Detrekői Ákos

A gömbtől a geoidig - A Föld és az űrkutatás

Az embereket évezredek óta érdekli lakóhelyük, a Föld. Már az ókorban is tettek fel ilyen kérdéseket: Milyen alakja van a Földnek? Mi található a Föld felszínének valamelyik pontjában? Az űrtechnika kialakulása előtt feltett kérdésekre a szakemberek (geodéták, térképészek) a Föld felszínén végzett mérések segítségével válaszoltak. Az űrtechnika kialakulása alapvetően megnövelte a Föld alakjával kapcsolatos ismereteinket. Ezek az ismeretek nemcsak tudományos szempontból érdekesek, hanem megjelennek mindennapi életünkben is - gondoljunk például a meteorológiai célú űrfelvételekre vagy a korszerű járműnavigációs rendszerekre. Az előadás a Föld alakjáról és felszínéről az űrtechnika segítségével nyert legújabb ismereteket mutatja be.

I. Bevezetés: a Földdel kapcsolatos ismeretek
A geodézia a Föld alakjával, méretével foglalkozó tudomány. A hagyományos, "földhözragadt" vizsgálódásokat a repülés, majd az űrtechnika forradalmasította. A Földet vizsgálva különbséget teszünk a Föld fizikai alakja és az elméleti alakok között. Az elméleti Földalakok a Földet matematikai függvényekkel leíró modellek, amelyek tükrözik a Föld geometriai, fizikai jellemzőit.

II. Az elméleti Földalakkal kapcsolatos elképzelések fejlődése
A Föld elméleti alakjával kapcsolatos elképzelések az idők folyamán fokozatosan változtak.

1. A gömb
Az ókori Görögországban a Földet gömb alakúnak képzelték el.

2. A forgási ellipszoid
A felvilágosodás korában még mindig geometriai alakzatnak, forgási ellipszoidnak tekintették.

3. A geoid
A jelenlegi legkorszerűbb elméleti Földalak a geoid, amely jó közelítésben a nyugalomban lévő tengerszinttel egyezik meg. Ez az elméleti Földalak már a Föld fizikai sajátosságait is figyelembe veszi.

III. Az elméleti Földalak meghatározása űrtechnikai eszközökkel
A mesterséges holdak elterjedése jelentősen megnövelte a Föld alakjával kapcsolatos ismereteinket. A Föld alakjára egyrészt a mesterséges holdak pályaelemeinek méréséből, a pályák rendellenességeiből következtethetünk. Másrészt léteznek olyan speciális műszerek, amelyekkel közvetlenül mérhető a tenger felszíne. Az űrtechnikai eszközök lehetővé teszik a Földalak változásainak vizsgálatát is.

IV. A fizikai Földalak klasszikus meghatározása és ábrázolása
A Föld fizikai alakját hagyományosan földi mérésekkel, a repülőgépek elterjedése óta pedig légi felvételek alapján határozhatjuk meg. A Föld felszínét arányosan kicsinyítve, vonatkozási felületekre vetítve térképeken ábrázolják. A térképek speciális fajtái a légi fényképekből előállított ortofotók, amelyek egyesítik a képi tartalmat a hagyományos térképek geometriai pontosságával.

V. A fizikai Földalak meghatározása űrtechnikai eszközökkel
A Föld fizikai felszínének meghatározására az űrtechnikai eszközök két típusa használható.

1. Helymeghatározó (navigációs) rendszerek
Ezekkel az eszközökkel a felszín jellegzetes pontjainak, vonalainak helyzete határozható meg. Ide tartozik például a GPS.

2. A távérzékelés
Az űrből készített képek készülhetnek meteorológiai, erőforrás-kutatási, térképészeti és katonai céllal. A különböző célú rendszerek technikai jellemzői (például a geometriai felbontásuk) jelentős mértékben eltérnek egymástól.

VI. Az adatok rendszerezése, megjelenítése és a fejlődés útjai
A számítógépes korban az analóg térképek helyére térinformációs rendszerek lépnek, amelyek a helyhez kapcsolódó adatok gyűjtésére, tárolására, elemzésére és megjelenítésére szolgálnak. Ez az űrtechnika újabb és újabb vívmányaival együtt napról napra bővíti a geodéziai ismereteket. Elképzelhető, hogy a Föld egészének alakját nem is olyan soká centiméter pontossággal megismerjük.

Tovább