Vệ tinh giám sát môi trường - công cụ thay đổi cuộc chơi

Công nghệ vũ trụ từ lâu đã được sử dụng để dự báo thời tiết, phát hiện cháy rừng và hỗ trợ các nhà khoa học nghiên cứu khủng hoảng khí hậu.

Các nhà khoa học tại Trung tâm Hàng không và Vũ trụ Đức (DLR) vừa đưa vào hoạt động vệ tinh quan sát Trái đất hoàn toàn mới, triển khai cùng Chương trình Phân tích và Lập bản đồ môi trường (gọi tắt là EnMAP).

Nhóm nghiên cứu cho biết, EnMAP là vệ tinh hiện đại sử dụng công nghệ cảm biến với độ phân giải siêu cao, có thể quan sát rõ ràng hệ sinh thái của Trái đất từ ngoài không gian.

Giới khoa học đánh giá vệ tinh này là phiên bản nâng cấp của công nghệ quan sát bằng vệ tinh hiện tại, là “công cụ thay đổi cuộc chơi”, nhờ khả năng tạo ra dữ liệu chính xác chưa từng có về nước, đất và thảm thực vật trên bề mặt hành tinh.

Các nhà khoa học kỳ vọng vệ tinh mới sẽ thu về những hình ảnh nằm ngoài khả năng quan sát của mắt người như các hạt vi bụi, vi nhựa... giúp họ đưa ra cảnh báo về môi trường, khí hậu chính xác hơn.

Trên thực tế, chương trình EnMAP có khả năng ghi lại những thứ mà mắt người khó có thể nhìn thấy được, từ mức độ ô nhiễm của một con sông chảy xuyên qua những cánh rừng rậm, đến nguồn cung cấp chất dinh dưỡng trong cây cối. Do đó, với việc nâng cấp hệ thống vệ tinh phiên bản mới này, các nhà khoa học nhìn thấy triển vọng hứa hẹn và tích cực đóng góp vào quá trình đối phó với biến đổi khí hậu trên toàn cầu.

Đổi mới để thích ứng với biến đổi khí hậu

Hình ảnh mà EnMAP chụp có độ phân giải cao đến mức có thể thực hiện những nghiên cứu môi trường chi tiết đến mức các nhà khoa học chưa từng làm được trước đây.

Chẳng thế mà sau khi EnMAP khởi chạy thành công hồi đầu tháng Tư vừa qua, Giám đốc chương trình EnMAP, ông Sebastian Fischer cho biết, “vệ tinh được thiết kế để nghiên cứu tác động của khủng hoảng khí hậu đến môi trường, quan sát cách môi trường phản ứng với hoạt động của con người và theo dõi việc quản lý các nguồn tài nguyên thiên nhiên trên thế giới. Những hình ảnh và dữ liệu thu được rất tuyệt vời, ngoài sự mong đợi của chúng tôi”.

Theo Giám sát Chương trình Khoa học và Khai thác EnMAP Anke Schickling, dữ liệu của EnMAP sẽ giúp các nhà khoa học theo dõi và kiểm tra những thay đổi môi trường ở cả trạng thái tự nhiên hay do con người. Đồng thời, giúp phát triển các mô hình dự báo khí hậu dài hạn.

“Các nhà nghiên cứu đều rất hào hứng khi nhận được dữ liệu. Nhờ kết quả này, họ sẽ biết ý tưởng mà họ muốn làm với dữ liệu có thực sự phù hợp và khớp với những gì họ đã chuẩn bị trong nhiều năm qua hay không”, ông Schickling cho biết.

Bộ trưởng phụ trách nghiên cứu của bang Brandenburg, Manja Schüle cho biết: “Chúng tôi sẽ nhận được thông tin đáng tin cậy về những thay đổi do con người tạo ra và thiệt hại đối với hệ sinh thái của hành tinh trong tương lai. Đây là những điều kiện tiên quyết để phát triển các biện pháp đổi mới nhằm thích ứng với biến đổi khí hậu”.

Công nghệ màu sắc

Hiểu cách ánh sáng tương tác với các vật chất khác nhau như thực vật, nước hoặc đất giúp các nhà nghiên cứu dễ dàng xác định các đặc điểm từ xa. Công nghệ này sử dụng gần 250 màu sắc khác nhau để xác định chính xác và cụ thể hơn các đặc điểm của vùng đất hoặc nước mà vệ tinh quan sát được.

Tất cả các vật chất trên bề mặt hành tinh đều phản xạ ánh sáng Mặt trời theo một cách riêng, qua các dải quang phổ. Các dấu hiệu quang phổ này là chỉ số nhận dạng duy nhất cho EnMAP.

Đầu tiên, các máy quang phổ trên vệ tinh chụp ảnh một phần của Trái đất bên dưới nó. Vệ tinh sẽ phân tách từng pixel của bức ảnh và chỉ định cho mỗi pixel một màu thích hợp nhất trên quang phổ, mang lại những thông số chính xác.

Ông Schickling nói: “Mỗi yếu tố mà vệ tinh quan sát được giống như một dấu vân tay ”.

“Nếu không quan sát Trái đất từ không gian, sẽ rất khó để xác định được mức độ của biến đối khí hậu toàn cầu và hậu quả của nó”, bà Anna Christmann, Ủy viên Chính phủ Liên bang Đức về Hàng không vũ trụ cho biết.

Vệ tinh được thiết kế để chịu được các điều kiện khắc nghiệt của không gian trong ít nhất năm năm, nhưng các nhà khoa học hy vọng EnMAP tồn tại lâu hơn để thu thập dữ liệu tối ưu. Mặc dù vệ tinh EnMAP là vệ tinh đầu tiên thuộc loại này, nhưng vẫn có những vệ tinh kế nhiệm đang được phát triển.

Chẳng hạn, Chương trình nghiên cứu địa chất và sinh học bề mặt của NASA thu thập dữ liệu để “giải quyết vấn đề về các hệ sinh thái trên cạn và dưới nước và các yếu tố khác của đa dạng sinh học, địa chất, núi lửa, chu trình nước và các chủ đề khoa học ứng dụng liên quan đến nhiều lĩnh vực lợi ích xã hội”.

Cơ quan Vũ trụ châu Âu cũng đang chuẩn bị kho dữ liệu với việc sử dụng vệ tinh CHIME. Theo trang web của cơ quan này, vệ tinh sẽ “hỗ trợ EU và các cơ quan chính sách liên quan quản lý tài nguyên thiên nhiên, tài sản và lợi ích”. Dù vậy, hiện chưa rõ khi nào vệ tinh này được đưa vào hoạt động.