‘ดาวเทียม SAR’ สุดเทพ ส่องทะลุเมฆหมอกและฝนได้ ชัดระดับเห็นรอยเท้าแกะบนพื้น

“ดาวเทียม” ถือเป็นหนึ่งในสิ่งปฏิวัติโลกที่ช่วยให้เรามองเห็นโลกจากมุมมองที่เหนือกว่า และติดตามความเคลื่อนไหวของสิ่งต่าง ๆ บนพื้นผิวโลกได้อย่างแม่นยำจากท้องฟ้า ไม่ว่าการไหลของกระแสน้ำ การขยายตัวของเมือง การสัญจรของยวดยานพาหนะ หรือแม้กระทั่งล่าสุด ใช้จับการเคลื่อนไหวของทหารรัสเซียและยูเครน

แม้สามารถส่องภาพลึกถึงพื้นผิวโลก แต่ “ปัญหาของดาวเทียมแบบดั้งเดิม” หรือที่เรียกว่า ดาวเทียมแบบ Optical คือ เมื่อเกิดฝนตก เมฆมาก หมอกลงหนัก หรือแม้แต่ยามค่ำคืน ภาพถ่ายที่ออกมามักไม่ค่อยชัด เพราะถูกบดบังด้านทัศนียภาพดังกล่าว

แต่ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีปัจจุบัน สิ่งบดบังเหล่านี้อาจไม่เป็นอุปสรรคอีกต่อไป เมื่อเทคโนโลยีสุดล้ำอย่าง “Synthetic Aperture Radar” (SAR) ที่เป็นการส่งคลื่นเรดาร์ลงสู่พื้นโลก และรอการสะท้อนกลับมา ทำให้ได้ “ภาพคมชัดระดับตารางเซนติเมตร” แม้จะมีกลุ่มเมฆมาบดบัง เกิดฝนตก ควันไฟป่า หรือแม้ยามค่ำคืนก็ตาม

ฮอลลี่ จอร์จ-ซามูเอลส์ (Holly George-Samuels) นักวิทยาศาสตร์จากบริษัท QinetiQ ซึ่งเป็นบริษัทรับเหมาด้านความมั่นคงและการป้องกัน กล่าวว่า “ดาวเทียมเทคโนโลยี SAR สามารถเก็บภาพพื้นที่ได้ครอบคลุมกว่า และละเอียดสูงกว่าดาวเทียมแบบ Optical เดิม อีกทั้ง SAR ยังสามารถทำงานได้ทั้งกลางวันและกลางคืน โดยคุณไม่จำเป็นต้องรอให้ฟ้าเปิดหรือฝนหยุดตก”

ซามูเอลส์เสริมต่อว่า “ภาพที่บันทึกโดยดาวเทียม SAR นั้น มีความละเอียดระดับเซนติเมตร ซึ่งคุณสามารถเห็นรอยเท้าของแกะบนพื้นหญ้าได้เลย”

- ดาวเทียม SAR (เครดิต: Geospatial World) -

ด้วยความสามารถอันล้ำสมัยนี้ จึงทำให้ดาวเทียม SAR ถูกใช้ตรวจสอบความเสียหายของสะพานฟรานซิส สกอตต์ คีย์ ในเมืองบัลติมอร์ที่ถล่มลง หลังเรือขนส่งสินค้าลำหนึ่งชนเข้ากับตอม่อสะพาน เมื่อวันที่ 26 มี.ค. 2567 รวมถึงถูกใช้สำรวจขอบเขตการรุกคืบดินแดนยูเครนของทหารรัสเซีย อีกทั้งยังเคยใช้ติดตามการลุกลามของไฟป่าบนเกาะฮาวายในปีที่แล้ว และประเมินความเสียหายที่เกิดขึ้นแบบเรียลไทม์ทันที

ดาวเทียม SAR สุดเทพ ทำงานอย่างไร

สำหรับดาวเทียมแบบดั้งเดิมที่รู้จักกันในชื่อ Optical อาศัยแสงอาทิตย์ในการส่องสว่างบนพื้นโลก แต่ SAR จะทำหน้าที่เป็นเหมือน "แสงอาทิตย์" ของตัวเอง โดยการส่งสัญญาณไมโครเวฟอันทรงพลังจากดาวเทียมลงไปยังพื้นดิน ซึ่งสัญญาณเหล่านี้ไม่ถูกรบกวนด้วยสภาพอากาศแบบต่าง ๆ นั่นจึงทำให้ภาพถ่ายดาวเทียม SAR สามารถส่องทะลุกลุ่มเมฆหมอก และฝนได้

- ดาวเทียม SAR (เครดิต: Geospatial World) -

ต่อจากนั้น ตัวดาวเทียมจะวิเคราะห์สัญญาณที่สะท้อนกลับมาอย่างแม่นยำ และสร้างภาพเรดาร์ของพื้นที่นั้นขึ้นมาอย่างละเอียด จนทำให้ดาวเทียม SAR สามารถระบุการเปลี่ยนแปลงบนพื้นดินได้ละเอียดยิบระดับขนาดเล็บมือ 

