Vědec David Gallaher o satelitních snímcích Země pocházejících ze šedesátých let několikrát slyšel, nikdy je ale neviděl. „Když jsem se začal vyptávat, kde bych satelitní obrázky z doby, které říkám prekambrium snímkování, mohl vidět, nikdo mi nedokázal odpovědět,“ řekl Gallaher National Geographicu.
Důvod byl prostý: Obrázky Země pořízené satelitem Nimbus-1 nikdy nikdo nevytřídil, natož aby si dával práci s jejich digitalizováním. Tohoto úkolu se tedy ujal společně s Garrettem Campbellem právě Gallaher.
Od kaputniků k Nimbusu
Na sklonku 50 let minulého století se technologické velmoci v čele se Spojenými státy začaly stále vážněji zabývat myšlenkou vyslat na oběžnou dráhu Země meteorologické satelity. Vývoj špionážních družic se tou dobou sice potýkal s řadou potíží, vědci ale věřili, že se je dříve nebo později podaří vyřešit. Jako prvnímu se to povedlo tehdejšímu Sovětskému svazu. Ten na oběžnou dráhu vypustil slavný Sputnik. Američané v tomto závodě zpočátku tahali za kratší konec. První americké neúspěchy (o kterých se na rozdíl od těch sovětských veřejně vědělo) dokonce vedly k vytvoření novotvaru „kaputnik“.
Američané sovětský náskok samozřejmě postupně dohonili a vypustili vlastní funkční družice. Jejich prvotní určení bylo vojenské, ale škála jejich využití se postupně rozrůstala a vznikaly i družice, jejichž data byla přístupná pro civilní využití. Prim v tomto ohledu hrály satelity pro sledování počasí, které se ukázaly být neocenitelnými pomocníky.
Tahounem amerického dálkového sledování se stala programová řada Nimbus, jejíž družice (samozřejmě notně vylepšované) se na oběžné dráze okolo Země nakonec pohybovaly tři desetiletí až do roku 1994. Vznikla ve spolupráci NASA a společností General Electric, ITT, Fairchild - Hiller, RCA a s přispěním meteorologů, tedy US Weather Bureau.
Satelit Nimbus-1 během předstartovních zkoušek odolnosti proti vibracím. Ty satelity ohrožují především právě během vzletu a jde o standardní součást zkoušek všech satelitů.
První zástupce této řady, Nimbus-1, se na oběžnou dráhu vydal dne 28. srpna 1964 z kalifornské Vandenbergovy letecké základny. Vynesla ho na něj raketa Thor – Agena B a nutno poznamenat, že se nejednalo o žádný závratný úspěch. Nosná raketa se od satelitu oddělila příliš brzo. Nimbus-1 kvůli tomu okolo Země nekroužil po cirkulární, ale eliptické dráze. To se nepříznivě odrazilo na funkčnosti a efektivitě solárních panelů satelitu.
Satelit vydržel na oběžné dráze pouhých osmadvacet dní, pak mu nevědecky řečeno došla šťáva. V době, kdy se teprve sbíraly zkušenosti s využitím oběžné dráh, to nebylo neobvyklé. Následovník Nimbusu-1, Nimbus-2, vypuštěný v roce 1965, měl ohromné problémy se záznamem a vysílání údajů z oběžné dráhy (většinu svého tříletého pobytu ve vesmíru de facto nefungoval) a další vylepšený zástupce řady Nimbus 18. května 1968 explodoval v atmosféře při nezdařeném startu. Bezproblémový a dlouhodobě úspěšný provoz meteorologických satelitů zahájili Američané v podstatě až roku 1969 s Nimbusem-3.
Srovnání dvou generací. Vlevo je snímek ze satelitu Nimbus-1, vpravo je o půlstoletí mladší snímek ze satelitu MODIS. I když úroveň detailů je při originálním rozlišení nesrovnatelná, odborníky prý překvapilo, kolik informací lze vyčíst i ze starých snímků v 16bitové šedé škále.
Technologie použité při konstrukci Nimbusu-1 vycházely z přípravných a experimentálních projektů první třetiny šedesátých let minulého století. Pro denní snímkování tak Nimbus-1 používal technologii satelitu TIROS-8, finálního vývojového stupně systému Television and InfraRed Observation Satellite. Z TIROSu převzal Nimbus-1 nejen širokoúhlé kamery, ale také způsob přenosu pořízeného obrazového materiálu. O ten se starala v té době supermoderní technologie Automatic Picture Transmission neboli APT. Ten se mimochodem stal uznávaným mezinárodním standardem. Umožňoval příjem snímků z družic v reálném čase kdekoliv na světě, a to dokonce každému, kdo měl patřičné, nepříliš komplikované a vcelku cenově přístupné zařízení (pořídil si ho i Československý hydrometeorologický ústav). Program TIROS využíval síť padesáti přijímacích stanic, kterou po něm Nimbus-1 „zdědil“.
Za necelý měsíc na oběžné dráze pořídil Nimbus-1 celkem 27 tisíc snímků, přičemž pro noční snímkování využíval technologii infračerveného radiometru. Kvalita snímků byla ve srovnání s těmi, které pořizovaly TIROSy, výrazně vyšší – koneckonců celý projekt Nimbus byl zaměřený na vývoj technologie pro budoucí meteorologické družice. Přesto tyto snímky na půl století zmizely v nepřehledných archivech – a to až do doby, kdy se o ně začal zajímat David Gallaher.
Dívej se, lidstvo
Jedna z oblastí, kde lze pozorovat po půlstoletí poměrně výrazné rozdíly je i Aralské jezero, které v druhé polovině 20. století postihlo výrazné vysychání. Měřítko není zcela stejné, ale je vidět, že jezero se v důsledku poklesu hladiny rozpadlo na několik vodních ploch.
Snímky, které na sklonku léta roku 1964 pořídil Nimbus-1, ukazují, jak moc se změnilo. Až doposud měli vědci možnost srovnávat současný stav například zalesnění Země nebo stav ledové přikrývky na obou pólech se snímky ze sklonku sedmdesátých let. Obrázky z roku 1964 ukazují, že lidské zásahy do životního prostředí jsou daleko zásadnější, než se předpokládalo. Dobře vidět je to například na satelitních snímcích Aralského jezera. Nimbus-1 ho zachytil krátce předtím, než se stalo rezervoárem vody pro sovětský průmysl. Ve srovnání se stavem z roku 1964 z něj zůstává louže – a tato louže se navíc nepřestává smrskávat.
Pro nás jako pro Evropany je bezesporu zajímavé prohlédnou si snímky Evropy. Jedná se totiž o vůbec první satelitní obrázky našeho kontinentu (všechny snímky si můžete stáhnout na FTP serveru NSIDC). Ukazuje například fakt, že se hladina světového oceánu skutečně zvyšuje a že si moře ukusuje metr po metru z míst, které lidstvo doposud považovalo za svou neohrozitelnou doménu. Velmi dobře si můžeme prohlédnout, jak se studené vlny severního Atlantiku zakusují do norských fjordů.
Snímky Evropy a Arktidy ze satelitního pravěku. Rozklikněte pro podrobnější popisky.
Zajímavé poznatky přinesly snímky z Nimbusu-1 také k problematice tajuplných ledových děr v polárním ledu. Vědci se dlouho domnívali, že se jedná o jev související s globálním oteplováním posledních let. Na obrázcích z roku 1964 ale tyto díry jsou také – a přitom byla šedesátá léta minulého století výrazně chladnější než dnešek. Vědci se díky půl století starým satelitním snímkům dostali zpátky na začátek problému. Něco ledové díry způsobovat musí, globální oteplování to ale nebude. Je potřeba začít s výzkumem znovu a z jiného konce.
Koláž snímků Nimbusu z oblastí kolem jižního a severního pólu, která se používala pro zkoumání změn v rozsahu mořského ledu.
David Gallaher se nyní chce zaměřit na další zpracování snímků z Nimbusu-1. Už teď je zřejmé, že se dozvíme mnoho nového například o hurikánu Camille, který v roce 1969 způsobil na americkém pobřeží škody za devět miliard dolarů a zabil 239 lidí. Zničil také většinu meteorologických stanic. Za své přitom vzala i celá dokumentace. Teď se ji znovu podařilo objevit v archivech. Jak říká David Gallaher, „v archivech jsme našli materiál, jehož hodnotu odhaduji na miliardy dolarů.“
Aktualizace: Do fotogalerie jsme doplnili snímky z Nimbus 1 a opravili několik překlepů.
Když se sc-fi stalo skutečnostíRoku 1954 upozornil začínající spisovatel vědeckofantastických románů z Anglie a autor myšlenky stacionárních spojových družic Arthur C. Clark šéfa oddělení vědeckého výzkumu americké Národní meteorologické služby Harryho Wexlera na možnost využití družic k snímkování oblačnosti z oběžné dráhy. Záběry pořízené televizními kamerami a okamžitě předávané na Zemi by mohly výrazně napomoci meteorologům zejména při sledování hurikánů, ohrožujících každoročně majetek i životy obyvatel jižních částí Spojených států. Idea snímkování oblačností z velké výšky nebyla Wexlerovi nijak vzdálená. Podílel se na řadě pokusů s výškovými raketami pro meteorologické účely včetně pořizování snímků palubními fotoaparáty. A hurikány ho zajímaly hodně dlouho – byl jedním ze tří důstojníků armádního letectva, kteří se 14. září 1944 na palubě malého bombardéru Douglas A-20 Havoc vydali jako první na světě nad zátokou Chesapeake do oka hurikánu. Definitivně se cesta lidstva k sledování počasí z vesmíru otevřela roku 1958. „Družice, které obrátí svoji pozornost směrem k Zemi, mají obrovský význam pro meteorologii a mohou případně přispět k větší spolehlivosti předpovědí počasí,“ sdělil prezidentu Dwightu Eisenhowerovi Poradní výbor pro vědu – a prezident dal celému programu zelenou. |
