चर्चा में क्यों?
शोधकर्ताओं ने प्रदर्शित किया है कि नासा (NASA) का प्लैंकटन, एरोसोल, क्लाउड एंड ओशन इकोसिस्टम (Plankton, Aerosol, Cloud and ocean Ecosystem - PACE) उपग्रह (satellite) अलग-अलग कारखानों और राजमार्गों से उत्सर्जन को अलग करने के लिए पर्याप्त बारीक रिज़ॉल्यूशन (resolution) पर नाइट्रोजन डाइऑक्साइड प्रदूषण (nitrogen dioxide pollution) का पता लगा सकता है। उपग्रह के हाइपरस्पेक्ट्रल डेटा (hyperspectral data) पर मशीन-लर्निंग एल्गोरिदम (machine-learning algorithms) को लागू करके, वैज्ञानिकों ने लॉस एंजिल्स और अन्य शहरों में प्रदूषण के ढेर (pollution plumes) के विस्तृत नक्शे तैयार किए, जिससे उत्सर्जन स्रोतों को अधिक सटीक रूप से लक्षित किया जा सके।
पृष्ठभूमि
पेस (PACE) फरवरी 2024 में नासा द्वारा लॉन्च किया गया एक पृथ्वी-अवलोकन मिशन (Earth-observing mission) है। उपग्रह पृथ्वी की सतह से लगभग 675 किलोमीटर ऊपर एक सूर्य-तुल्यकालिक, ध्रुवीय कक्षा (sun-synchronous, polar orbit) में परिक्रमा करता है, जो हर 98 मिनट में एक चक्कर (revolution) पूरा करता है। इसका प्राथमिक लक्ष्य वैश्विक महासागर जीव विज्ञान (ocean biology), एरोसोल और बादलों का अध्ययन करना है ताकि यह बेहतर ढंग से समझा जा सके कि वे जलवायु और समुद्री पारिस्थितिक तंत्र (marine ecosystems) को कैसे प्रभावित करते हैं।
उपकरण और क्षमताएं (Instruments and capabilities)
- ओशन कलर इंस्ट्रूमेंट (Ocean Color Instrument - OCI): एक अत्यधिक उन्नत ऑप्टिकल स्पेक्ट्रोमीटर (optical spectrometer) जो पराबैंगनी (ultraviolet) से शॉर्टवेव इन्फ्रारेड (shortwave infrared) तक तरंग दैर्ध्य (wavelengths) में परावर्तित सूर्य के प्रकाश (reflected sunlight) को मापता है। इसका हाइपरस्पेक्ट्रल रिज़ॉल्यूशन हर एक से दो दिनों में समुद्र के रंग का पहला वैश्विक कवरेज प्रदान करता है, जिससे वैज्ञानिकों को फाइटोप्लांकटन ब्लूम (phytoplankton blooms), पानी की गुणवत्ता और समुद्र के स्वास्थ्य की निगरानी करने की अनुमति मिलती है।
- SPEXone: एक डच-योगदान स्पेक्ट्रो-पोलारिमीटर (spectro-polarimeter) जो एरोसोल और बादलों को चिह्नित करने के लिए प्रकाश के ध्रुवीकरण (polarisation) को मापता है, हमारी समझ में सुधार करता है कि वे सूर्य के प्रकाश के साथ कैसे बातचीत करते हैं और जलवायु को प्रभावित करते हैं।
- HARP2: मैरीलैंड विश्वविद्यालय बाल्टीमोर काउंटी से हाइपर एंगुलर रिसर्च पोलारिमीटर (Hyper Angular Research Polarimeter), जो वायुमंडल में छोटे कणों और बादल गठन (cloud formation) पर उनके प्रभावों का अध्ययन करने के लिए बहु-कोण ध्रुवीकृत प्रकाश (multi-angle polarised light) को पकड़ता है।
- कक्षा और शक्ति (Orbit and power): PACE लगभग 2.7 किलोवाट बिजली उत्पन्न करने वाले तीन-पैनल सौर सरणी (solar array) को वहन करता है। उपग्रह की सूर्य-समकालिक कक्षा सेंसरों के लिए एक समान प्रकाश व्यवस्था सुनिश्चित करती है।
वायु प्रदूषण का पता लगाना (Detecting air pollution)
यद्यपि मुख्य रूप से महासागर के रंग और एयरोसोल अनुसंधान के लिए डिज़ाइन किया गया है, OCI का महीन वर्णक्रमीय रिज़ॉल्यूशन (spectral resolution) नाइट्रोजन डाइऑक्साइड जैसी ट्रेस गैसों का पता लगाने के लिए पर्याप्त विवरण बरकरार रखता है। वैज्ञानिकों ने OCI संकेतों की व्याख्या करने के लिए यूरोप के TROPOMI उपकरण के डेटा का उपयोग करके एक मशीन-लर्निंग मॉडल को प्रशिक्षित किया। परिणामी नक्शे व्यक्तिगत प्रदूषण स्रोतों और राजमार्ग गलियारों (highway corridors) को प्रकट करते हैं, जो शहरी वायु गुणवत्ता (urban air quality) में तेज अंतर्दृष्टि (insight) प्रदान करते हैं। उत्तरी अमेरिका में प्रति घंटा अवलोकन (hourly observations) प्रदान करने वाले नासा के TEMPO मिशन के साथ संयुक्त रूप से, PACE डेटा यह ट्रैक करने में मदद कर सकता है कि समय के साथ प्रदूषण के ढेर कैसे चलते और बदलते हैं।
अनुप्रयोग और महत्व (Applications and significance)
- पर्यावरण निगरानी (Environmental monitoring): उच्च-रिज़ॉल्यूशन वाले नाइट्रोजन डाइऑक्साइड मानचित्र नियामकों (regulators) को प्रदूषण फैलाने वाले कारखानों, यातायात हॉटस्पॉट (traffic hotspots) और बंदरगाह उत्सर्जन (port emissions) को इंगित करने में सक्षम बनाते हैं, जिससे लक्षित शमन रणनीतियां (mitigation strategies) बनती हैं।
- सार्वजनिक स्वास्थ्य (Public health): समुदायों के पास प्रदूषण स्रोतों का पता लगाने से शोधकर्ताओं को वायु गुणवत्ता को श्वसन रोगों (respiratory diseases) से जोड़ने और हस्तक्षेप (interventions) डिजाइन करने में मदद मिलती है।
- महासागर और जलवायु अनुसंधान: वायु प्रदूषण से परे, PACE दशकों पुराने समुद्री रंग के रिकॉर्ड का विस्तार करता है, फाइटोप्लांकटन उत्पादकता (phytoplankton productivity), हानिकारक अल्गल ब्लूम (harmful algal blooms) और कार्बन साइकिलिंग (carbon cycling) में रुझानों का खुलासा करता है।
निष्कर्ष
PACE मिशन स्पष्ट करता है कि एक ही उपग्रह कई वैज्ञानिक उद्देश्यों को कैसे पूरा कर सकता है। समुद्र विज्ञान, जलवायु विज्ञान और वायु गुणवत्ता की निगरानी को एक साथ आगे बढ़ाकर, PACE हमारे ग्रह को समझने और उसकी रक्षा करने के लिए अमूल्य डेटा प्रदान करता है।
