الدكتور غابي ساروسي - كبير العلماء في شركة Alup يتحدث عن التحديات التي تواجه تطوير أنظمة التصوير من الفضاء. نص محاضرته في مؤتمر "إسرائيل في الفضاء - نظرة إلى المستقبل" الذي عقده موقع حيدان ومركز حمادة في 15 شباط 2006
Alup هي أكبر شركة للكهرباء والبصريات في دولة إسرائيل اليوم. نحن ننتج جميع أنواع الأجهزة الكهربائية الضوئية، خاصة للسوق العسكرية. 95% من منتجاتنا هي منتجات أمنية، بدءًا من نظارات الرؤية الليلية الصغيرة أو الليزر الذي يحمله الجندي ليلاً. بما في ذلك الكاميرات الفضائية. كل ما يفعله صانعو الأقمار الصناعية ومنصات الإطلاق يهدف فقط إلى جلب الكاميرا الخاصة بنا إلى الفضاء، ونتيجة لذلك، أيضًا تقديم المعلومات الاستخبارية المطلوبة.
سأركز على وصف أقمار التصوير الفوتوغرافي. في الأساس، كل هذه الأقمار الصناعية غرضها هو جلب المعلومات الاستخباراتية البصرية (Imaging Intelligence - IMIN) سواء كانت أقمار صناعية عسكرية أو مدنية، فغرضها واحد - جلب المعلومات الاستخبارية. في المجال المدني، أريد تقديم معلومات حول بعض المحاصيل أو المناطق المصابة بنوع ما من الفيروسات. أو المناطق الأخرى التي وقعت فيها كارثة وأريد إحضار معلومات استخباراتية من هناك وبالطبع في الحالات العسكرية التي تكون واضحة تمامًا أريد إحضار معلومات استخباراتية من أماكن لا أستطيع الوصول إليها.
إذا نظرنا إلى جميع أنواع الذكاء الموجودة اليوم - أولها الذكاء القديم - الذكاء البشري، الجواسيس الذين يأتون إلى المكان الذي نطلب منهم الذهاب إليه فيجلبون المعلومات من هناك. الذكاء الثاني هو ذكاء الإشارة (إشارة الذكاء) - ألتقط الإرسال، سواء كان شخصًا يتحدث إلى صديقه على الهاتف الخلوي أو ألتقط اتصالات الرادار، ونتيجة لذلك أستنتج المعلومات. هناك معلومات صوتية - أنني أسمع الأشياء، وأستمع إليها، وأضع الميكروفونات في جميع أنواع الأماكن. هناك معلومات هي نتيجة للإشعاع الكهرومغناطيسي. كل هذه منتجات ذكاء تتمتع بمستوى معين من اليقين ومستوى معين من الدقة. أعلى دقة تأتي إلينا في شكل صورة. عندما يكون لدي صورة، أعرف بالضبط ما يحدث هناك، وكيف تبدو، وأين تقع على هذا الكوكب، وبالتالي أحصل على أكبر قدر من المعلومات.
الذكاء يأتي من الكاميرات الموجودة في جميع أنواع الأماكن. على سبيل المثال جبل مرتفع، نضع كاميرا على جبل الشيخ لننظر إلى سوريا. يمكنني وضع كاميرا على منطاد الهواء الساخن أو فوق طائرة تحلق على ارتفاع عالٍ، ويمكنني وضع كاميرا فوق قمر صناعي.
إحدى الخطوات إلى الأمام تسمى التجميع - ذكاء القياس. أقوم بإجراء قياسات فيزيائية في الصورة حتى أتمكن من استخلاص رؤى إضافية لم أتمكن من العثور عليها في الصورة نفسها. أستطيع أن أنظر إلى صورة ما وأفحص كل بكسل في الصورة لمعرفة عمقها الطيفي، ونتيجة لذلك أتلقى معلومات لم أكن أعرفها إلا من الصورة ثنائية الأبعاد التي التقطتها.
التصوير الجوي - أستطيع استخلاص المعلومات من حقيقة أن طائرة تحلق فوق الحدود على ارتفاع 30 ألف قدم وتنظر إلى عمق أراضي العدو وتلتقط الصور بشكل قطري. الطريقة التي يتم بها TCA هي أن الطائرة تطير، وتقوم بمسح المنطقة، وتمسحها في اتجاه جانبي. ونتيجة لذلك، أقوم بجمع المقتطفات التي أقوم بتوصيلها إلكترونيًا وأحصل على صورة واحدة طويلة.
