چگونه یک صورت فلکی ماهواره ای جدید قوانین تشخیص اولیه آتش سوزی را بازنویسی می کند

Earth Fire Alliance برنده نمایشگاه علمی Gizmodo 2026 برای توسعه یک صورت فلکی ماهواره ای است که به تشخیص زودهنگام آتش سوزی های بالقوه خطرناک اختصاص دارد.

برای سال‌ها، آتش‌نشانان و دانشمندان با استفاده از ماهواره‌هایی که برای انجام بسیاری از کارها ساخته شده‌اند، آتش‌سوزی‌های جنگلی را از فضا تماشا کرده‌اند، اما نه به‌طور خاص برای یافتن آتش‌سوزی. زمانی که این ماهواره ها آتش را تشخیص داده و داده ها را به زمین ارسال می کنند، یک شعله کوچک می تواند به آتش سوزی سریع تبدیل شود. صورت فلکی FireSat برای تغییر این موضوع طراحی شده است: شبکه ای از ماهواره ها که به طور خاص برای شناسایی زودهنگام آتش سوزی ها ساخته شده اند و داده های تقریبا لحظه ای را ارائه می دهند که می تواند به آتش نشانان یک پنجره حیاتی برای اقدام قبل از تبدیل شعله کوچک به یک فاجعه بزرگ بدهد.

آیا می توان از یک صورت فلکی ماهواره ای برای شناسایی اشتعال های کوچک و خنک از فضا قبل از تشدید آنها استفاده کرد و به نوبه خود یک مجموعه داده جهانی ایجاد کرد که می تواند به دانشمندان در درک بهتر رفتار آتش کمک کند؟

در 7 جولای، اتحاد آتش زمین (EFA) اولین سه ماهواره عملیاتی صورت فلکی FireSat را پرتاب کرد. EFA در سال 2024 با FireSat به عنوان پروژه شاخص خود که هدف آن مقابله با خطرات فزاینده آتش سوزی در سراسر جهان است، تشکیل شد.

FireSat به عنوان اولین صورت فلکی ماهواره ای که به طور خاص برای تشخیص آتش سوزی طراحی شده است، از حسگرهای پیشرفته برای تشخیص تشعشعات حرارتی منعکس شده یا ساطع شده از سطح زمین استفاده می کند. مایکل فالکوفسکی، دانشمند ارشد EFA به Gizmodo گفت: «همانطور که ماهواره بر روی بخشی از سیاره می چرخد، یک آینه اسکن دارد که اساسا نور خورشید منعکس شده یا انرژی حرارتی ساطع شده از آتش را می گیرد و آن را به اپتیک دوربین هدایت می کند.

"ماهواره به جلو حرکت می کند، زمین در حال چرخش است، و به این ترتیب است که شما این نوع حرکت را به جلو و عقب می کنید که تصویر را در طول زمان در آن کانال های طیفی ایجاد می کند."

هدف این است که شبکه ای متشکل از 50 ماهواره را در مدار پایین زمین مستقر کنیم تا به طور مداوم سیاره را جارو کنند و به دنبال آتش باشند. با این صورت فلکی کامل در مدار، این سیستم طوری طراحی شده است که هر 20 دقیقه از هر نقطه روی زمین تصویربرداری کند.

سیستم FireSat قبلا با موفقیت ماموریت Protoflight که یک ماهواره نمایشی را در مارس 2025 به مدار زمین فرستاد، ارزش خود را ثابت کرده است. در ماه اکتبر، این ماهواره در یک آتش سوزی کوچک کنار جاده ای در اورگان که قبلا توسط سایر سیستم های نظارت فضایی شناسایی نشده بود، شناسایی شد.

فالکوفسکی گفت: "این از زمانی شروع شد که شخصی در حال کشیدن زنجیر تریلر پشت کامیون خود در بزرگراه بود." ما این را در داده‌هایمان دیدیم و شواهدی از توانایی FireSat در به دست آوردن این آتش‌سوزی‌های سرد و کوچک قبل از تبدیل شدن به یک مشکل به ما داد.

شرکت سیستم‌های فضایی مستقر در کالیفرنیا، Muon Space، ماهواره‌ها را با مشارکت EFA، با حمایت مالی سازمان‌هایی مانند Bezos Earth Fund و Google، می‌سازد و راه‌اندازی می‌کند. Jonny Dyer، مدیر عامل Muon Space برای اولین بار از طریق محققانی در Google که روی تشخیص آتش سوزی کار می کردند، با این ایده آشنا شد.

دایر به Gizmodo گفت: «آنها تشخیص داده بودند که این شکاف داده‌ای بزرگ در اطراف آتش‌سوزی‌های جنگلی وجود دارد که ما در واقع اطلاعات بسیار ضعیفی درباره محل وقوع آتش‌سوزی‌ها در زمان شروع آن‌ها داریم. مدل کسب‌وکار ما این است که کسی با مشکلی به سراغ ما می‌آید، و سپس ما برای حل آن مشکل با ماهواره‌ها کار می‌کنیم.»

در حال حاضر سه راه اصلی برای جمع آوری داده های آتش سوزی توسط امدادگران آتش نشانی وجود دارد: از طریق شناسایی زمینی، هواپیما یا هواپیماهای بدون سرنشین و ماهواره های آب و هوا. دایر گفت: «مشکل ماهواره‌های کنونی این است که وضوح بسیار پایینی دارند، بنابراین آنها معمولا آتش را زمانی می‌بینند که بسیار بزرگ شود و فقط هر 12 ساعت و گاهی اوقات 24 ساعت به‌روزرسانی دریافت می‌کنند. "بنابراین اگر سعی می کنید روی زمین تصمیم بگیرید، این واقعا محدود کننده است."

