المرأة التي جلبت لنا العالم

قبل نصف قرن من الزمان ، اخترعت Virginia Tower Norwood '47 أول ماسح ضوئي متعدد الأطياف لتصوير الأرض من الفضاء. يقوم Landsat 1 وخلفاؤه بمسح الكوكب بشكل مستمر منذ ذلك الحين.



29 يونيو 2021 فيرجينيا نوروود

ميشيل جروسكوف

لو استمعت فيرجينيا تاور نوروود إلى مستشار التوجيه بالمدرسة الثانوية ، لكانت أصبحت أمينة مكتبة. أظهر اختبار كفاءتها قدرة رائعة على التعامل مع الأرقام ، وفي عام 1943 ، لم يستطع التفكير في طريقة أفضل لشابة لاستخدام هذه المهارات. لحسن الحظ ، لم يكن نوروود يعاني من نفس الافتقار إلى الخيال. المخلص في صف مدرستها الثانوية في فيلادلفيا ، كانت منذ فترة طويلة تلتهم الألغاز المنطقية وتضع قاعدة الشريحة التي أعطاها والدها لها في سن التاسعة للاستخدام الجيد. تجاهلت نوروود نصيحة مستشارها وتقدمت بطلب إلى معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا.





لقد أصبحت مخترعة رائدة في المجال الجديد لتصميم هوائي الميكروويف. لقد صممت جهاز الإرسال لمهمة استطلاعية للقمر مهدت الطريق لهبوط أبولو. وقد تصورت وقادت عملية تطوير أول ماسح ضوئي متعدد الأطياف لتصوير الأرض من الفضاء - الأول في سلسلة من الماسحات الضوئية القائمة على الأقمار الصناعية والتي ظلت تصور العالم باستمرار لما يقرب من نصف قرن.

إذا نظرنا إلى الوراء ، كما تقول ، لم تفكر أبدًا في مهنة علم المكتبات: لا يمكنني التهجئة.

أفضل مدرسة في العالم

فيرجينيا تاور نوروود في غرينتش خلال سنتها الثانية أو الثالثة في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا.



بإذن من فيرجينيا نوروود

عقدت معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا دروسًا على مدار العام خلال الحرب العالمية الثانية ، لذلك وصلت نوروود إلى كامبريدج في صيف عام 1944 ، بعد فترة وجيزة من تخرجها من المدرسة الثانوية. اعترفت الخريجة التي أجرت معها مقابلة أنه لم يقابل امرأة من قبل (وأخبرتها أنها كانت أقل رعباً من نساء معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا الذي كان يعرفه) ، لكنها لم ترتدع عندما وجدت نفسها واحدة من حوالي اثنتي عشرة امرأة فقط. النساء في صفها. ثم لم يكن لدى معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا مساكن للنساء ، لذلك استأجرت غرفة في شقة في سنترال سكوير ، مشيًا إلى الحرم الجامعي في أيام لطيفة أو استقل ترام Mass. Ave. لنيكل في الطقس السيئ. يسمح للنساء بتناول العشاء في صالات الطعام الخاصة بالمهجع فقط كضيوف على الطلاب الذكور ؛ غالبًا ما كانت تعتمد على الخبز المحمص وشرائح الطماطم.

بصفتها الابنة الكبرى لضابط في الجيش ، كانت نوروود تمارس التجذر أينما وجدت نفسها. لقد عاشت في بنما (حيث شاهدت أكبر قارب في العالم يشق طريقه عبر القناة) ، في أوكلاهوما (حيث انضمت إلى فرقة فتيات الكشافة على ظهرها) ، وفي برمودا. عندما أعيدت عائلات الجيش إلى البر الرئيسي بعد بيرل هاربور ، كانت قد التحقت بخمس مدارس ثانوية مختلفة. في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، وجدت طريقها سريعًا إلى مكان مخصص للنساء في المعهد ، غرفة تشيني - جناح يتضمن مطبخًا ، ومكتبًا به عدد قليل من المكاتب ، وثلاثة أسرة ، ودش ، وخزائن للكتب ، وغرفة معيشة كبيرة ورائعة. مع بيانو كبير. هناك ، كانت المجموعة الصغيرة من نساء معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا تتجمع للحديث والدراسة والطهي.

