حماية البيئة من الفضاء

GMES هي مؤسسة أوروبية مبتكرة تستخدم الأقمار الصناعية وأجهزة الاستشعار الجوية والبحرية والأرضية لصالح البيئة والأمن وإدارة موارد الأرض. الحراس في الفضاء

الندى العنبر مجلة جاليليو

الفضاء بمثابة منصة واسعة للأنشطة البشرية. إلى جانب نشاط الرحلات الجوية المأهولة إلى محطة الفضاء الدولية والأقمار الصناعية لأغراض الأمن والاتصالات، تعمل العديد من الأقمار الصناعية في الفضاء لرصد الأرض لأغراض مراقبة جودة البيئة وتحسين فهمنا لمختلف العمليات التي تؤثر علينا جميعا - بما في ذلك استنزاف طبقة الأوزون، وزيادة كمية ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، وذوبان الأنهار الجليدية، وغيرها.

أنشأ الاتحاد الأوروبي مبادرة جديدة تهدف إلى منح أوروبا الاستقلال في مجال الاستشعار عن بعد باستخدام الأقمار الصناعية وأجهزة الاستشعار الجوية والبحرية والأرضية لأغراض مختلفة، بما في ذلك الأمن وحماية البيئة ومراقبة الموارد الطبيعية ورصد الكوارث الطبيعية. ويسمى هذا المشروع، الذي لا يعرفه عامة الناس، GMES - وهو اختصار للرصد العالمي للبيئة والأمن، ويشارك فيه المفوضية الأوروبية ووكالة الفضاء الأوروبية. تم تغيير الاسم مؤخرًا إلى اسم أكثر جاذبية وهو "كوبرنيكوس"، ولكن لأسباب مختلفة عاد الأوروبيون إلى الاسم الأصلي GMES.

سنقوم هنا بوصف المشروع ودراسة جانبه المكاني المتكامل مع مجالات النشاط الأخرى، من أجل إنشاء نظام تآزري أول من نوعه من حيث أهدافه ونطاق نشاطه. ستساعد المعلومات التي تم الحصول عليها من أجهزة استشعار مشروع GMES الباحثين على فهم طبيعة التغيرات البيئية على الأرض بشكل أفضل.

وبحسب التوقعات، سيمكن المشروع من التخطيط الأمثل للطرق والطرق، وسيساعد مخططي المدن، وسيساعد في اتخاذ القرارات في مجال التخطيط الزراعي وإدارة موارد الطاقة، بما في ذلك الطاقة المتجددة. ولصالح هذا الأمر، تشارك العديد من الدول الأوروبية في المشروع بمساهمة الموارد والتقنيات والعلماء.

المكون الفضائي لـ GMES

ونظراً لقدرة الأقمار الصناعية ذات المدار المنخفض على تغطية سطح الأرض بكفاءة وسرعة، فإن اعتماد مؤسسة مراقبة عالمية على أساس ساتلي أمر مفهوم. تخطط وكالة الفضاء الأوروبية لمجموعة من خمسة أقمار صناعية لخدمة مشروع GMES، المسمى Sentinel.

ستشمل مجموعة "حراس الفضاء" أقمارًا صناعية من عدة أنواع، لتنفيذ أغراض مختلفة كجزء من مهمة مراقبة الأرض:

• Sentinel 1: قمر صناعي مزود بنظام رادار SAR. سيتم إطلاق القمر الصناعي في مدار قطبي (حيث يمر القمر الصناعي فوق القطبين الشمالي والجنوبي) حول الأرض في نهاية عام 2011.
• سنتينل 2: قمر صناعي للاستشعار عن بعد في المجال البصري متعدد الأطياف، والذي سيتم استخدامه لبناء قاعدة بيانات ذات تغطية عالمية. ومن المتوقع إطلاقه في عام 2012.
• سنتينل 3: قمر صناعي هدفه الرئيسي دراسة البيئة البحرية للأرض؛ ومن المتوقع إطلاقه في عام 2012.
• Sentinel 4 وSentinel 5: أقمار صناعية لرصد الغلاف الجوي، والتي ستراقب، من بين أمور أخرى، مستويات الغازات الدفيئة. وسيتم دمج المسبارين مع الأقمار الصناعية المخصصة لأبحاث الأرصاد الجوية، أحدهما ليس من سلسلة Sentinel، ومن المتوقع إطلاقه إلى الفضاء في أعوام 2017 و2020 و2024. قد ينطلق المتظاهر التكنولوجي لـ Hemated إلى الفضاء في عام 2014.