สำหรับดาวเทียม SAR ที่โคจรอยู่รอบโลก ทำงานอยู่ในวงโคจรต่ำของโลก (Low Earth Orbit) ที่ระดับความสูงต่ำกว่า 1,000 กิโลเมตรจากผิวโลก

- ภาพถ่ายของดาวเทียม SAR (เครดิต: Umbra) -

- ปาล์ม จูไมราห์ เกาะในดูไบ (เครดิต: Capella Space) -

SAR ช่วยส่องน้ำมันรั่ว-การเคลื่อนที่ของกระแสน้ำ

เนื่องด้วยจุดแข็งของดาวเทียม SAR ที่สามารถส่องภาคพื้นได้คมชัด แม้ท้องฟ้าจะไม่เป็นใจก็ตาม หลายฝ่ายจึงนำไปใช้ติดตามการเปลี่ยนแปลงของธรรมชาติ ยกตัวอย่าง คาทลีน โจนส์ (Cathleen Jones) นักวิทยาศาสตร์ด้านธรณีวิทยาจาก Nasa ได้ใช้ดาวเทียมนี้เพื่อศึกษาทุกประเภทของอันตราย

ที่รัฐแคลิฟอร์เนียของสหรัฐ แหล่งน้ำส่วนใหญ่อยู่ทางเหนือ ในขณะที่ประชากรส่วนใหญ่อยู่ทางใต้  ดังนั้นจึงมีสะพานที่ส่งน้ำจากฝั่งหนึ่งไปยังอีกฝั่ง โดยโจนส์กล่าวว่า “ถ้าหากสะพานส่งน้ำทรุดตัวลงในบางจุด ปริมาณน้ำที่ไหลผ่านจุดนั้นก็จะลดลงด้วย ดังนั้น SAR จึงช่วยให้ฉันมองเห็นการเคลื่อนตัวของน้ำในสะพานได้ละเอียดถึงระดับเซนติเมตร”

ไม่เพียงเท่านั้น โจนส์ยังใช้ดาวเทียม SAR นี้ ตรวจสอบน้ำมันที่รั่วไหลในท้องทะเลว่าเกิดขึ้นที่ไหนและกำลังเคลื่อนไปทางใด โดยสามารถตรวจจับได้อย่างรวดเร็ว ซึ่งช่วยวางแผนควบคุมคราบน้ำมันนั้นไม่ให้เคลื่อนตัวสู่พื้นที่ชุ่มน้ำ หรือบริเวณที่มีคนอาศัยอยู่

นอกจากนี้ นักวิทยาศาสตร์ด้านมหาสมุทรได้ใช้ข้อมูลดาวเทียม SAR สร้างแบบจำลองกระแสน้ำ และแสดงการเปลี่ยนแปลงความสูงของผิวน้ำทะเล

อีกจุดเด่นอย่างหนึ่งของ SAR คือ ไม่ได้รับผลกระทบจากสิ่งที่ส่งผลต่อภาพถ่ายดาวเทียมแบบเดิมอย่างมุมตกกระทบของแสงอาทิตย์ที่ต่างกันและเงา จึงทำให้ข้อมูลจาก SAR มีความสม่ำเสมอมาก จนเหมาะกับการประยุกต์ใช้กับปัญญาประดิษฐ์อีกด้วย

จากเรื่องราวเหล่านี้ จะเห็นได้ว่า “ดาวเทียม SAR” เปรียบเสมือน “ดวงตาเทียม” อันทรงพลัง ซึ่งช่วยให้เรามองเห็นภัยคุกคามบนโลกได้อย่างชัดเจน โดยไม่ต้องกังวลกับเมฆ หมอก หรือฝนที่บดบังทัศนวิสัย

ไม่ว่าจะเป็นคราบน้ำมันสีดำสนิทที่แผ่ปกคลุมผิวน้ำ ไฟป่าสีแดงฉานที่โหมกระหน่ำผลาญผืนป่า น้ำท่วมมหาศาลที่ซัดท่วมพื้นที่ หรือแม้แต่ร่องรอยบาดแผลสงคราม ดาวเทียม SAR ล้วนสามารถจับภาพความเสียหายเหล่านี้ได้อย่างละเอียด

ด้วยความสามารถในการมองทะลุสภาพอากาศ ดาวเทียม SAR จึงกลายเป็นเครื่องมือสำคัญในการรับมือกับภัยพิบัติ จนช่วยให้องค์กรต่าง ๆ สามารถติดตามสถานการณ์ วางแผนการช่วยเหลือ และบรรเทาความเสียหายได้ดียิ่งขึ้น

อ้างอิง: bbc, earthdata, euspa