برج فرجينيا نوروود بدور Birdie في إنتاج MIT Dramashop لـ الثعالب الصغيرة .

بإذن من فيرجينيا نوروود

على الرغم من صدمتها عندما علمت أن جميع زملائها في الفصل تقريبًا كانوا أيضًا من المخلصين أو المتفوقين ، إلا أنها كانت مستعدة جيدًا لدرجة أنها أخذت خمس دورات بدلاً من الدورات الأربعة المعتادة لعدة فصول دراسية. تقول ، لم أعمل في سنتي الأولى أو نحو ذلك. كان الاستماع في الفصل والقيام بمجموعات p كافيًا ، مما ترك الكثير من الوقت لاستكشاف بوسطن والتجول في حدائقها والتواصل الاجتماعي.



نظرًا لوجود نقص في عدد النساء ، كان بإمكاننا الحصول على موعد كل ليلة إذا أردنا ذلك ، كما تقول ، مضيفة أن زميلًا واحدًا يفخر بنفسه لأنه واعد عمليا كل امرأة في فصلنا. كونها في ما تسميه بحرًا من الرجال جعلها تتألق في الأدوار في إنتاجات Dramashop ( أهمية أن تكون جادًا و الثعالب الصغيرة بينهم). لكنها قد تجعل الحياة محرجة أيضًا ؛ الأستاذ الذي كان يتفحص الفصل الدراسي بشكل روتيني أثناء محاضرته سيجد حتما أن نظرته تستقر على ساقي نوروود ، ويهز نفسه ، ويعيد اكتساحه للغرفة. والمرات التي سُمح فيها للنساء بالسباحة ثلاث مرات في الأسبوع في مسبح معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، كان الرجال يرتدون ملابس السباحة على مضض.

(الغريب أن النساء في المعهد يمكن أن يكونن بطريقة ما غير مرئيات كما كن واضحًا. بعد سنوات ، كان نوروود يلتقي بخريجين من عصرها ادعوا أنه لم يكن لديهم أي فكرة عن أن معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا مختلط).

في ولايتها الرابعة ، وجدت نوروود نفسها أخيرًا في فصل دراسي لم يكن سهلاً. بعد معاناتها في الفيزياء وحصولها على معدل متوسط ​​، تخلت عن شتاء عام 1946 وعلمت نفسها المادة من خلال حل كل مشكلة في الكتاب المدرسي. عادت إلى معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في ذلك الربيع ، وشاركت في شقة من غرفتي نوم في Bexley Hall مع ثلاث نساء أخريات ، وأخذت جميع فصول الدراسات العليا في آخر أربعة فصول دراسية.

تقول: أعتقد أنني حصلت على تعليم جيد جدًا في الرياضيات والفيزياء. حتى أنها حصلت على فرصة للدراسة مع عالم الرياضيات الشهير Dirk Struik ، الذي لم يقم عادةً بتدريس الطلاب الجامعيين ، ولكن بعد الضغط عليه للعمل لفيزياء الطلاب الجدد أثناء الحرب ، سيفتح الكتاب المدرسي ويقول ، الآن ماذا يريد قسم الفيزياء أن أدرسه انت اليوم؟ أخذت معه أيضًا دورة في القراءة على مستوى الدراسات العليا في الهندسة التحليلية. تقول ، كنا نظن أننا في أفضل مدرسة في العالم. وحصولها على درجة علمية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا - وهي حقيقة من شأنها أن تفاجئ العديد من الزملاء - منحها الثقة لأنها كانت تعمل في مهنة تكون فيها الرياضيات والفيزياء أمرًا أساسيًا وندرة النساء.

