|  | CryoSat-2's Siral 2 radar interferometer | |
Αισθητήρες
Στην τηλεπισκόπηση, η συσκευή που χρησιμοποιείται για τη λήψη των δεδομένων, π.χ. για τη μέτρηση της ακτινοβολίας που φτάνει στο δορυφορικό όργανο, ονομάζεται, κατά κανόνα, «αισθητήρας». Ο όρος αισθητήρας έχει προτιμηθεί έναντι του όρου κάμερα, γιατί αναφέρεται σε έναν ευρύτερο τρόπο λήψης δεδομένων από ότι εκείνου μιας κάμερας. Η κάμερα αναφέρεται συνήθως σε πληροφορίες ορατές, δηλαδή πληροφορίες που μπορούμε να τις δούμε μόνο με το μάτι (σε μερικές περιπτώσεις αναφέρεται και σε πληροφορίες στο υπέρυθρο, ανάλογα με το φιλμ και την κάμερα που χρησιμοποιούμε), ενώ η τηλεπισκόπηση αφορά πολλούς διαφορετικούς τύπους ακτινοβολίας του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος.
Όταν παίρνουμε φωτογραφίες με μια ‘φυσιολογική κάμερα’, το φιλμ της κάμερας εκτίθεται στην ορατή ακτινοβολία (δηλαδή στο φως) και στη συνέχεια υποβάλλεται στη διαδικασία εμφάνισης, προκειμένου να παραχθούν οι (έγχρωμες ή ασπρόμαυρες) φωτογραφίες. Έτσι, όταν τραβάτε τη φωτογραφία ενός σπιτιού, αυτό που θα δείτε στην φωτογραφία είναι αυτό που έχετε δει και στην πραγματικότητα.
Το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα
Οι αισθητήρες που χρησιμοποιούνται στην τηλεπισκόπηση είναι σε θέση να καταγράψουν και πληροφορίες που το ανθρώπινο μάτι φυσιολογικά δεν μπορεί να δει (χρησιμοποιώντας την ακτινοβολία άλλων, μη ορατών τμημάτων του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος).
Ένα παράδειγμα που ίσως να γνωρίζετε από τις αστυνομικές ταινίες ή τις ταινίες κατασκοπείας, είναι οι υπέρυθρες διόπτρες που επιτρέπουν σε όσους τις φορούν να βλέπουν στο σκοτάδι. Αυτά τα «γυαλιά» ενισχύουν ό,τι διακρίνεται, κάνοντας χρήση του υπέρυθρου φωτισμού.
Γνωρίζετε γιατί αυτά τα γυαλιά ονομάζονται «υπέρυθρες διόπτρες»;
Αν δεν γνωρίζετε την απάντηση, διαβάστε τις επόμενες παραγράφους και έπειτα προσπαθήστε να απαντήσετε.
* Δείτε την Απάντηση 1 στο κάτω μέρος της σελίδας
Υπό φυσιολογικές συνθήκες, τα αντικείμενα ανακλούν μέρος της ακτινοβολίας που προσπίπτει πάνω τους. Αυτό το τμήμα του προσπίπτοντος φωτός είναι εκείνο που προσδίδει στα αντικείμενα το χρώμα τους.
Για παράδειγμα, όταν βλέπουμε ότι ένα φυτό είναι πράσινο, αυτό συμβαίνει επειδή το φυτό ανακλά μέρος του φωτός που το μάτι το βλέπει σαν πράσινο. Αντίστοιχα, ένα μήλο είναι κόκκινο επειδή ανακλά μέρος του φωτός που αντιστοιχεί στο κόκκινο χρώμα.
Τα αντικείμενα δεν ανακλούν μόνο το φως που φτάνει σε αυτά αλλά μπορούν και να εκπέμπουν «ακτινοβολία», κυρίως εξαιτίας της θερμοκρασίας τους.
Για παράδειγμα , μια φωτιά εκπέμπει όχι μόνο φως αλλά και θερμότητα, με αποτέλεσμα να μπορούμε να τη δούμε ακόμα και όταν είναι νύχτα. Σε αντιδιαστολή, στο σκοτάδι δεν μπορούμε να δούμε ένα μήλο. Αυτό συμβαίνει επειδή το μήλο απλώς ανακλά το φως, ενώ η φωτιά εκπέμπει φως.
Μπορείτε να δώσετε τρία άλλα παραδείγματα αντικειμένων που εκπέμπουν φως και τρία παραδείγματα αντικειμένων που ανακλούν το φως;
* Δείτε την απάντηση 2 στο κάτω μέρος της σελίδας
Τα αντικείμενα εκπέμπουν και ανακλούν το φως με τη μορφή «ακτινοβολίας». Η ακτινοβολία είναι ένα κύμα που διαδίδεται στο χώρο και έχει μια μαγνητική και μια ηλεκτρική συνιστώσα. Ονομάζεται επίσης και ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία μεταφέρει ενέργεια, η οποία μπορεί να μεταβιβαστεί, όταν αλληλεπιδράσει με την ύλη. Ουσιαστικά είναι ένας τρόπος μεταφοράς ενέργειας από ένα σημείο σε ένα άλλο.
Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα χαρακτηρίζονται από διαφορετικά μήκη κύματος (όπως τα κύματα της θάλασσας). Για παράδειγμα, καθένα από τα χρώματα που συνιστούν το ορατό φως έχει διαφορετικό μήκος κύματος. Επομένως, για να μετρήσουμε την ακτινοβολία που εκπέμπεται ή ανακλάται από τα αντικείμενα, είναι απαραίτητο να μετρήσουμε την ενέργεια τους στα διάφορα μήκη κύματος.
Τα αντικείμενα ανακλούν ή εκπέμπουν μήκη κύματος που δεν είναι ορατά στο ανθρώπινο μάτι (όπως, για παράδειγμα, η υπέρυθρη ακτινοβολία).
Το άθροισμα όλων των δυνατών μηκών κύματος λέγεται «ηλεκτρομαγνητικό φάσμα». Προκειμένου να φαίνονται όλα τα συστατικά του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος, έχει επινοηθεί η γραφική αναπαράσταση της διπλανής εικόνας.
Wavelength
Σημείωση: Μερικά αντικείμενα έχουν σχεδιαστεί από τον άνθρωπο, έτσι ώστε να εκπέμπουν ακτινοβολία σε ορισμένα μήκη κύματος (για παράδειγμα, ο φούρνος μικροκυμάτων, οι ραδιοφωνικοί και τηλεοπτικοί πομποί, κλπ.).
Μπορείτε να δώσετε τρία ακόμη παραδείγματα από αντικείμενα που η ακτινοβολία τους δεν είναι ορατή με γυμνό μάτι;
* Δείτε την απάντηση 3 στο κάτω μέρος της σελίδας.
| | | Παθητικοί αισθητήρες |
Παθητικοί αισθητήρες
Στην τηλεπισκόπηση χρησιμοποιούνται πολλοί αισθητήρες που καθένας τους έχει διαφορετική ευαισθησία για την ακτινοβολία στα διάφορα μήκη κύματος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος. Για παράδειγμα, μερικοί αισθητήρες είναι σχεδιασμένοι να λαμβάνουν τα μήκη κύματος που αντιστοιχούν στο «πράσινο» φως, ενώ άλλοι στοχεύουν προς τα υπέρυθρα μήκη κύματος.
Για παράδειγμα, οι υπέρυθρες διόπτρες είναι ειδικά φτιαγμένες για να «βλέπουν» την ακτινοβολία που εκπέμπεται (ακόμη και στο σκοτάδι) στο υπέρυθρο τμήμα του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος.
Γενικά, οι αισθητήρες που χρησιμοποιούν εξωτερικές πηγές ενέργειας για να «παρατηρήσουν» ένα αντικείμενο, όταν π. χ. χρησιμοποιούν το ηλιακό φως για να παρατηρήσουν τη γη, ονομάζονται παθητικοί αισθητήρες.
| | Ενεργητικοί αισθητήρες | |
Ενεργητικοί αισθητήρες
Το κύριο μειονέκτημα των παθητικών αισθητήρων είναι ότι δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παρατήρηση της επιφάνειας της γης (ή των ωκεανών), όταν ο ουρανός είναι καλυμμένος με νέφη. Επομένως, σε αυτή την περίπτωση θα πρέπει να χρησιμοποιηθεί ένας άλλος τύπος αισθητήρων. Αυτοί ονομάζονται «ενεργητικοί αισθητήρες» επειδή βασίζονται σε δικές τους πηγές ακτινοβολίας για να «φωτίσουν» τα αντικείμενα και να μπορέσουν στη συνέχεια να μετρήσουν την ενέργεια που ανακλάται και επιστρέφει στον αισθητήρα.
Οι πιο κοινοί ενεργητικοί αισθητήρες στην τηλεπισκόπηση είναι τα ‘ραντάρ’.
* Απάντηση1: Οι υπέρυθρες διόπτρες είναι συσκευές που φτιάχτηκαν για να «βλέπουν» αντικείμενα στο σκοτάδι. Οι συσκευές αυτές εκπέμπουν υπέρυθρη ακτινοβολία.
* Απάντηση2: Παραδείγματα εκπομπής: λαμπτήρες, φούρνος μικροκυμάτων, ήλιος.
Παραδείγματα ανάκλασης: ουράνιο τόξο, αυτοκίνητο, καθρέφτης.
* Απάντηση3: Η υπεριώδης ακτινοβολία του ηλίου, τα μικροκύματα του δικτύου κινητής τηλεφωνίας, οι ακτίνες γάμμα που εκπέμπονται από ραδιενεργά πετρώματα, οι ακτίνες Χ που χρησιμοποιούνται στα νοσοκομεία, κλπ.
| 
