“রূপান্তরমূলক” উপগ্রহ পৃথিবীর পৃষ্ঠের পরিবর্তন পর্যবেক্ষণ করবে

কয়েক সপ্তাহের মধ্যে, পৃথিবী বিজ্ঞানীরা একটি উপগ্রহ উৎক্ষেপণ করবেন যা বিশ্বের সবচেয়ে প্রত্যন্ত এবং দ্রুত পরিবর্তনশীল কিছু অংশের অভূতপূর্ব, উচ্চ-রেজোলিউশনের কভারেজ প্রদান করবে। NASA-ISRO সিন্থেটিক অ্যাপারচার রাডার (NISAR) উপগ্রহ, NASA এবং ভারতীয় মহাকাশ গবেষণা সংস্থার (ISRO) যৌথ অভিযান, পৃথিবীর বাস্তুতন্ত্র, ক্রায়োস্ফিয়ার এবং ভূমিপৃষ্ঠের পরিবর্তন পরিমাপ করার জন্য প্রতি 12 দিনে দুবার প্রায় সমগ্র পৃথিবী স্ক্যান করবে।

“আমার দৃষ্টিতে, এটি জাদুকরী কক্ষপথ,” ক্যালিফোর্নিয়ার পাসাডেনায় জেট প্রপালশন ল্যাবরেটরি (JPL)-এর হিমবাহবিদ এবং NISAR-এর ক্রায়োস্ফিয়ার বিজ্ঞান দলের সদস্য অ্যালেক্স গার্ডনার বলেছেন। NISAR উচ্চ-রেজোলিউশনের রাডার চিত্র সরবরাহ করবে যা বিজ্ঞানীদের হিমবাহ এবং বরফ, জীববৈচিত্র্য, মাটির আর্দ্রতা এবং জলের অবস্থান এবং ভূমিধসের মতো ঘটনা থেকে ভূমি স্থানচ্যুতি ট্র্যাক করতে সক্ষম করবে।

“যখন ভূমিকম্প হয়, এবং আপনি ৫০০ কিলোমিটার উপরে থেকে এমন স্থানচ্যুতি দেখতে পান যা মাটিতে দাঁড়িয়ে থাকলেও আপনি লক্ষ্য করতে পারবেন না…এটা কক্ষপথে যাদু,” গার্ডনার বলেন।

ডাবল রাডার

NISAR বর্তমানে ২০ মে ভারতের সতীশ ধাওয়ান মহাকাশ কেন্দ্র থেকে উৎক্ষেপণের কথা রয়েছে। এটি হবে NASA এবং ISRO-এর মধ্যে সবচেয়ে বড়, কিন্তু প্রথম নয়, উপগ্রহ সহযোগিতা, JPL-এর NISAR প্রকল্প বিজ্ঞানী পল রোজেন ব্যাখ্যা করেছেন। “গ্রহ এবং পৃথিবী বিজ্ঞান উভয় ক্ষেত্রেই আমাদের আরও কিছু সহযোগিতা ছিল, তবে এই মাত্রার স্তরে নয়,” তিনি বলেন।

উপগ্রহটিতে দুটি সিন্থেটিক অ্যাপারচার রাডার (SAR) সিস্টেম থাকবে যা বিভিন্ন মাইক্রোওয়েভ তরঙ্গদৈর্ঘ্যে কাজ করে, একটি দীর্ঘ (L ব্যান্ড, ২৪ সেন্টিমিটার তরঙ্গদৈর্ঘ্যে) এবং একটি ছোট (S ব্যান্ড, ১০ সেন্টিমিটার তরঙ্গদৈর্ঘ্যে)। SAR হল একটি কৌশল যা নিম্ন-রেজোলিউশন যন্ত্র থেকে উচ্চ-রেজোলিউশনের ছবি তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়। যন্ত্রগুলি মাইক্রোওয়েভ বিকিরণের একটানা স্পন্দন নির্গত করে এবং পিছনে ফিরে আসা আলো এবং সেই সাথে সময় বিলম্ব ব্যবহার করে ব্যাকস্ক্যাটার ছবি তৈরি করে।

“আমরা নিশ্চিত করেছি যে দুটি রাডার একসাথে কাজ করতে পারে,” রোজেন বলেন। “এগুলি অত্যন্ত সুসংগত, এবং আমরা এগুলি একসাথে চালু করতে পারি বা আলাদাভাবে পরিচালনা করতে পারি।”

দৃশ্যমান-আলোর ইমেজিংয়ের বিপরীতে, SAR দিনের সময় বা আবহাওয়ার দ্বারা সীমাবদ্ধ নয়, ভারতের আহমেদাবাদের স্পেস অ্যাপ্লিকেশন সেন্টারে NISAR-এর ISRO বিজ্ঞান দলের একজন প্রকৌশলী এবং সহ-নেতা দীপক পুত্রেভু ব্যাখ্যা করেছেন। “এটি ইমেজিংয়ের জন্য মাইক্রোওয়েভ ব্যবহার করে, যার ফলে এটি মেঘ ভেদ করতে এবং রাতের সময়ও ছবি তুলতে সক্ষম হয়।… SAR প্রযুক্তি আমাদের দিন ও রাতের কভারেজ এবং সর্ব-আবহাওয়া ইমেজিং ক্ষমতা প্রদান করে।”

NISAR-এর কক্ষপথ প্রতি ১২ দিনে একই অবস্থানের উপর দিয়ে অতিক্রম করবে। যেহেতু SAR একটি অঞ্চলের কাছে আসার (আরোহী কক্ষপথ) এবং প্রস্থান করার (অবতরণ কক্ষপথ) উভয়ই ম্যাপ করতে পারে, তাই NISAR প্রতি ১২ দিনে দুবার প্রতিটি অঞ্চল স্ক্যান করতে সক্ষম হবে। প্রতিটি মহাকাশ সংস্থা একটি করে রাডার সিস্টেম, সেইসাথে স্যাটেলাইটের অন্যান্য উপাদান, উৎক্ষেপণ ব্যবস্থা এবং ডেটা ব্যবস্থাপনা অবকাঠামো সরবরাহ করেছে।

“আমরা যৌথভাবে মিশন পরিচালনা করি এবং যৌথভাবে বিজ্ঞান করি,” রোজেন আরও যোগ করেন।

“এটি প্রদান করার জন্য অনেক কিছু আছে, তবে আমি এটি নিয়ে এতটা উদ্বিগ্ন বোধ করি না,” গার্ডনার বলেন। “এই প্রযুক্তির দিকগুলি আগেও উড়ে গেছে,” তিনি আরও যোগ করেন। উদাহরণস্বরূপ, ইউরোপীয় মহাকাশ সংস্থার সেন্টিনেল উপগ্রহগুলি SAR যন্ত্র বহন করে যা বিজ্ঞানীদের ক্রায়োস্ফিয়ার, পৃথিবী পৃষ্ঠের প্রক্রিয়া এবং বাস্তুতন্ত্র বুঝতে সাহায্য করেছে। কিন্তু NISAR-এর দ্বৈত রাডার ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ড পৃথিবী-পর্যবেক্ষক উপগ্রহগুলির জন্য প্রথম। সিস্টেমগুলি বিভিন্ন ভৌত স্কেলে পরিবর্তন সনাক্ত করতে সক্ষম হবে – বৃহৎ কাঠামোর জন্য L ব্যান্ড এবং ছোটগুলির জন্য S ব্যান্ড – পাশাপাশি পৃথকভাবে অর্জন করা সম্ভব নয় এমন উচ্চ-রেজোলিউশনের চিত্র একসাথে সরবরাহ করবে।

বিশ্বব্যাপী পৃষ্ঠের পরিবর্তন

NISAR-এর প্রাথমিক বিজ্ঞানের লক্ষ্যগুলির মধ্যে একটি হল বিশ্বজুড়ে ক্রায়োস্ফিয়ার এবং হিমবাহের পরিবর্তন পর্যবেক্ষণ করা। এটা গার্ডনারের হুইলহাউস।

“হিমবাহগুলি সত্যিই অসাধারণ জীবন্ত প্রাণী,” তিনি বলেন। NISAR বিশ্বজুড়ে হিমবাহের মৌসুমী বৃদ্ধি এবং পশ্চাদপসরণ নিরীক্ষণ করবে, বিশেষ করে পাইন দ্বীপ এবং থোয়েটসের মতো পশ্চিম অ্যান্টার্কটিক বরফের চাদরের উপর।

“এগুলির এত বড় সামাজিক পরিণতি রয়েছে যে সেখানে অনেক মনোযোগ থাকবে,” গার্ডনার ব্যাখ্যা করেছেন। আরও বিস্তৃতভাবে, তিনি বলেন, এই ঋতুগত ধরণগুলি ক্রায়োস্ফিয়ারের দীর্ঘমেয়াদী পরিবর্তনের একটি ভাল ভবিষ্যদ্বাণী করতে পারে।

NISAR বরফের চাদরের উল্লম্ব স্থানচ্যুতিও পর্যবেক্ষণ করতে সক্ষম হবে, যা গার্ডনার বলেছেন যে ক্রায়োস্ফিয়ার বিজ্ঞানীদের মানচিত্র তৈরি করতে সাহায্য করবে যেখানে ভাসমান বরফের চাদর স্থলভাগের বরফের সাথে মিলিত হয়, একটি সীমানা যা গ্রাউন্ডিং লাইন নামে পরিচিত।

“এটি পরিমাপ করা সত্যিই কঠিন, এবং এটি স্থানীয়ভাবে করা হয়েছে কিন্তু প্রকৃতপক্ষে বৃহৎ পরিসরে নয়,” তিনি বলেন। “আমরা সময়ের সাথে সাথে সেই গ্রাউন্ডিং লাইনের অবস্থান পরিবর্তন দেখতে পারি, যা উষ্ণায়ন তাপমাত্রার ঝুঁকির সূচক”।

NISAR বিশ্বব্যাপী জীববৈচিত্র্য এবং মাটির আর্দ্রতাও পরিমাপ করবে। দুটি রাডার ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ড এতে বিশেষভাবে সহায়ক হবে, পুত্রেভু ব্যাখ্যা করেছেন। “বন জৈববস্তুর সাহায্যে, L-ব্যান্ড সিস্টেম আরও সংবেদনশীলতার সাথে ঘন বন দেখতে সক্ষম হবে। কিন্তু যখন আমরা S-ব্যান্ড সিস্টেম ব্যবহার করি, তখন আপনি এটি বিরল গাছপালার জন্যও ব্যবহার করতে পারেন।”

পুত্রেভু আরও বলেন, SAR সিস্টেমগুলি ফসলের আচ্ছাদনের মধ্য দিয়ে দেখতে এবং মাটির আর্দ্রতা পরিমাপ করতে সক্ষম হবে, যা কৃষক এবং কৃষি ব্যবসার জন্য গুরুত্বপূর্ণ তথ্য সরবরাহ করবে। তিনি ভূমি বিকৃতির পরিবর্তনগুলি ঘনিষ্ঠভাবে পর্যবেক্ষণের গুরুত্বও তুলে ধরেন, যা আসন্ন ভূমিকম্প বা ভূমিধসের ইঙ্গিত দিতে পারে।

“সমস্ত অ্যাপ্লিকেশনের একটি সামাজিক সুবিধা যুক্ত রয়েছে,” পুত্রেভু বলেন। “এটি সমাজের জন্য আসলে কার্যকর হবে বলে অনেক সন্তুষ্টি দেয়।”

A Data Deluge

উৎক্ষেপণের পর, উপগ্রহটির কমিশনিং পরীক্ষা পরিচালনা করতে এবং তার বিজ্ঞান কক্ষপথে পৌঁছাতে 90 দিন সময় লাগবে। “কিন্তু আমরা যত এগোবো, পর্দার আড়ালে কিছু কিছু বিষয়ের দিকে নজর দেবো, যা নিয়ে আমরা এত উৎসাহী হবো যে, চিত্রকর্মগুলো সত্যিই পরিপক্ক হতে শুরু করবে এবং ডেটা প্রক্রিয়াকরণ পরিপক্ক হবে, ডেটা অর্জনও পরিপক্ক হবে,” গার্ডনার ব্যাখ্যা করেন। “প্রথম আলোর ছবি থেকে বিজ্ঞান-প্রস্তুত ডেটাতে অগ্রগতি হবে।”