بحث عن عمل مجنون

في اليوم التالي لحصولها على درجة البكالوريوس في الرياضيات ، تزوجت من لاري نوروود ، مدرس حساب التفاضل والتكامل في الفصل الثالث ورئيس نادي الرياضيات بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، والذي كان وقتها طالبًا متخرجًا في جامعة ييل. سرعان ما أصبح واضحًا أن عددًا قليلاً من أصحاب العمل المحتملين سيوظفون عالمة رياضيات. في مقابلة مع شركة Sikorsky Aircraft ، قوبل طلبها للحصول على راتب P1 - الذي يُمنح لأدنى رتبة مهنية في الخدمة المدنية - بالريبة. لم تدفع الشركة أبدًا للمرأة بهذا القدر من المال. عندما طُلب منها التعهد بعدم الحمل إذا تم تعيينها في معمل طعام ، سحبت طلبها. خلال ثلاث مقابلات في Remington ، أوضحت رؤيتها لكيفية قيام عالم رياضيات في فريق العمل بتحسين عمليات شركة الأسلحة. اتصلت مديرة التوظيف لتقول إنها أقنعتهم أنها كانت فكرة رائعة - وأنهم سيبحثون عن رجل لشغل هذا المنصب. كان نوروود خارجًا عندما وردت المكالمة ؛ نقل المدير شكره لزوجها.

صورة عام 2001 تم التقاطها بواسطة لاندسات 7 من الرمال وقيعان الأعشاب البحرية التي نحتتها المد والجزر والتيارات البحرية في جزر الباهاما.

USGS / ناسا لاندسات

صورة من لاندسات لخزان مياه في أوزبكستان قبل حوالي أسبوع من كسر الجدار الغربي للسد في عام 2020 ، مما أدى إلى إغراق القرى المجاورة والأراضي الزراعية.

USGS / ناسا لاندسات

في حاجة ماسة إلى بعض الدخل لتكملة أجر المعلم الضئيل لزوجها ، قامت ببيع البلوزات في متجر صغير في نيو هافن - وهي وظيفة كانت متأكدة أنها لن تحصل عليها لو كشفت عن شهادتها في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ظلت نوروود ثابتة خلال تدريب مكثف على كيفية قراءة مخطط ضريبة المبيعات وتحدت نفسها من خلال تدقيق فصول الرياضيات المتقدمة في جامعة ييل. وقد تحملت بيع البلوزات المزخرفة (فضلت الملابس المصممة خصيصًا) حتى تم تعيينها أخيرًا لتدريس الحساب التجاري في كلية التجارة جونيور في نيو هافن.

كان تدريس الرياضيات خطوة في الاتجاه الصحيح ، ولكن مهنة نوروود الحقيقية لم تبدأ إلا بعد أن دعاها أحد أصدقاء العائلة لزيارة مختبرات فيلق إشارة الجيش الأمريكي في نيوجيرسي. عندما عُرضت عليها هي وزوجها وظائف في مختبر Evans Signal Lab في عام 1948 ، اغتنما الفرصة.

تتبع الريح

تم تخصيصه لمجموعة رادار الطقس في المختبر تمامًا كما بدأ استخدام الرادار في علم الأرصاد الجوية ، وطُلب من نوروود تطوير عاكس رادار لبالونات الطقس حتى يمكن استخدامها لتتبع الرياح على ارتفاعات عالية.

تجلس وتفكر في مشكلة ، كما تقول ، والحلول تأتي إليك بعد فترة. لقد استقرت على تصميم يضم أقراصًا (مطلية بالفضة أو مصنوعة من قماش معدني) تتقاطع لإنشاء سلسلة من الزوايا العاكسة. سوف يدور الجهاز ، المعلق على دوارات الصيد ، في مهب الريح ، مما ينتج عنه إشارة نابضة مميزة يمكن تتبعها بواسطة الرادار. أخيرًا ، يمكن لعلماء الأرصاد الجوية أن يحسبوا بدقة سرعة الرياح فوق 100000 قدم - تقريبًا الارتفاع الذي تنفجر فيه بالونات الطقس. وقد جعل هذا العمل الفذ التنبؤ بالطقس على المدى الطويل ممكنًا لأول مرة. تم تسجيل براءة اختراع الجهاز ، الذي صممه نوروود في سن 22 عامًا.

نوروود في رادار كاشف العاصفة في مختبرات فيلق الإشارة بالجيش الأمريكي ورسومات عاكس الرادار الحاصل على براءة اختراع لبالونات الطقس التي صممتها لفيلق الإشارة. في عام 1966 ، أرسل مساح ناسا (الصورة اليمنى) الصورة على يسار صخرة قمر إلى الأرض على جهاز إرسال نوروود.