از سوی دیگر، FireSat داده‌های با وضوح بالا را جمع‌آوری می‌کند و می‌تواند آتش‌سوزی با شدت آتش‌سوزی را در ساحل ببیند، که به امدادگران آتش‌نشانی اجازه می‌دهد تا در زمان واقعی روی زمین تصمیم بگیرند. این ماهواره می‌تواند آتش‌های کوچکی را به ابعاد 16 در 16 فوت (5 در 5 متر) شناسایی کند که تقریبا به اندازه یک استخر شنا در حیاط خلوت است.

صورت فلکی FireSat از زمان راه‌اندازی خود، قادر به شناسایی طیف وسیعی از انواع و اندازه‌های آتش بوده است - از کانون‌های کوچک و نسبتا سرد گرفته تا آتش‌سوزی‌های بزرگ و شدید. در امتداد مرز اورگان و آیداهو، ماهواره‌ها داده‌هایی را در مورد آتش‌سوزی بیگ گراس جمع‌آوری کردند که در زمان شناسایی در 28 جولای 290000 هکتار (تقریبا به اندازه لس آنجلس) سوخته بود.

هر یک از 6 باند تصویربرداری چندطیفی FireSat بخش متفاوتی از آتش را نشان می‌دهد و شرایط پوشش گیاهی، دمای سطح و دینامیک آتش را برای مدل‌سازی رفتار آتش نشان می‌دهد.

دایر گفت: «هیچ‌کس تا به حال یک بررسی جامع جهانی از آتش‌سوزی‌ها در جهان انجام نداده است، و بنابراین اکنون شاهد آتش‌سوزی‌هایی هستیم که مردم حتی از وجود آن‌ها اطلاعی نداشتند، که بسیار جالب است. این نوارهای اضافی، سایر طول موج‌های نوری که ما به آنها نگاه می‌کنیم، واقعا برای چیزهای دیگر مفید هستند. مثلا، می‌توانیم با استفاده از ترکیب خاصی از آن باندها، جای سوختگی ناشی از آتش‌سوزی‌های تاریخی را ببینیم.»

با استفاده از نوارهای تصویربرداری مختلف، تیم می‌تواند تعیین کند که آتش به کدام سمت حرکت می‌کند، چقدر پوشش گیاهی وجود دارد، چقدر مرطوب یا خشک است، و چقدر داغ و سریع می‌سوزد. دایر گفت: "تشخیص و ردیابی مرز آتش سوزی هدف اصلی است، اما ما واقعا سیستم را طوری طراحی می کنیم که آنچه را که چرخه زندگی کامل آتش سوزی می نامیم پوشش دهد." "این باندها برای ارزیابی خسارت ناشی از آتش سوزی و سپس کمک به اطلاع رسانی صحیح گام های بعدی واقعا مفید هستند."

سه ماهواره اول در حال حاضر در مرحله راه اندازی هستند و تیم همچنان به کسب اطلاعات بیشتر در مورد عملیات آنها قبل از پرتاب بقیه صورت فلکی ادامه می دهد.

این ماهواره ها در ارتفاع 370 مایلی (600 کیلومتری) بالای زمین قرار دارند و هر 1.5 ساعت یک بار به دور سیاره ما می چرخند. داده های اولیه عملیاتی از سه ماهواره در حال حاضر به پذیرندگان اولیه آژانس های آتش نشانی جهانی، مدل سازها و دانشمندان EFA تحویل داده می شود.

تا سال آینده، FireSat در دسترس بودن داده های خود را برای حمایت از تحقیقات در مورد آتش سوزی های جنگلی گسترش خواهد داد. در نهایت، هدف این است که داده‌های FireSat را مستقیما در جریان‌های کاری اطفاء حریق فعال و مدل‌سازی ادغام کنیم. از طریق همکاری با SpaceX، Muon Space همچنین در تلاش است تا پایانه‌های لیزری Starlink را در ماهواره‌ها ادغام کند تا بتواند داده‌ها را در زمان واقعی پخش کند.

فالکوفسکی گفت: "FireSat واقعا درک ما را از میزان آتش روی سیاره و نحوه رفتار و تعامل آن با آب و هوا تغییر خواهد داد." بینش‌های حاصل از این داده‌ها در نهایت برای انجام تحقیقاتی که به بهبود مدیریت آتش‌سوزی و استراتژی‌های انعطاف‌پذیری در سطح جهانی کمک می‌کند، استفاده می‌شود. بنابراین، داده‌هایی که ما از این ماهواره‌ها به دست می‌آوریم واقعا دیوانه‌کننده است، و اینکه چگونه آن را در پنج یا 10 سال آینده می‌بینم، که واقعا علم آتش‌سوزی جهانی را به جلو می‌برد.»

برایان کالینز، مدیر اجرایی اتحاد زمین-آتش؛ مایکل فالکوفسکی، دانشمند ارشد؛ کورتنی الیور، مدیر دفتر برنامه FireSat؛ شان تریپلت، مدیر دفتر برنامه یکپارچه سازی داده ها و عملیات؛ آن کاپوستا، سرپرستی زودهنگام و مشارکت در جامعه؛ جانی دایر، مدیر عامل میون اسپیس؛ پل دی، یکی از بنیانگذاران و معاون مهندسی در Muon Space. Dan McCleese، یکی از بنیانگذاران و دانشمند ارشد در Muon Space. یوسی ماتیاس، معاون تحقیقات گوگل؛ و جولیت روتنبرگ، مدیر محصول تلاش‌های هوش مصنوعی آب و هوا در Google Research.

برای دیدن همه برندگان نمایشگاه علمی Gizmodo 2026 اینجا را کلیک کنید.