ومن المثير للاهتمام أن نلاحظ أن القمر الصناعي الإسرائيلي الفرنسي فينوس (الذي تم تطويره بموجب اتفاقية بين وكالة الفضاء الإسرائيلية ووكالة الفضاء الفرنسية CNES، وتم بناؤه في المصنع الفضائي لصناعة الطيران بكاميرا متعددة الأطياف من صنع شركة آل- Op)، يمكن دمجها في مشروع GMES وتكون رائدة من حيث قدراتها؛ وتجري دراسة الشراكة الإسرائيلية في المشروع على مستويات مختلفة، ولكن في هذه المرحلة لا يزال من السابق لأوانه تحديد ما إذا كانت الأقمار الصناعية الإسرائيلية ستكون جزءًا من أسطولها من الأقمار الصناعية.

سيتم نقل البيانات الأولية من الأقمار الصناعية Sentinel عبر شبكة من المحطات الأرضية الأوروبية، وفك تشفيرها ورقمنتها وتقديمها لمستخدمي خدمات GMES. الهدف الشامل هو إنتاج منتجات "مصممة حسب الطلب" لكل مستهلك من مستهلكي GMES. وفي كثير من الحالات، سيتم دمج البيانات التي سيتم نقلها من الفضاء مع البيانات التي سيتم الحصول عليها باستخدام الطائرات (بما في ذلك الطائرات بدون طيار)، وأجهزة الاستشعار البحرية والبرية. على سبيل المثال، سيتم دمج المعلومات حول تلوث الهواء القادمة من قمر صناعي للاستشعار مزود بكاميرا طيفية متعددة (وفي المستقبل فائقة الدقة)، مع بيانات من شبكة من أجهزة الاستشعار لرصد تلوث الهواء على الأرض، بغرض إنتاج توقعات تلوث الهواء لعدة أيام.

العنصر الأمني ​​في GMES

وبطبيعة الحال، فإن المنشورات الأوروبية، التي تتوسع كثيرًا في موضوع تقنيات مراقبة الأرض لتلبية احتياجات الجودة البيئية وإدارة الأزمات والكوارث الطبيعية، تقلل إلى حد كبير من أهمية العنصر الأمني ​​لمشروع GMES.
يهدف مشروع GMES إلى جمع بيانات حول جودة الهواء في أوروبا، وتوفير تنبؤات دقيقة - في المكان والزمان، للتحذير من التلوث وتدهور جودة الهواء

ومع ذلك، واستنادا إلى فحص المواقع الإلكترونية المختلفة للمشروع (وراجع مربع "لمزيد من القراءة") والوثائق الصادرة عن المفوضية الأوروبية، فمن الممكن ملاحظة عدة جوانب أمنية للمشروع، بما في ذلك: أولا، المراقبة البحرية، والتي تشمل مراقبة وصيانة الحدود البحرية لأوروبا والقوات البحرية الأخرى التي تهم أوروبا، بالإضافة إلى تعقب المهاجرين غير الشرعيين والاستخدام غير القانوني للبحر لغرض تهريب البضائع وأنواع أخرى من الأنشطة غير المصرح بها.

ثانياً، مراقبة البنى التحتية الأرضية الأساسية (مثل محطات توليد الطاقة ومستودعات الوقود ومحطات القطارات وغيرها)، بما في ذلك الحفاظ على الحدود البرية ومراقبة المركبات والتهريب وعبور الحدود. ثالثا، تقديم المساعدة لبعثات حفظ السلام، والتي تشمل المراقبة لمنع الصراعات، وإدارة الأزمات الإنسانية الناشئة عن هذه الصراعات ومراقبة السكان.


الاستجابة لحالات الطوارئ

ووفقا لمبادري مشروع GMES ومخططيه، سيكون من الممكن استخدام المشروع لإدارة مختلف الأزمات وحالات الطوارئ على هذا الكوكب. سيكون من الممكن رصد حالات مثل الفيضانات وحرائق الغابات والزلازل والتلوث الكبير في الهواء والبحر والأرض - جميعها عند حدوثها باستخدام الأقمار الصناعية Sentinel ومصفوفات الاستشعار الأخرى لمشروع GMES.