ناسا؟ JPL (الصخور) ، مجاملة من فيرجينيا نوروود ؛ ناسا / مختبر الدفع النفاث (مساح) ؛ NORWOOD عبر براءات الاختراع (المخططات)

لم يمض وقت طويل على الانتهاء من هذا المشروع ، وكان أعضاء المختبر يناقشون كيفية تصميم أبراج القياس عن بعد لمجموعة اختبار الصواريخ التي يتم تطويرها في كيب كانافيرال في فلوريدا. قال شخص ما في المختبر ، 'أوه ، لنجعلها بطول 1000 قدم.' كنت في الاجتماع وقلت ، هل تعرف كم يبلغ ارتفاع برج إيفل؟ 'تتذكر ، مندهشة أن زميلها كان يقترح بشكل تعسفي أبراجًا تقريبًا ارتفاع. كان من المفترض أن يتم بناء أحدها على بعد مئات الأميال من الشاطئ ، وأدرك نوروود أن بناء مثل هذا البرج سيكون مكلفًا - وعرضة للأعاصير.

لمعرفة مدى ارتفاع الأبراج بالضبط ، احتاج نوروود إلى بيانات تاريخية عن الرياح ودرجة الحرارة. تم إرسال العديد من الزملاء الذكور إلى واشنطن العاصمة للحصول عليها ، لكنهم عادوا خالي الوفاض. ذهبت نوروود بنفسها والتقت بفرانسيس ويدون ، عالمة الأرصاد الجوية التابعة لفيلق الإشارة الأمريكي والتي رفضت الكشف عن بياناتها. اتضح أن Whedon حصلت على درجة MIT في علم الأرصاد الجوية في عام 1924. كانت فظة للغاية مع الرجال ، لكنها تأثرت بي ، كما تقول نوروود ، التي سرعان ما حصلت على تصريح لزيارة الأرشيفات التي تحتوي على سجلات الطقس المقلمة لـ Whedon.

حسب نوروود أن الأبراج يجب أن تكون بارتفاع 100 قدم فقط. كانت تقول إنهم كانوا عازمين على صنع قطعة يبلغ ارتفاعها 1000 قدم. شرعت في إثبات من خلال البيانات أنه يمكنهم التوافق مع كونها أقصر. تم بناء الأبراج بالارتفاع الذي أوصى به نوروود واستخدمت لاختبارات الصواريخ في الخمسينيات والستينيات من القرن الماضي.

تعلم التجارة

على الرغم من حصولها على براءة اختراع لواحدة من مهامها الأولى في رادار الطقس ، تقول نوروود إنها قامت بعمل أكثر أهمية عندما انتقلت إلى مجموعة الهوائيات. كان Signal Corps مهتمًا باستكشاف أنواع مختلفة من هوائيات الرادار ، بناءً على تقنية رادار الميكروويف التي تم تطويرها في مختبر الإشعاع بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا والتي أثبتت فائدتها خلال الحرب العالمية الثانية. بحلول أوائل الخمسينيات من القرن الماضي ، كانت مجموعة الهوائيات في إيفانز من بين الأماكن القليلة الرائدة في تطوير أجهزة الإرسال والهوائيات التي تستخدم الموجات الدقيقة بأطوال موجية قصيرة بشكل متزايد ، واكتشاف كيفية تطبيق هذه التكنولوجيا. في تلك المجموعة ، سيحصل نوروود على براءة اختراع ثانية لهوائي تتبع روائي - وسري منذ فترة طويلة. (لم يكن من الضروري أن تدور خلاصته لتتبع الإشارة الواردة ؛ بدلاً من ذلك ، استخدم الاستقطاب لتحديد زاوية الإشارة واتجاهها). . كما يقول نوروود ، تعلمت حرفة.

في عام 1953 ، ذهبت هي وزوجها إلى كاليفورنيا ، وسرعان ما حصلت على وظيفة في مختبرات الدفاع الإلكترونية Sylvania وأنشأت نطاق اختبار الهوائي الخاص بها ، وحصلت على المعدات من Bill Hewlett و SM '36 و Dave Packard. بعد حوالي عام ، انتقلت هي وزوجها وابنتها الرضيعة إلى لوس أنجلوس ، حيث انضمت إلى مختبر الهوائي في Hughes Aircraft ، لتصبح المرأة الوحيدة من بين حوالي 2700 رجل في مختبرات البحث والتطوير التابعة للشركة. ذهبت للعمل مع Lester Van Atta ، الذي أجرى أبحاثًا رائدة في مجال الرادار في MIT Rad Lab في الأيام الأولى من الحرب وأدارت واحدة من أفضل ملابس الهوائيات في البلاد ، حسب قول نوروود. لقد بنينا بعض الهوائيات الشيقة للغاية - يمكنني إخباركم عن بعضها.

