Vệ tinh ngăn chặn thảm họa khí hậu

Thứ Hai, 20/01/2020, 20:00

Một "con mắt" kỹ thuật số trên bầu trời sắc nét đến nỗi nó có thể phát hiện ra các vi hạt trong đại dương, hoặc phân tích các hạt khói trong đám cháy rừng. Nghe có vẻ như khoa học viễn tưởng, nhưng đó là sự thật, nó đã xuất hiện sớm hơn chúng ta nghĩ.

Trong hơn 3 thập niên, các cơ quan không gian như NASA và ESA đã quan sát trái đất từ không gian và theo dõi các kiểu thời tiết và khí hậu toàn cầu.

Chương trình quan sát Trái đất toàn diện nhất châu Âu Copernicus, bao gồm một đội tàu vệ tinh do ESA vận hành. Các vệ tinh Sentinel đang theo dõi môi trường trái đất, bao gồm nồng độ CO2 trong khí quyển, mực nước biển dâng cao, lũ lụt, động đất và nhiệt độ toàn cầu tăng.

Tuy nhiên, một trong những nhiệm vụ của vệ tinh được trình bày tại Triển lãm không gian, được gọi là Chương trình phân tích và lập bản đồ môi trường (EnMap) hứa hẹn một tiềm năng rất lớn khi quan sát trái đất từ trên cao.

Được phát triển bởi nhà sản xuất vệ tinh OHB của Đức, được quản lý bởi Trung tâm hàng không vũ trụ Đức (DLR). EnMap sử dụng công nghệ cảm biến siêu nhạy độ phân giải cao để giám sát hệ sinh thái của trái đất. Nó được thiết kế để phục vụ như là một sự kế thừa cho công nghệ đa chủng tộc hiện tại có độ phân giải thấp hơn nhiều và khả năng hạn chế trong việc chụp ảnh.

Vệ tinh mới thu được nhiều thông tin hơn những gì có thể nhìn thấy bằng mắt thường. Hình ảnh vệ tinh cũng chứa đựng bằng chứng vật lý về khoáng chất và các vật liệu khác trên bề mặt, nó cho phép các nhà khoa học đưa ra kết luận về bất kỳ thay đổi tiềm năng nào có thể xảy ra.

Ví dụ, nếu bề mặt của đại dương có chứa vi hạt, một vệ tinh siêu âm có thể phát hiện bằng chứng về các phân tử polymer hiện có bằng cách thu thập dữ liệu chứa trong ánh sáng mặt trời phản xạ.

Nhà phát triển kinh doanh của OHB Cornelius Schalinski nói rằng công nghệ EnMap mới rất tiên tiến và nó sẽ thay thế các phép đo "tại chỗ" truyền thống. Schalinski chỉ ra rằng thế hệ vệ tinh mới sẽ bổ sung thông tin về môi trường toàn cầu được cung cấp bởi chương trình Copernicus hiện có.

Theo Trung tâm hàng không vũ trụ Đức, EnMap được thiết lập để khởi động vào năm 2021, là một công cụ để đo lường tác động của biến đổi khí hậu đối với cả hệ sinh thái đại dương và đất liền của trái đất. Những tác động có hại của tình trạng khẩn cấp khí hậu, như hạn hán kéo dài và lũ lụt nặng nề đang ngày càng ảnh hưởng đến nông nghiệp. Ngày càng trở nên khó khăn hơn để nuôi sống dân số ngày càng tăng của toàn cầu, dự kiến sẽ đạt 11 tỷ người vào cuối thế kỷ này.

Những người tạo ra EnMap cho biết họ nhằm mục đích cung cấp dữ liệu liên tục có thể giúp nông dân ngăn chặn sự thất bại của cây trồng bằng cách dự đoán thiếu chất dinh dưỡng, sâu bệnh và thiếu nước. Dữ liệu vệ tinh cũng có thể được sử dụng bởi các nhà ra quyết định, như các tổ chức EU, để tạo ra các chính sách tốt hơn cho trợ cấp nông nghiệp, vì có thể theo dõi các tuyên bố của nông dân về sản xuất lương thực.