على سبيل المثال، صورة لتل أبيب من طائرة تحلق فوق كريات جات وتصوير مركز دولة إسرائيل، يمكنك رؤية مداخن الخضيرة ومنطقة البلماح. يمكنني التكبير والذهاب إلى أبعد من ذلك. يمكنك رؤية شاطئ تل أبيب من طائرة تحلق فوق كريات جات. حدود هذه الصور هي أن مداها قصير نسبيًا. أستطيع أن أنظر إلى أهداف تبعد عشرات الكيلومترات عن الحدود، لكن ماذا يحدث إذا تم بناء مفاعل في إيران، كيف يمكنني تصويره؟
وبدلاً من المخاطرة بالطائرات للوصول إلى إيران، فمن الأفضل استخدام الفضاء. وميزة الفضاء - أن هناك اتفاقية دولية تنص على أنه لا توجد سيادة في الفضاء. ولهذا السبب نحاول بالفعل استخدام منصات الأقمار الصناعية لجلب المعلومات الاستخبارية من أماكن بعيدة.
نقسم المشاريع إلى عدة أجزاء – أقمار أوفيك الصناعية لوزارة الدفاع، أقمار صناعية قمنا بتطويرها للمهام العلمية مثل أقمار الأشعة فوق البنفسجية للفضاء السحيق، أقمار صناعية نبنيها لأغراض تجارية مدنية – أقمار إيروس والخطط المستقبلية.
فيما يتعلق بالأقمار الصناعية العسكرية - لقد طار قمران صناعيان من طراز Ofek إلى الفضاء بالفعل - Ofek 3 و Ofek 5. تم إطلاق Ofek 6 وسقط في البحر ومنذ ذلك الحين يقال إن البحرية استقبلت أخيرًا قمرًا صناعيًا أيضًا. واليوم يعملون على استبدال Ofek 6 الذي سيتم إطلاقه، كما آمل، قريباً.
الأقمار الصناعية للأغراض العلمية - عدة برامج. "فينوس"، وهو برنامج يتم تنفيذ القمر الصناعي من خلال صناعة الطيران، ويتم تنفيذ القمر الصناعي من خلال برنامج El Op، وهو برنامج مرموق للغاية لوكالة الفضاء الفرنسية KENS والذي تشارك فيه إسرائيل على أعلى مستوى. القمر الصناعي ديفيد هو قمر متعدد الأطياف، أي الذي يلتقط صورا بعدة أطوال موجية. لم يتم إطلاق هذا القمر الصناعي بعد ولكن تم بالفعل إنتاج بعض مكوناته؛ وهناك مشروع قديم إلى حد ما من المقرر إطلاقه قريباً يسمى تواكس، وهو تلسكوب سيوجه نحو الفضاء الخارجي في المناطق فوق البنفسجية عند ثلاثة أطوال موجية في هذا المجال ومن المفترض أن يدرس الظواهر التي تحدث في الفضاء السحيق. سيتم إطلاقه على متن قمر صناعي هندي. تُرى كل هذه الكاميرا على القمر الصناعي الهندي كمسافر متنقل. القمر الصناعي نفسه هو قمر صناعي من المفترض أن يفعل أشياء أخرى ونحن نستخدمه كحامل لوضع هذا التلسكوب. هذا قمر صناعي ثابت بالنسبة للأرض وسيبقى في الفضاء لسنوات عديدة. هذا مشروع صممته جامعة تل أبيب بقيادة البروفيسور نوح بروش.
البرامج التجارية - هناك برنامج إيروس، برنامج قمنا به لكوريا - تصوير مع العديد من ضيوف الموجة. ماروس نبيع الصور - على سبيل المثال، تريد بلدية معينة التحقق من عيوب البناء، فيطلبون صورة للمنطقة، ويقارنونها بصورة تم التقاطها قبل عام ومعرفة من قام بالبناء دون إذن.
طريقة عمل الأقمار الصناعية التجارية - حسب خطة مسبقة أقوم بتصوير مناطق مختارة حسب طلب العميل. خيار آخر - في بعض الأحيان لا يريد العملاء أن نعرف ما يصوره ونمنحه قيادة القمر الصناعي ثم يصور ما يريد. وبطبيعة الحال، نحن لا نعطي السيطرة على دولة إسرائيل لأي شخص. والعوامل التي نعمل بها هي أيضاً عوامل حصلنا على تصريح بها من وزارة الدفاع، رغم أن القمر الصناعي قمر مدني، وهذا أيضاً مراقب. يصور القمر الصناعي Eros A بدقة 1.8 متر، بينما يصور القمر الصناعي Eros-B بدقة 0.7 متر، وهو ما كان قبل عشر سنوات قرارا للقطاع الأمني. اليوم هذا هو الحل المناسب للسوق المدنية.
وهناك مشروع آخر وهو قمر صناعي متعدد الأطياف لكوريا الجنوبية، وهو برنامج مشترك بيننا وبين وزارة العلوم الكورية. ومن المقرر إطلاق هذا القمر الصناعي في شهر مايو/أيار المقبل. يتم تجميع القمر الصناعي داخليًا واختباره بالتكامل مع نظام الإطلاق بأكمله في كوريا. أمثلة على الصور الملتقطة من القمر الصناعي إيروس، في هذه الحالة - إيروس أ ترى بكين - المدينة المحرمة وميدان تيان آن مين. النقاط السوداء في المربع هم الناس. أمثلة أخرى - كيب تاون، انهيار بركان في بابوا غينيا الجديدة. منطقة أبوظبي بها الكثير من الملاعب. وهذا قرار مدني.
