ป่าคือหนึ่งในระบบนิเวศที่ซับซ้อนที่สุดในโลก การศึกษาป่าไม่ได้มองเพียงจำนวนพืชสีเขียวต่อพื้นที่หนึ่งตารางเมตร เพราะในพื้นที่หนึ่งตารางเมตรของป่านั้นสามารถมีต้นไม้ที่ซ้อนทับกันได้มากกว่า 100 ต้น และมีความหลากหลายทางชีวภาพมากระดับเกินกว่าจะจินตนาการได้ ดาวเทียมดวงใหม่ของยุโรปกำลังจะสำรวจความหนาแน่นของป่าด้วยกระบวนการทางเรดาร์ที่ไม่เคยมีมาก่อน
ภาพเปรียบเทียบ 3 กระบวนการของดาวเทียม Biomass ด้วยกระบวนการ SAR เพื่อสร้างภาพ 3 มิติของเรือนไม้ ภาพจาก ESA
ไบโอแมส (Biomass) เป็นดาวเทียมขององค์การอวกาศยุโรป (European Space Agency หรือ ESA) ที่มีกำหนดปล่อยวันที่ 29 เมษายน 2025 ด้วยจรวดเวกา ซี (Vega C) มันได้รับการออกแบบมาเพื่อวัดความหนาแน่นของต้นไม้ในผืนป่าก่อนจะนำมาคำนวณชีวมวล (Biomass) สำหรับงานด้านวิทยาศาสตร์และสิ่งแวดล้อมโลก โดยใช้เทคโนโลยีเรดาร์รูรับแสงสังเคราะห์ (Synthetic Aperture Radar หรือ SAR) ด้วยย่านคลื่น P-Band (225-390 MHz) และจานรับ-ส่งสัญญาณขนาดใหญ่ที่กางออกมาได้ที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่ทาง ESA เคยพัฒนาขึ้นมา
การสำรวจป่าผ่านเทคโนโลยี SAR ทำให้เราสามารถมองเห็นหลาย ๆ สิ่งได้มากกว่าแค่จากภาพถ่ายผ่านดาวเทียม เพราะการใช้คลื่นเรดาร์ทำให้ทราบถึงความสูงของพื้นผิวและข้อมูลเฉพาะบางอย่างที่แสงมองไม่เห็น เช่น ความชื้นในดิน เป็นต้น ดาวเทียมไบโอแมสสามารถสร้างภาพความสูงสามมิติโดยใช้วิธีตรวจวัดความสูง 3 กระบวนการคือ SAR แบบแทรกสอด (SAR Interferometric หรือ InSAR) SAR แบบแทรกสอดเชิงโพลาไรซ์ (Polarimetric Interferometric Synthetic Aperture Radar หรือ PolInSAR) และ SAR แบบการสร้างภาพสามมิติ (Tomographic SAR หรือ TomoSAR)
ภาพวาดดาวเทียม Biomass จาก ESA
ด้วยการประสานพลังเทคนิคทั้งสามเข้าด้วยกัน เราจึงสามารถสร้างภาพสามมิติของชั้นเรือนยอดของพื้นที่ป่าครอบคลุมทั่วทั้งโลกด้วยความละเอียดที่สูงมากคือ ความละเอียดในชั้นความสูง 15-20 เมตร บนความละเอียดเชิงพื้นที่ 200 เมตร ซึ่งนับว่าเป็นเทคโนโลยีที่มีความละเอียดสูงมากที่วงโคจรความสูง 666 กิโลเมตรเหนือพื้นโลก
นอกเหนือจากงานการสำรวจป่าไม้ที่เป็นงานหลักของไบโอแมส มันยังสามารถสำรวจทรัพยากรธรรมชาติอื่น ๆ ได้อีก ทั้งการศึกษาธารน้ำแข็ง การสำรวจภูมิประเทศใต้พืชพรรณหนาแน่น หรือแม้แต่การค้นหาแหล่งน้ำใต้ดินในพื้นที่ทะเลทราย การที่ข้อมูลจากเรดาร์สามารถเจาะลึกลงไปใต้ผิวดินบางส่วนได้ ทำให้เกิดโอกาสใหม่ในการสำรวจทรัพยากรธรรมชาติในพื้นที่ที่เข้าถึงยาก และที่สำคัญ ไบโอแมสยังมีส่วนร่วมในโครงการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากการตัดไม้ทำลายป่าและการเสื่อมโทรมของป่าไม้ (Reducing Emissions from Deforestation and Forest Degradation หรือ REDD) ของสหประชาชาติ และช่วยปรับปรุงแบบจำลองระบบโลกในส่วนของปฏิสัมพันธ์ระหว่างผืนป่ากับคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศ ซึ่งเมื่อไบโอแมสทำงานร่วมกับข้อมูลที่ได้จากดาวเทียมดวงอื่น ๆ เช่นเอิร์ธแคร์ (Earthcare) สวอร์ม (SWARM) เอสเอ็มโอเอส (SMOS) หรือไครโอแซต (Cryosat) มันจะยิ่งช่วยทำให้เราสามารถสร้างแบบจำลองของโลกได้มากยิ่งขึ้น
ภาพการตรวจวัดขนาดและความสูงของต้นไม้ในป่า ซึ่งต่อให้ดาวเทียม Biomass สามารถสร้างภาพสามมิติละเอียดแค่ไหน งานของนักพฤกษศาสตร์ในการรังวัดต้นไม้ก็คืองานที่สำคัญมากขึ้นมากกว่าเดิมอยู่ดี ภาพจาก ESA
SAR กำลังเป็นเทคโนโลยีการสำรวจโลกที่ได้รับการพัฒนาเป็นอย่างมากในยุคนี้ ทั้งสามารถใช้ในการตรวจสอบทรัพยากรน้ำในดิน สำรวจป่าไม้ สำรวจการเปลี่ยนแปลงทางธรณี หรือแม้แต่การทำแผนที่ใต้มหาสมุทร มันจึงเป็นเทคโนโลยีที่หลายชาติมหาอำนาจด้านอวกาศ ไม่ว่า สหรัฐอเมริกา ยุโรป ญี่ปุ่น หรือจีน ต้องการพัฒนาเทคโนโลยีนี้เป็นของตัวเอง และยังเป็นเทคโนโลยีที่จะช่วยเพิ่มพูนองค์ความรู้เกี่ยวกับโลกของเราได้ดียิ่งขึ้นอีกด้วย
เรียบเรียงโดย จิรสิน อัศวกุล
พิสูจน์อักษร ศุภกิจ พัฒนพิฑูรย์
อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS
“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech
