Autorid: Joonas Väli, Hans Teras

Maavaatluskaamerad

Kui eelmises blogipostituses oli juttu plasmapidurist ning kosmoseprügist lahti saamisest, siis selle tekstiga võtame sihikule ESTCube satelliidi maavaatluskaamerad.

Valgus liigub lainetena ning kui vaadata merelaineid, siis on selge, et lainepikkus (pikkus ühelt laineharjalt teiseni) on tihtipeale erinev. Nii ka valguse puhul. Erinevad värvid, mida näeme, ongi tingitud erinevast lainepikkusest, näiteks rohelise värvi lainepikkus on 495-570 nanomeetrit, kollasel 570-590 nanomeetrit ja nii edasi.

ESTCube-2 satelliidi maavaatluslasti kuulub kaks kaamerat, mis pildistavad meie planeeti kahes erinevas spektriribas ja resolutsiooniga 20-30 meetrit (ehk üks piksel on 20-30 meetrit Maal), olenevalt satelliidi kõrgusest orbiidil.

Spektriribad on sarnased Euroopa Kosmoseagentuuri poolt ilmaruumi lennutatud Sentinel-2 maavaatluskaamerates asuvatele 4 ja 8a ribadele. Nii saame teaduslikul tasandil hästi võrrelda Sentinel-2 ja ‘väikevenna’, ESTCube-2, tehtud fotosid. Kaamerad kasutavad filtreid poelettidelt, mida igaüks saab osta, ning nende kesksed lainepikkused on vastavalt 660 ja 857 nanomeetrit.

Neid lainepikkused on valitud spetsiaalselt, et mõõta maapinna NDVI-d ehk normaliseeritud vegetatsiooniindeksi.

Mis on NDVI?

NDVI (normalised difference vegetation index) ehk normaliseeritud vegetatsiooniindeks kirjeldab taimkatte lopsakust vastavalt sellele, kuidas taimed erinevaid valguslaineid peegeldavad. Hästi arenenud taimestik neelab punast valgust (660 nm) ning peegeldab infrapunakiirgust (857 nm). Paljas maapind, pilved ja lumi aga toimivad vastupidiselt, neelates infrapunakiirgust ning peegeldades punast valgust.
 
NDVI mõõdab punase- ja infrapunase valguse erinevust spetsiaalse valemi abil. NDVI väärtused jäävad vahemikku -1 ja +1. Väärtus -1 näitab, et taimestik puudub, seega on pinnaks tõenäoliselt paljas vesi, lumi, muld või liiv. +1 lähedal olevad väärtused näitavad tervet taimestikku ja tihedat mullapinna kaetust roheliste lehtede ning arenenud taimedega.

NDVI skaalas pildid loodusest Landsat-8 satelliidilt. Piltidel on kujutatud sama troopilise piirkonna vegetatsiooni, vasakpoolsel pildil kuival aastaajal ning parempoolsel pärast vihmahooaega. Kollased väärtused nulli lähedal tähistavad kuivanud ning pigem kõledat pinnast, roheline lopsakamat taimestikku ning sügav punane triip parempoolsel pildil hoopis vihmahooajal tekkinud jõge, mis peegeldab nii punast kui infrapunast valgust. 

Võrreldes kahe erineva ESTCube-2 pardal oleva kaamera tehtud pilte, saavad teadlased olulist infot taimede elujõulisuse, erinevate kultuuride, tüüpide ning nende kasvu kohta erinevatel aastaaegadel, samuti mõningat infot pinnase niiskuse ja veekogude kohta. ESTCube-2 satelliidi tehtud fotod annavad meile hea ja käepärase võrdlusmomendi 

Sentinel-2 tehtud andmetega, ning meil on võimalik Eesti kohta koguda rohkem ja asjakohasemaid, kuigi väiksema resolutsiooniga  andmeid, kui vaid tervet maailma teenindava Sentineli abil.
Kui sa soovid ESTCube-2 tegemistega kursis olla ning Eesti oma tudengite satelliidiprojekti kohta rohkem teada, loe ka meie teisi blogipostitusi.