Điều quan trọng nữa là bảo vệ các khu rừng trên thế giới, vì chúng có khả năng hấp thụ 2,6 tỷ tấn CO2, hoặc khoảng một phần ba lượng khí thải carbon mỗi năm.

Những vệ tinh mới này có thể xác định liệu việc quản lý rừng có được thực hiện một cách bền vững hay không, bằng cách giám sát nạn phá rừng. So với các công cụ đo lường hiện tại sử dụng Chỉ số độ ẩm (DRMSI), vệ tinh mới cũng có thể phát hiện các dấu hiệu sớm của hạn hán, các loài cây bản đồ và cấu trúc của rừng.

Mực nước biển dâng cao đang ngày càng ảnh hưởng đến bờ biển, cũng như chất lượng nước ven biển và nội địa. Nếu sự tan chảy tiếp diễn, mực nước biển có thể tăng 30 - 60 cm vào năm 2100. Nhiệm vụ vệ tinh theo kế hoạch sẽ theo dõi sự xói mòn của bờ biển, cũng như phát hiện ô nhiễm và các hạt trong nước, từ chất hữu cơ đến sinh vật phù du và tảo là loài chiếm ưu thế.

Quản lý các khu vực đô thị, đặc biệt là những khu vực ngày càng bị ảnh hưởng bởi thảm họa biến đổi khí hậu, cũng là ưu tiên hàng đầu. Theo dự đoán, đến năm 2050, gần 70% dân số toàn cầu sẽ sống ở các thành phố. Vệ tinh mới có thể được sử dụng để lập kế hoạch cho các thành phố bền vững bằng cách đo lường mức độ các khu vực được bao phủ trong thảm thực vật, trái ngược với bê tông và các tòa nhà.

Hiện nay, các vệ tinh vẫn là một công cụ quan trọng và hiệu quả nhất trong việc cung cấp dữ liệu môi trường có giá trị. Hội nghị về những quan điểm mới trong quan sát trái đất ở Cologne đã quy tụ nhiều công ty, các công ty và tổ chức đang phát triển hơn nữa các công cụ sử dụng hình ảnh vệ tinh.

Trong số các công cụ được trình bày có Hộp công cụ phân loại GEO được hỗ trợ bởi một số dự án bao gồm Dịch vụ quan sát đất ngập nước dựa trên vệ tinh (SWOS). Công cụ này sử dụng dữ liệu được cung cấp bởi các vệ tinh Copernicus và cho phép xem, tải xuống và phân tích hình ảnh của những nơi xa xôi, không thể tiếp cận trên trái đất.

Một số trong những khu vực này, như vùng đất ngập nước là một phần quan trọng trong môi trường tự nhiên của chúng ta. Chúng làm giảm mực nước biển, phục vụ như một bể chứa carbon, cung cấp môi trường sống cho động vật hoang dã, lọc các chất ô nhiễm và phục vụ như một vùng đất nông nghiệp màu mỡ cho nông nghiệp. Hộp công cụ GEO có thể theo dõi phạm vi và trạng thái của vùng đất ngập nước, động lực học và chất lượng mặt nước.

Có một thị trường các ứng dụng phần mềm tương tự để giúp các chính phủ theo dõi và báo cáo tiến trình của họ khi đạt được các mục tiêu phát triển bền vững của Liên Hợp Quốc, nhưng nhiều quốc gia chưa thực sự muốn sử dụng công nghệ này.

Kathrin Weise là người quản lý dự án tại công ty Jena-Optronik GmbH, công ty đã phát triển Hộp công cụ phân loại GEO, bà nói rằng các quốc gia là tùy chọn để chọn loại công cụ nào họ muốn sử dụng. Các vệ tinh có thể cung cấp cho chính phủ quốc gia các dữ liệu cần thiết để báo cáo cho họ biết.

Cảnh Nguyễn (tổng hợp)