উপগ্রহের প্রতিটি পদক্ষেপ অতীতের উপগ্রহগুলির সরবরাহকৃত ডেটার চেয়ে অনেক বেশি ডেটা সরবরাহ করবে। উৎক্ষেপণের আগে চূড়ান্ত প্রস্তুতির বেশিরভাগ ক্ষেত্রেই এত বিপুল পরিমাণে ডেটা দক্ষতার সাথে গ্রহণ, প্রক্রিয়াকরণ এবং উপলব্ধ করার জন্য প্রয়োজনীয় অবকাঠামো তৈরি করা জড়িত।

“NISAR অনলাইনে আসার পরে, আমরা যে বিপুল পরিমাণে নতুন ডেটা নিয়ে কাজ করতে যাচ্ছি তার জন্য নতুন সরঞ্জাম তৈরির প্রয়োজন হবে,” গার্ডনার বলেন। “NISAR সত্যিই ডেটা স্টোরেজ, প্রাপ্যতা এবং কম্পিউটিংয়ের জন্য ক্লাউড আর্কিটেকচারের দিকে ঝুঁকছে”, যাতে ব্যবহারকারীদের পৃথক সার্ভারে বিপুল পরিমাণে ডেটা ডাউনলোড করতে না হয়। “এই ধরণের মিশনের ক্ষেত্রে ডেটা স্থানান্তর করা সবচেয়ে বড় বাধাগুলির মধ্যে একটি।”

“আমরা গত কয়েক বছর ধরে প্রস্তুতি নিচ্ছি যাতে আমাদের সমস্ত অ্যালগরিদম ক্লাউডে সত্যিই দক্ষতার সাথে কাজ করতে পারে,” গার্ডনার বলেন, “যাতে যখন তথ্যের ফায়ার হোস অনলাইনে আসে, তখন আমরা সেখানে প্রবেশ করতে পারি, সেই ডেটা স্ট্রিমটিতে প্লাগ ইন করতে পারি এবং খুব তাড়াতাড়ি এটি থেকে উপকৃত হতে পারি।”

পুত্রেভু বলেন যে ভারত জুড়ে বিজ্ঞানী এবং শিক্ষার্থীরা ২০১৪ সাল থেকে কর্মশালায় অংশগ্রহণ করে আসছেন NISAR-এর ডেটা থেকে বিজ্ঞান কীভাবে অ্যাক্সেস, প্রক্রিয়াকরণ এবং উৎপাদন করতে হয় তা শিখতে। “এটি দেখায় যে সম্প্রদায় কীভাবে ডেটা ব্যবহার করার জন্য প্রস্তুত হচ্ছে,” তিনি বলেন। “সবাই [লঞ্চ] দিনের জন্য অধীর আগ্রহে অপেক্ষা করছে।”

যেহেতু তথ্যের পরিমাণের জন্য এই ধরনের অভিনব প্রক্রিয়াকরণ সরঞ্জামের প্রয়োজন, গার্ডনার সতর্ক করে দিয়েছিলেন যে NISAR ডেটা নতুন বৈজ্ঞানিক ফলাফল পেতে এক বা দুই বছর সময় লাগতে পারে। মিশনের নামমাত্র জীবনকাল 3 বছর, এবং একবার বিশ্লেষণ দ্রুত হয়ে গেলে, সেই তথ্য থেকে প্রাপ্ত আবিষ্কারগুলি সম্ভবত কয়েক দশক ধরে চলতে থাকবে।

“নিঃসন্দেহে, এটি একটি উত্তরাধিকারী ডেটাসেট হবে,” গার্ডনার বলেন। “এটি রূপান্তরমূলক হতে চলেছে।”

সূত্র: ইওএস সায়েন্স নিউজ / ডিগপু নিউজটেক্স