البنية التحتية - هذه الكاميرات عبارة عن كاميرات عالية الدقة. نحن في المطلة ونرى نوافذ فندق دان في إيلات. ومن أجل الوصول إلى هذه القدرات، فإن الكاميرات نفسها هي كاميرات خاصة، لها مفتاح بصري كبير جدًا من أجل جمع أكبر قدر ممكن من الطاقة والحصول على دقة عالية. ونتيجة لذلك، فإننا نلقي كل الضوء الذي تستقبله التلسكوبات الكبيرة على أجهزة الاستشعار. كمية العناصر في كل مستشعر عالية وهذا ما يتيح لنا الدقة العالية.
يوجد داخل El Op قاعة ضخمة يتم تجميع الكاميرات بداخلها. لديهم غرفة مفرغة ضخمة يمكنها استيعاب عشرات الأشخاص. عندما يحتاج القمر الصناعي إلى الاختبار، تتم إزالة الهواء واختبار متانة القمر الصناعي في الظروف الفضائية - الفراغ، واختلافات درجات الحرارة، وما إلى ذلك. ومن أجل منع حدوث أعطال، نقوم بإجراء اختبارات أولية في الغرفة الخاصة. وبهذه الطريقة نتأكد أنه عندما يصل القمر الصناعي إلى الفضاء بعد كل اهتزازات الإطلاق، فإنه سيكون قادراً على تحمل ظروف الفضاء وتنفيذ ما نطلب منه لسنوات.
مثال آخر للبنية التحتية - لرفع الوزن إلى الفضاء يكون السعر مساويًا لوزن الذهب. نقوم بتصميم مرايا ضخمة ولكن خفيفة للغاية من أجل تحقيق الكفاءة البصرية العالية دون وزن.
لدي عشرة آلاف كاشف. أثناء تحرك القمر الصناعي، أقوم بالتعريض والتقاط الصور، وأقوم بتصوير كل متر من سطح القمر الصناعي في متجه الكاشف. يتم إجراء المسح من خلال حركة القمر الصناعي نفسه. أحصل على الكثير من الخطوط وأربطها معًا. وبهذه الطريقة أقوم بتجميع صورة طويلة وهي المسار الذي يتخذه القمر الصناعي أثناء حركته بالميكروثانية.
المستقبل هو أنظمة الأقمار الصناعية التي ترى ليلاً ونهارًا، قصة SAR لم تنته بعد، لذا فإن الفكرة هي التوجه إلى الأقمار الصناعية التي تلتقط صورًا في كل من الضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء، وبشكل عام التوجه إلى الأقمار الصناعية متعددة الأطياف، حتى نتمكن من الحصول على مزيد من المعلومات. الاستشعار فائق الطيف - النظر إلى كل بكسل والتحقق من بياناته الطيفية. ولذلك يمكننا أيضًا معرفة ما هو البصمة الطيفية للمواد الموجودة على الأرض، ونتيجة لذلك لدينا معلومات إضافية لا نراها في الصورة ثنائية الأبعاد.
على سبيل المثال، أريد تحديد المناطق في المحيط التي تحتوي على نسبة عالية من العوالق، لإرسال الصيادين إليها لأن الأسماك ستأتي هناك أو للبحث عن معادن معينة. مثال على الرحلات التجريبية التي نقوم بها في إسرائيل باستخدام كاميرا فائقة الطيف. على سبيل المثال، أجرينا تجربة على بحيرة طبريا - قمنا برسم خريطة للكلوروفيل في الماء، ونعرف عدد الملليغرامات لكل متر مكعب الموجود في الجزء الشرقي من بحيرة طبريا. تطلق مداخن محطة توليد الكهرباء في أشدود الكربون إلى الغلاف الجوي، ويمكنك رؤية تركيزات الكربون على أسطح المنازل. في رمات حوفاف - حلقنا فوق رمات حوفاف، نرى سحابة البروم الموجودة فوق رمات حوفاف. أنا أبحث عن البروم، أعرف ما هو توقيعه. في الصورة العادية يبدو الهواء نظيفًا ولكن عندما تنظر إليه بكاميرا فائقة الطيفية ترى الجيب بأكمله.
سؤال من الجمهور - لماذا صور إيروس بالأبيض والأسود؟ إجابة الدكتور سيروسي: "نحن نفضل الدقة على اللون. في الصورة الملونة، يتكون كل بكسل من ثلاث نقاط - الأحمر والأزرق والأخضر (RGB). لقد فزت بجزء اللون ولكني أهدرت 3 بكسل من الدقة لكل بكسل من اللون.
