح الأرض وتاريخ الأرض
• تغير سطح الأرض وتغطيتها - رصد التصحر وإزالة الغابات والتوسع الحضري؛ وتوفير البيانات لمديري الحفاظ على البيئة لرصد المناطق المحمية والحدائق الوطنية والمناطق البرية

بدأ القمر الصناعي للأرصاد الجوية الثابت بالنسبة للأرض Meteosat -2 العمل في توفير بيانات الصور في 16 أغسطس 1981. وتتولى Eumetsat تشغيل أقمار Meteosat منذ عام 1987.

• جهاز التصوير المرئي والأشعة تحت الحمراء Meteosat (MVIRI) ، وهو جهاز تصوير ثلاثي القنوات: مرئي، وأشعة تحت حمراء، وبخار الماء؛ ويعمل على الجيل الأول من Meteosat، ولا يزال Meteosat-7 نشطًا.
• يتضمن جهاز التصوير المرئي والأشعة تحت الحمراء المحسن الدوار ذو 12 قناة (SEVIRI) قنوات مماثلة لتلك المستخدمة بواسطة MVIRI، مما يوفر استمرارية في بيانات المناخ على مدى ثلاثة عقود؛ Meteosat من الجيل الثاني (MSG).
• سيشمل جهاز التصوير المرن المدمج (FCI) الموجود على متن الجيل الثالث من القمر الصناعي ميتيوسات (MTG) قنوات مماثلة، مما يعني أن الأجيال الثلاثة ستكون قد وفرت أكثر من 60 عامًا من بيانات المناخ .

تتميز سلسلة أقمار هيماواري الصناعية بتقنية تصوير متطورة وتحديثات بيانات متكررة. وقد أصبح القمران الصناعيان هيماواري-8 وهيماواري-9 أداتين لا غنى عنهما للتنبؤات الجوية وإدارة الكوارث وأبحاث المناخ، مما يعود بالفائدة ليس فقط على اليابان، بل على منطقة آسيا والمحيط الهادئ بأكملها.

• تحديثات متكررة: يمكن لهذه الأقمار الصناعية توفير صور كاملة للقرص لمنطقة آسيا والمحيط الهادئ كل 10 دقائق، وبشكل أكثر تكرارًا (كل 2.5 دقيقة) لمناطق محددة (اليابان)، مما يضمن حصول خبراء الأرصاد الجوية على معلومات محدثة للتنبؤ الدقيق بالطقس.
• النطاقات الطيفية :
  • نطاقات الضوء المرئي (0.47 ميكرومتر، 0.51 ميكرومتر، 0.64 ميكرومتر): تُستخدم هذه النطاقات لرصد السحب واليابسة وسطح المحيطات خلال النهار. وهي توفر صورًا عالية الدقة تُعدّ بالغة الأهمية لتتبع حركة السحب وتقييم الأحوال الجوية.
  • نطاقات الأشعة تحت الحمراء القريبة (0.86 ميكرومتر، 1.6 ميكرومتر، 2.3 ميكرومتر، 6.9 ميكرومتر، 7.3 ميكرومتر، 8.6 ميكرومتر، 9.6 ميكرومتر، 11.2 ميكرومتر، 13.3 ميكرومتر): تساعد هذه النطاقات في التمييز بين أنواع السحب المختلفة، والغطاء النباتي، وتضاريس سطح الأرض. وهي مفيدة بشكل خاص في الكشف عن الضباب والجليد والثلج.
  • نطاقات الأشعة تحت الحمراء (3.9 ميكرومتر، 6.2 ميكرومتر، 10.4 ميكرومتر، 12.4 ميكرومتر): تغطي النطاقات المتبقية طيف الأشعة تحت الحمراء الحرارية. وتُعد هذه النطاقات بالغة الأهمية لقياس درجات حرارة قمم السحب، ودرجات حرارة سطح البحر، ومحتوى بخار الماء في الغلاف الجوي. كما أنها تُمكّن من الرصد المستمر لأنماط الطقس.
• تقنية التصوير المتقدمة: تم تجهيز القمرين الصناعيين هيماواري-8 وهيماواري-9 بجهاز التصوير المتقدم هيماواري (AHI) ، الذي يوفر صورًا عالية الدقة للأرض. يستطيع جهاز AHI التقاط الصور في 16 نطاقًا طيفيًا مختلفًا، مما يسمح برصد دقيق لأنماط الطقس والغيوم والظواهر البيئية.

