Sains

Bagaimana NASA Baru, Satelit Bumi India NISAR Akan Melihat Bumi

Laboratorium Propulsi Jet NASA menggunakan data radar yang diambil oleh satelit Sentinel-1A milik ESA sebelum dan sesudah letusan gunung berapi Calbuco di Chili pada tahun 2015 untuk membuat interferogram yang menunjukkan deformasi tanah. Pita warna di sebelah barat gunung berapi menunjukkan tenggelamnya daratan. NISAR akan menghasilkan gambar serupa.

Laboratorium Propulsi Jet NASA menggunakan data radar yang diambil oleh satelit Sentinel-1A milik ESA sebelum dan sesudah letusan gunung berapi Calbuco di Chili pada tahun 2015 untuk membuat interferogram yang menunjukkan deformasi tanah. Pita warna di sebelah barat gunung berapi menunjukkan… Kredit: ESA/NASA/JPL-Caltech” Gambar SAR – seperti yang akan dihasilkan NISAR – menunjukkan tutupan lahan di Gunung Okmok di Pulau Umnak Alaska. Dibuat dengan data yang diambil pada bulan Agustus 2011 oleh Instrumen UAVSAR NASA, merupakan contoh polarimetri, yang mengukur relai orientasi gelombang balik… Kredit: NASA/JPL-Caltech” Data dari pesawat ruang angkasa Magellan NASA, yang diluncurkan pada tahun 1989, digunakan untuk membuat gambar Kawah Isabella, sebuah kawah tumbukan selebar 108 mil (175 kilometer) di permukaan Venus. NISAR akan menggunakan prinsip dasar SAR yang sama untuk mengukur properti dan… Kredit: NASA/JPL-Caltech”

Direncanakan untuk diluncurkan dalam beberapa bulan ke depan, NISAR akan menggunakan teknik yang disebut radar aperture sintetis untuk menghasilkan peta perubahan permukaan planet kita yang sangat detail.

Ketika satelit Bumi baru NISAR (NASA-ISRO Synthetic Aperture Radar) milik NASA dan Organisasi Penelitian Luar Angkasa India (ISRO) diluncurkan dalam beberapa bulan mendatang, satelit tersebut akan menangkap gambar permukaan bumi dengan sangat detail sehingga dapat menunjukkan seberapa banyak lahan kecil dan es yang bergerak. , hingga sepersekian inci. Dengan memotret hampir seluruh permukaan padat bumi dua kali setiap 12 hari, alat ini akan melihat kelenturan kerak bumi sebelum dan sesudah bencana alam seperti gempa bumi; ia akan memantau pergerakan gletser dan lapisan es; dan akan melacak perubahan ekosistem, termasuk pertumbuhan hutan dan deforestasi.

Kemampuan luar biasa misi ini berasal dari teknik yang tercantum dalam namanya: radar aperture sintetis, atau SAR. Dipelopori oleh NASA untuk digunakan di luar angkasa, SAR menggabungkan beberapa pengukuran, yang diambil saat radar terbang di atas, untuk mempertajam pemandangan di bawah. Ia bekerja seperti radar konvensional, yang menggunakan gelombang mikro untuk mendeteksi permukaan dan objek yang jauh, namun meningkatkan pemrosesan data untuk mengungkap properti dan karakteristik pada resolusi tinggi.

Sebuah kolaborasi antara NASA dan Organisasi Penelitian Luar Angkasa India, NISAR akan menggunakan radar aperture sintetis untuk memberikan wawasan tentang perubahan pada permukaan padat bumi, termasuk lapisan es Antartika. Pesawat luar angkasa, digambarkan di sini dalam karya seniman… Kredit: NASA/JPL-Caltech” Untuk mendapatkan detail seperti itu tanpa SAR, satelit radar memerlukan antena yang terlalu besar untuk diluncurkan, apalagi beroperasi. Dengan lebar 39 kaki (12 meter) saat Jika dikerahkan, reflektor antena radar NISAR memiliki lebar yang sama dengan panjang bus kota. Namun diameternya harus 12 mil (19 kilometer) agar instrumen L-band misi tersebut, yang menggunakan teknik radar tradisional, dapat menggambarkan piksel Bumi. hingga lebar 30 kaki (10 meter).

