¿Cómo pueden ver los satélites a través de las nubes?

Answer 1

La mayoría de los satélites no pueden.

Como muestra el gráfico (a continuación), las nubes reflejan la luz visible e infrarroja bastante bien. De hecho, ¡la luz visible (aproximadamente 0.4-0.7 micras de longitud) es más del 70% reflejada por las nubes! Eso significa que la luz no puede penetrar la nube en el camino hacia la tierra, y mucho menos penetrar en la nube en su camino de regreso (los satélites miran hacia abajo en ángulos que oscilan entre 0 y 30 grados) para que el sensor la capture.

Sin embargo, hay dos tipos de satélites en lo que respecta a la captura de imágenes, pasiva y activa.

Los sensores remotos pasivos , similares a las cámaras que llevamos en bolsas o en nuestros teléfonos, capturan imágenes de objetos al capturar la luz visible que se refleja en esos objetos. Las nubes son la ruina de este tipo de sensores.

Los sensores activos envían ondas electromagnéticas y registran la parte que se refleja en el sensor, similar al flash de una cámara pero mucho más potente.

Entre los tipos activos de sensores se encuentran LiDAR (detección y rango de luz) y RADAR (detección y rango de radio). LiDAR no puede penetrar en las nubes porque usa luz visible. Pero, RADAR puede ver a través de las nubes porque las longitudes de onda son mucho más cortas que la luz visible.

Sin embargo, RADAR tiene limitaciones severas y no se usa mucho.

“A diferencia de los datos infrarrojos que nos ayudan a identificar diferentes minerales o tipos de vegetación a partir de la luz solar reflejada, el radar solo muestra la diferencia en la rugosidad de la superficie y la geometría y el contenido de humedad del suelo (la constante dieléctrica compleja)”.

www.geog.ucsb.edu/~jeff/115a/remote_sensing/radar/radar1.html

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Ahora, para responder a su segunda pregunta, las imágenes RADAR en vivo son difíciles pero posibles y, por posible, me refiero a un costo prohibitivo.

Tal como está hoy, los satélites recopilan imágenes, las almacenan y las transfieren por aire a las estaciones terrestres. Alternativamente, algunas imágenes RADAR se capturan usando planos, se almacenan en el plano y se transfieren desde el plano en discos duros físicos.

Por lo tanto, si desea capturar y mostrar imágenes RADAR en vivo tomadas por satélites, necesitaría (1) una extensa red de estaciones terrestres que podrían recibir señales del satélite, almacenarlas en servidores, procesarlas para que sean reconocibles para espectadores (a diferencia de los datos en bruto), y luego se los sirven a los espectadores a solicitud; o (2) un avión, o aviones, para volar debajo del satélite (pero fuera de marco) que podría recibir las transmisiones, procesar las imágenes y servirlas.

Ambos (1) y (2) serían muy caros en comparación con el hecho de que las imágenes RADAR no son terriblemente geniales de ver a menos que use un procesamiento de color falso y eso significa que necesitaría procesarlas aún más dramáticamente que la escala de grises imágenes que se usan con mayor frecuencia.

Combine eso con los costos de alta resolución. Supongo que prefiere ver cosas interesantes como los detalles de los edificios, y posiblemente incluso automóviles o personas. Para eso necesitará al menos una resolución de 0.1-0.5 metros / píxel. A su vez, eso significa que procesará imágenes de 16-24 bits. Solo estoy adivinando porque nunca usamos estos, y nunca los estudiamos. Los tamaños de archivo son tan grandes como para aturdir la mente y, dado el hecho de que desea servirlos en vivo, su factura mensual de AWS probablemente rivalizaría con Netflix ‘(si no la supera).

Sin embargo, buena suerte. Cualquier cosa que tengas en mente suena técnicamente dulce.

Answer 2

¿Cómo? Es una buena pregunta. Eso fue parte de mi primer trabajo en JPL.

Un pequeño número de satélites usan radar de microondas (la banda L y la banda X son comunes, pero se han usado otras). La forma más fácil, como se hizo por primera vez desde la Tierra y en Venus, es usar un altímetro de radar. Tienes que ser claro, que estas longitudes de onda no están cerca de las de la luz visible. (Utilizamos 3 cm y 25 cm.) Estas longitudes de onda pueden pasar a través de las nubes.

El problema (y beneficio) con el radar es que es un sensor activo. Requiere mucho poder. Leyes de potencia (O (n ^ 4)) (¿puedes entender por qué ese exponente?). Sugerencia: Newton (el otro día estaba discutiendo con otro chico y él lo sabía y lo entendía). Puede usar microondas pasivo, pero el dinero real está activo.

El radar es la detección y clasificación de radio. Solo está resolviendo la ecuación Velocidad * tiempo = distancia. Lo haces lo suficiente y obtienes una imagen de un área. Las ecuaciones se vuelven un poco más complejas por una serie de razones y puedes leer sobre eso en libros de personas como Skolnik o el enorme Manual de Teledetección. El tamaño de la antena es un problema. Y cómo se forma el pulso (o chirrido) es parte de eso.

Por lo tanto, resulta útil, sintetizar una apertura de antena tiene muchas ventajas, pero es computacionalmente muy intenso. Esto es en parte por qué no se vuelan muchos radares. Hay muchas ventajas militares, por lo que los mejores sistemas tienden a ser militares (he hablado con ellos sobre esto y por qué siguen siendo clasificados). Los militares probablemente tienen sistemas en tiempo real, pero probablemente con algunos compromisos.

El número de personas con experiencia en la interpretación de imágenes de radar es pequeño. No es del todo intuitivo. Hay una broma en el campo que dice que el radar de imágenes se parece mucho a la fusión, ya que es la tecnología del futuro y seguirá siendo así (un poco más fácil que la fusión real).

Las bandas de IR son absorbidas por el agua (las nubes son opacas). Piensa en gases de efecto invernadero.

Answer 3

Los satélites RADAR pueden hacer eso. Por supuesto, los resultados son variables, dependiendo principalmente de la frecuencia utilizada por el sensor. Las imágenes de radar también se distribuyen en lo que se llama NRT (casi en tiempo real) que es menos de 3 horas y QRT (casi en tiempo real) que significa menos de 1 h. La vista en vivo desde el radar es bastante imposible desde mi punto de vista, ya que la adquisición es diferente a la óptica e implica un proceso activo.