أُطلق القمر الصناعي GeoEye-1 التابع لشركة GeoEye في 6 سبتمبر 2008. ^{[ 14 ]} يتميز القمر الصناعي GeoEye-1 بنظام تصوير عالي الدقة، وهو قادر على التقاط صور بدقة أرضية تبلغ 0.41  متر (16  بوصة) في وضع أحادي اللون أو أبيض وأسود. كما يلتقط صورًا متعددة الأطياف أو ملونة بدقة 1.65 متر أو حوالي 64  بوصة.

يُوفّر قمر ماكسار الصناعي WorldView-2 صورًا فضائية تجارية عالية الدقة بدقة مكانية تبلغ 0.46 متر (أحادية اللون فقط). ^{[ 15 ]} تُمكّن دقة 0.46 متر في صور WorldView-2 الأحادية اللون القمر الصناعي من التمييز بين الأجسام على الأرض التي تفصل بينها مسافة لا تقل عن 46  سم. وبالمثل، يُوفّر قمر ماكسار الصناعي QuickBird صورًا أحادية اللون بدقة 0.6 متر (عند نقطة السمت ).

يوفر قمر ماكسار الصناعي WorldView-3 صورًا فضائية تجارية عالية الدقة بدقة مكانية تبلغ 0.31 متر. كما يحمل القمر WVIII مستشعرًا للأشعة تحت الحمراء قصيرة الموجة ومستشعرًا للغلاف الجوي. ^{[ 16 ]}

تتألف كوكبة بلياديس من قمرين صناعيين بصريين للتصوير الأرضي عاليي الدقة (50 سم في نطاق المسح البانورامي و2.1 متر في النطاق الطيفي).يوفر كل من بلياديس-HR 1A وبلياديس- HR 1B تغطية لسطح الأرض بدورة تكرار تبلغ 26 يومًا. صُممت بلياديس كنظام مزدوج الاستخدام مدني وعسكري، لتلبية متطلبات التصوير الفضائي للدفاع الأوروبي ، فضلًا عن الاحتياجات المدنية والتجارية. أما بلياديس نيو ^{[ 17 ]} فهي كوكبة بصرية متطورة، تضم أربعة أقمار صناعية متطابقة بدقة 30 سم، تتميز بسرعة الاستجابة.

توفر الأقمار الصناعية الثلاثة من سلسلة SPOT (Spot 5، 6، 7) صورًا عالية الدقة للغاية - 1.5 متر للقناة أحادية اللون، و6 أمتار للقناة متعددة الأطياف (الأحمر، الأخضر، الأزرق، الأشعة تحت الحمراء القريبة). كما توزع شركة Spot Image بيانات متعددة الدقة من أقمار صناعية بصرية أخرى، لا سيما من القمر الصناعي Formosat-2 ( تايوان ) والقمر الصناعي Kompsat-2 ( كوريا الجنوبية )، ومن أقمار الرادار (TerraSar-X، ERS، Envisat، Radarsat). وتُعد Spot Image أيضًا الموزع الحصري لبيانات أقمار Pleiades عالية الدقة ، والتي تبلغ دقتها 0.50 متر أو حوالي 20  بوصة. وقد تم إطلاق هذه الأقمار في عامي 2011 و2012 على التوالي. كما توفر الشركة بنى تحتية للاستقبال والمعالجة، بالإضافة إلى خيارات ذات قيمة مضافة.

تدير شركة Planet Labs ثلاث مجموعات من الأقمار الصناعية لتصوير الصور، وهي RapidEye و Dove و SkySat .

في عام 2015، استحوذت شركة بلانيت على شركة بلاك بريدج ، وكوكبة أقمارها الصناعية الخمسة من طراز رابيد آي، التي أُطلقت في أغسطس 2008. ^{[ 18 ]} تحتوي كوكبة رابيد آي على مستشعرات متعددة الأطياف متطابقة ومعايرة بدقة متساوية. ولذلك، فإن صورة من أحد الأقمار الصناعية تُعادل صورة من أي من الأقمار الأربعة الأخرى، مما يسمح بجمع كمية هائلة من الصور (4 ملايين كيلومتر مربع ^يوميًا )، وإعادة زيارة المنطقة يوميًا. يدور كل قمر صناعي في نفس المستوى المداري على ارتفاع 630  كيلومترًا، ويُقدّم صورًا بدقة بكسل 5 أمتار. تُعدّ صور رابيد آي مناسبة بشكل خاص للتطبيقات الزراعية والبيئية ورسم الخرائط وإدارة الكوارث. لا تقتصر خدمات الشركة على توفير صورها فحسب، بل تُقدّم أيضًا استشارات لعملائها لإنشاء خدمات وحلول قائمة على تحليل هذه الصور. أوقفت بلانيت تشغيل كوكبة رابيد آي في أبريل 2020.