سيتم دمج المنتجات المختلفة لجميع وسائل الاستشعار والتجميع في مجموعة كاملة من المعلومات الحديثة، والتي ستكون متاحة لمديري الأزمات وحالات الطوارئ وستساعدهم على اتخاذ القرارات اللازمة بكفاءة وسرعة؛ إن إدراج نظام الملاحة الأوروبي "جاليليو" في مشروع GMES سيزيد من تعزيز قدراته وجودة منتجاته.

كجزء من البنية التحتية الأوروبية للتقييمات في حالات الطوارئ، تم تصميم الأقمار الصناعية Sentinel لجمع (ثم تحليل) معلومات البنية التحتية حول المناطق المعرضة لمخاطر مختلفة، بما في ذلك المعلومات الحضرية متعددة الطبقات، حول البنية التحتية للنقل، والكثافة السكنية، ومخاطر التعرض للتلوث من صنع الإنسان (على سبيل المثال أثناء حريق مصنع بمواد كيميائية مختلفة) وما إلى ذلك. وستكون هذه المعلومات بمثابة أساس للتخطيط الحضري والبيئي المستقبلي في أوروبا من ناحية، وستكون بمثابة نقطة انطلاق لرصد التغييرات عند حدوثها من ناحية أخرى.

مراقبة الجو

تعد مراقبة جودة الهواء وتقديم التنبؤات بحالات التلوث (الطبيعي أو الاصطناعي) عنصرًا مهمًا في الصحة العامة. يهدف مشروع GMES إلى جمع بيانات حول جودة الهواء في أوروبا، وتقديم تنبؤات دقيقة - في المكان والزمان، من أجل التحذير من التلوث وتدهور جودة الهواء.

وبالإضافة إلى أجهزة الاستشعار الأرضية والمحمولة جواً، سيتم أيضًا استخدام بعض الأقمار الصناعية الخاصة بالمشروع في هذه المهمة. ومن خلال البحث والفهم الأفضل لدورة الكربون والميثان، سيتم استخدام المعلومات الواردة من أجهزة استشعار GMES لفهم العمليات على المستوى العالمي، وليس فقط تلك التي تهم الأوروبيين؛ سيتم نقل المعلومات في الوقت الحقيقي لمستخدمي GMES، وفي الوقت نفسه سيتم حفظها لأغراض البحث المستقبلية.

تجري وكالة الفضاء الأوروبية مفاوضات مع وكالة ناسا بشأن تبادل البيانات من الأقمار الصناعية الأمريكية الحالية والمخططة لاستكشاف الأرض، وبالتالي تعزيز قدرات مشروع GMES نفسه. وسيتناول جزء من رصد ما يحدث في الغلاف الجوي التفاعل بين الأشعة فوق البنفسجية والطبقات العليا من الغلاف الجوي، بما في ذلك طبقة الأوزون.

يعد مشروع GMES أول محاولة لتسخير قارة بأكملها لجهد علمي وتكنولوجي مشترك، يكون الاهتمام الرئيسي به هو نوعية حياة السكان الأوروبيين؛ وهذه أيضًا هي المحاولة الأولى لإنشاء مجموعة كبيرة من المعلومات المدمجة وتوزيعها المستهدف على المستهلكين في الوقت الفعلي. أحد التحديات الرئيسية للمشروع هو القدرة على "تحويل القشر من القشر"، أي استخراج البيانات المثيرة للاهتمام من جميع البيانات، عند الضرورة ولمن يحتاج إليها. المشروع في المراحل الأولية لنشر الأنظمة المتضمنة فيه، وسيكون من الممكن التعلم من طريقة تنفيذه أيضًا حول إدارة المشاريع الدولية، والتي من المتوقع منها تحقيق مكاسب اقتصادية وتكنولوجية بالإضافة إلى تحسين المعلومات العلمية البيئية التي سيتم إنتاجها منها.

المؤلف هو رئيس مركز أبحاث الفضاء، ومعهد فيشر لأبحاث الطيران والفضاء الاستراتيجية، ورئيس جمعية الفضاء الإسرائيلية.

تم نشر المقال في العدد 127 من مجلة جاليليو