Отримання інформації за допомогою космічної зйомки

ДЗЗ ЗА ДОПОМОГОЮ КОСМІЧНОГО ЗНІМАННЯ

Космонавтика дозволила суттєво змінити традиційні погляди на шляхи вивчення Землі та інших космічних тіл і відкрити нові напрямки подальшого прогресу науки та промисловості. Сьогодні космічна техніка та технології знаходять використання в астрокосмофізичних та медико-біологічних дослідженнях, радіозв’язку та телебаченні, навігації, геодезичних вимірюваннях, картографуванні та вивченні природних ресурсів, метеорологічному прогнозуванні, екології навколишнього середовища тощо.

Завдяки надзвичайно широким можливостям космонавтики, протягом останніх десятиріч у світі спостерігається стала тенденція постійного технічного та технологічного удосконалення космічних засобів, зростання обсягів ринку послуг та кількості користувачів і як наслідок, поширення товарообігу світової космічної індустрії.

Основні переваги космічного зондування, як відомо, полягають у глобальності по відношенню до охоплення земної поверхні, періодичності по відношенню до часу і оперативності по відношенню до надходження інформації, тому космічне знімання земної поверхні протягом останніх 40 років стало лідером серед дистанційних методів діагностики.

Отримання інформації за допомогою космічної зйомки

Для зйомок з космосу використовуються міжпланетні автоматичні станції (МАС), автоматичні і пілотовані штучні супутники Землі (ШСЗ), пілотовані космічні кораблі (ПКК), орбітальні станції (наприклад, ОС ”Мир”, що виробила свій ресурс і була затоплена в Тихому океані) і міжнародні космічні станції (МКС).

ШСЗ від залежності від вирішуваних задач поділяють на дослідницькі і технічні.

Дослідницькі супутники – це геофізичні, призначені для вивчення верхніх шарів атмосфери і ближнього космічного простору; астрономічні, призначені для спостережень за зірками, планетами і Сонцем; геодезичні для визначення циркуляції атмосфери і процесів формування погоди; ресурсні для всебічного дослідження Землі (наприклад, американський ”Landsat”, французький ”Spot”, російські ”Метеор-Природа” і ”Космос” та інші.

Технічні – це супутники зв’язку і навігаційні.

Орбіти польоту космічних літальних апаратів безпосередньо впливають на якість космічних знімків, які слугують матеріалом для картографування. З цієї точки зору представляють певний інтерес наступні параметри орбіт:

– форма;

– нахилення;

– висота;

– період обертання;

– положення по відношенню до Сонця.

Форма орбіт супутників, обумовлюється законами небесної механіки, в залежності від швидкості руху космічного апарату може бути круговою, еліптичною, параболічною або гіперболічною (рис. 7.1).

Рис. 7.1. Орбіти супутників: 1– кругова; 2 – еліпсоїдна; 3 – параболічна; 4 – гіперболічна	Рис. 7.2. Кругова і еліптична орбіти

Незамкнені параболічні і гіперболічні орбіти використовуються для виведення космічних апаратів до інших планет, а спостереження Землі зазвичай здійснюється з замкнених кругових і еліптичних орбіт.

Для зйомки найкращими є кругові орбіти, або наближені до них, висоти яких в перигею і апогею є близькими (рис. 7.3).

Рис. 7.3. Апогей і перигей еліптичної орбіти

Перигей (грец. – περίγειος, букв. ”навколоземний”)– найближча до Землі точка навколоземної орбіти небесного тіла або штучного супутника Землі.

Апогей (від грец. απόγεια, букв. ”від землі”)– точка навколоземної орбіти небесного тіла або штучного супутника Землі, найбільш віддалена від центра Землі.

Кругова орбіта забезпечує однакову висоту зйомки земної поверхні, а отже, для однієї й тієї ж апаратури – однакове охоплення і розрізнення знімків.

Велике значення має нахилення орбіти – величина кута, утвореного площиною екватора і площиною орбіти.

Нахилення орбіти супутника визначається кутом нахилу орбіти і між площиною орбіти та площиною екватора. Орбіти розділяють на (рис. 7.4):

– екваторіальні (і=0°);

– полярні (і=90°);

– нахилені (0º<i<90º).

а) екваторіальна орбіта	б) полярна орбіта	в) нахилена орбіта 0° < i < 90°

Рис. 7.4. Типи орбіт за нахиленням

При запуску ШСЗ на полярні (або квазіполярні) орбіти бортова апаратура використовується для дослідження всієї земної поверхні. При кутах нахилення орбіт до 50-60° приполярні області не попадають у поле зору бортової апаратури. При польоті ШСЗ по екваторіальній орбіті скорочується смуга площі, що підлягає зйомці.

В реальних умовах через особливості гравітаційного поля Землі строго полярних і екваторіальних орбіт (як і строго кругових) не існує, і під ними розуміють квізіполярні іквазіекваторіальні орбіти. До нахилених орбіт входять прямі (0 º <і<90°) і обернені (90°<i<<180°). Цей поділ залежить від напрямку запуску космічного апарата відносно обертання Землі.

Нахилення орбіти ШСЗ є важливим параметром, оскільки визначає широтний пояс поверхні Землі, який підлягає зйомці. Траса польоту ШСЗ не може вийти за межі цього широтного пояса, тому від нахилення і висоти орбіти залежить ширина фотографічної смуги. Тут встановлюється пряма залежність: чим більше кут нахилення орбіти і чим більше її висота, тим ширше смуга земної поверхні, що підлягає зйомці (рис. 7.5).

Рис. 7.5. Залежність між величиною площі охоплення космічної зйомки і кутом нахилення орбіти

Крім кругових орбіт, за якими зазвичай літають метеорологічні супутники, пілотовані космічні апарати і орбітальні станції, для постійного спостереження за глобальними процесами на Землі використовуються еліптичні орбіти з великою різницею висот в апогеї і перигеї.

За відношенням до Сонця або Землі виділяють два види орбіт – геосинхронні і геліосинхронні.