أقمار دوف الصناعية التابعة لشركة بلانيت هي أقمار مكعبة الشكل (كيوب سات ) تزن 4 كيلوغرامات (8.8 رطل) ، وأبعادها 10 × 10 × 30 سنتيمترًا (3.9 × 3.9 × 11.8 بوصة) طولًا وعرضًا وارتفاعًا، ^{[ 19 ]} وتدور على ارتفاع حوالي 400 كيلومتر (250 ميلًا) ، وتوفر صورًا بدقة تتراوح بين 3 و5 أمتار (9.8-16.4 قدمًا) ، وتُستخدم في تطبيقات بيئية وإنسانية وتجارية. ^{[ 20 ] [ 21 ]}        

سكاي سات عبارة عن كوكبة من أقمار صناعية لمراقبة الأرض بدقة أقل من متر ، توفر صورًا وفيديوهات عالية الوضوح وخدمات تحليلية. ^{[ 22 ]} استحوذت شركة بلانيت على هذه الأقمار الصناعية عند شرائها لشركة تيرا بيلا (المعروفة سابقًا باسم سكاي بوكس ​​إيميجينج)، وهي شركة مقرها ماونتن فيو، كاليفورنيا، تأسست عام 2009 على يد دان بيركنستوك وجوليان مان وجون فينويك وتشينغ يو هو، ^{[ 23 ]} من جوجل عام 2017. ^{[ 24 ]}

تعتمد أقمار سكاي سات الصناعية على استخدام إلكترونيات رخيصة الثمن من فئة السيارات ومعالجات سريعة متوفرة تجاريًا، ^{[ 25 ]} ولكن بحجم مصغر يُقارب حجم ثلاجة صغيرة . ^{[ 26 ]} يبلغ طول هذه الأقمار حوالي 80 سنتيمترًا (31 بوصة) ، مقارنةً بحوالي 30 سنتيمترًا (12 بوصة) لقمر كيوب سات من فئة 3U، ويبلغ وزنها 100 كيلوغرام (220 رطلًا) . ^{[ 26 ]}   

أقمار رصد موارد الأرض ، والمعروفة اختصارًا باسم "إيروس"، هي أقمار صناعية خفيفة الوزن، تدور في مدار أرضي منخفض، وتتميز بدقة عالية، ومصممة للمناورة السريعة بين أهداف التصوير. في سوق الأقمار الصناعية التجارية عالية الدقة، تُعد "إيروس" أصغر قمر صناعي فائق الدقة؛ فهي تتميز بخفة الحركة، مما يُمكّنها من تحقيق أداء عالٍ للغاية. تُنشر هذه الأقمار في مدار دائري متزامن مع الشمس بالقرب من القطب الشمالي على ارتفاع 510  كيلومترات (± 40  كيلومترًا). تُستخدم صور أقمار "إيروس" بشكل أساسي لأغراض الاستخبارات والأمن الداخلي والتنمية الوطنية، ولكنها تُستخدم أيضًا في مجموعة واسعة من التطبيقات المدنية، بما في ذلك: رسم الخرائط، ومراقبة الحدود، وتخطيط البنية التحتية، والرصد الزراعي، والرصد البيئي ، والاستجابة للكوارث، والتدريب والمحاكاة، وغيرها.

تم إطلاق القمر الصناعي EROS A - وهو قمر صناعي عالي الدقة بدقة 1.9-1.2 متر بانكروماتية - في 5 ديسمبر 2000.

تم إطلاق القمر الصناعي EROS B – وهو الجيل الثاني من الأقمار الصناعية عالية الدقة للغاية بدقة 70  سم بانكروماتية، في 25 أبريل 2006.

تم إطلاق القمر الصناعي EROS C2 – وهو الجيل الثالث من الأقمار الصناعية عالية الدقة للغاية بدقة 30  سم بانكروماتية، في عام 2021.

تم إطلاق القمر الصناعي EROS C3 – وهو الجيل الثالث من الأقمار الصناعية عالية الدقة للغاية بدقة 30  سم أحادية اللون ومتعددة الأطياف، في عام 2023.

GaoJing-1 / SuperView-1 (01، 02، 03، 04) عبارة عن كوكبة تجارية من أقمار الاستشعار عن بعد الصينية، تتحكم بها شركة China Siwei Surveying and Mapping Technology Co. Ltd. تعمل الأقمار الأربعة على ارتفاع 530  كم، وتدور في مدار واحد بزاوية 90 درجة، مما يوفر دقة أحادية اللون تبلغ 0.5 متر ودقة متعددة الأطياف تبلغ 2 متر على امتداد 12  كم. ^{[ 27 ] [ 28 ]}