Radar aperture sintetis “memungkinkan kita menyempurnakan berbagai hal dengan sangat akurat,” kata Charles Elachi, yang memimpin misi SAR antariksa NASA sebelum menjabat sebagai direktur Jet Propulsion Laboratory NASA di California Selatan dari tahun 2001 hingga 2016. “Misi NISAR akan membuka dunia yang benar-benar baru. untuk belajar tentang planet kita sebagai sistem yang dinamis.”

Cara Kerja SAR

Elachi tiba di JPL pada tahun 1971 setelah lulus dari Caltech, bergabung dengan sekelompok insinyur yang mengembangkan radar untuk mempelajari permukaan Venus. Dulu, seperti sekarang, daya tarik radar masih sederhana: Ia dapat mengumpulkan pengukuran siang dan malam serta melihat menembus awan. Pekerjaan tim mengarah pada misi Magellan ke Venus pada tahun 1989 dan beberapa misi radar pesawat ulang-alik NASA.

Radar yang mengorbit beroperasi dengan prinsip yang sama seperti radar pelacak di bandara. Antena luar angkasa memancarkan gelombang mikro ke arah Bumi. Ketika gelombang tersebut mengenai sesuatu – kerucut gunung berapi, misalnya – maka gelombang tersebut akan berhamburan. Antena menerima sinyal yang bergema kembali ke instrumen, yang mengukur kekuatannya, perubahan frekuensi, berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk kembali, dan apakah sinyal tersebut memantul ke berbagai permukaan, seperti bangunan.

Informasi ini dapat membantu mendeteksi keberadaan suatu objek atau permukaan, jaraknya, dan kecepatannya, namun resolusinya terlalu rendah untuk menghasilkan gambaran yang jelas. Pertama kali dirancang di Goodyear Aircraft Corp. pada tahun 1952, SAR mengatasi masalah tersebut.

“Ini adalah teknik untuk membuat gambar beresolusi tinggi dari sistem beresolusi rendah,” kata Paul Rosen, dari NISAR. Saat radar bergerak, antenanya terus menerus memancarkan gelombang mikro dan menerima gema dari permukaan. Karena instrumen bergerak relatif terhadap Bumi, terdapat sedikit perubahan frekuensi pada sinyal balik. Disebut pergeseran Doppler, efek yang sama menyebabkan nada sirene naik saat mobil pemadam kebakaran mendekat, lalu turun saat mobil itu berangkat.

Pemrosesan sinyal-sinyal tersebut oleh komputer bagaikan lensa kamera yang mengarahkan ulang dan memfokuskan cahaya untuk menghasilkan foto yang tajam. Dengan SAR, jalur pesawat ruang angkasa membentuk “lensa”, dan pemrosesannya menyesuaikan pergeseran Doppler, sehingga gema dikumpulkan menjadi satu gambar yang terfokus.

Menggunakan SAR

Salah satu jenis visualisasi berbasis SAR adalah interferogram, yaitu gabungan dua gambar yang diambil pada waktu terpisah yang mengungkapkan perbedaannya dengan mengukur perubahan penundaan gema. Meski terlihat seperti seni modern bagi mata yang tidak terlatih, pita interferogram konsentris warna-warni menunjukkan seberapa jauh permukaan tanah telah bergerak: Semakin dekat pita tersebut, semakin besar gerakannya. Ahli seismologi menggunakan visualisasi ini untuk mengukur deformasi tanah akibat gempa bumi.

Jenis analisis SAR lainnya, yang disebut polarimetri, mengukur orientasi vertikal atau horizontal gelombang balik relatif terhadap sinyal yang ditransmisikan. Gelombang yang memantul dari struktur linier seperti bangunan cenderung kembali dalam orientasi yang sama, sedangkan gelombang yang memantul dari fitur yang tidak beraturan, seperti kanopi pohon, kembali dalam orientasi lain. Dengan memetakan perbedaan dan kekuatan sinyal balik, peneliti dapat mengidentifikasi tutupan lahan suatu wilayah, yang berguna untuk mempelajari deforestasi dan banjir.

Analisis tersebut adalah contoh bagaimana NISAR akan membantu para peneliti lebih memahami proses yang mempengaruhi miliaran nyawa.

“Misi ini mencakup beragam ilmu pengetahuan yang bertujuan untuk mempelajari perubahan planet kita dan dampak bahaya alam,” kata Deepak Putrevu, salah satu ketua tim sains ISRO di Pusat Aplikasi Luar Angkasa di Ahmedabad, India.

Pelajari lebih lanjut tentang NISAR di:

https://nisar.jpl.nasa.gov

Source

Related Articles

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *

Back to top button