فيرجينيا نوروود 1963

نوروود ، مرتدية الفأر النحاسي ، تمارس قاعدة الانزلاق في عام 1963.

بإذن من فيرجينيا نوروود

في أحد تلك المشاريع التي رفعت عنها السرية الآن ، صممت هوائيًا لنظام يحدد الأصدقاء والأعداء. يتعين على IFF ، كما هو معروف ، أن تلتقط إشارة مميزة ترسلها جميع الطائرات الأمريكية لمنع الطائرات الحربية من إسقاط أحدها. لكن كان عليها أن تتأكد من أن هوائي IFF لن يحجب هوائيًا آخر أكبر مثبتًا خلفه - هوائي للمراقبة لمسافات طويلة يمسح الأفق بحثًا عن طائرات أو صواريخ معادية. تحمل هيوز الآن براءة اختراع للهوائي ثنائي القطب المطوي على شكل حرف S الذي توصلت إليه. أعتقد أنها نجحت ، كما تقول ، نصف مازحة. تعد تقنية التعرف على الصديق أو العدو أمرًا حيويًا لدرجة أن تطوير مكوناته تم تقسيمه للتأكد من عدم معرفة أي شخص للنظام بأكمله.

إدارة أجهزة الميكروويف (والرجال)

في عام 1957 ، تم اختيار نوروود لقيادة مجموعة الميكروويف لمختبر الصواريخ التابع للشركة. لكن لم يكن الجميع مسرورًا برؤية امرأة تتقدم في الرتب في هيوز. بصفتها أول امرأة تنضم إلى الطاقم الفني ، فقد مُنعت في البداية من الحصول على تصريح لوقوف السيارات في ساحة انتظارها لأن الرجال فقط توقفوا هناك. أخبرها أحد الزملاء ذات مرة أن النساء - خاصة من لديهن أطفال - يجب ألا يعملن في المختبرات. (كانت نوروود تقلع لمدة ثلاثة أيام فقط عندما ولد ثاني أطفالها الثلاثة ، في عام 1959.) والآن بعد أن أصبحت مسؤولة عن هوائيات الميكروويف والدوائر للصواريخ ، استقال رجل ، قائلاً إنه لا يريد العمل في امرأة - أو لشركة غبية بما يكفي لوضع امرأة في هذا الدور. (عاد إلى هيوز بعد عدة سنوات وطلب العمل في مجموعة نوروود ، فقالت لا.)

نوروود مع زملائه في هوائي هيوز في عام 1956 ؛ هوائي على براءة اختراع صممت ؛ مع إثيلوين بيكورا ، زوجة وليام بيكورا بطل لاندسات ، بعد فوزها بجائزة بيكورا عام 1979 لمساهمتها في فهم الأرض من خلال الاستشعار عن بعد.

بإذن من فيرجينيا نوروود

في معمل الصواريخ ، طورت هي ومجموعتها هوائيات لمساعدة صواريخ فالكون على الوصول إلى أهدافها. صمم نوروود أيضًا جهاز الإرسال وجهاز استقبال الميكروويف لأول قمر صناعي للاتصالات في العالم. في عام 1963 ، جعلت Syncom 2 - اختصارًا للاتصال المتزامن - أول اتصال عبر الأقمار الصناعية ثنائي الاتجاه بين رؤساء الدول عندما اتصل الرئيس كينيدي في واشنطن برئيس الوزراء النيجيري أبو بكر تافاوا باليوا على متن سفينة أمريكية في لاغوس هاربور. بعد مرور عام ، تم استخدام Syncom 3 لبث أولمبياد طوكيو عام 1964 إلى الولايات المتحدة.

إرسال البيانات من القمر

بينما كانت ناسا تستعد لإرسال أول رجل إلى القمر ، احتاجت إلى جهاز استكشافي يمكنه الإبلاغ عن مدى ملاءمة موقع الهبوط المقترح. يتذكر نوروود أنهم لم يريدوا أن يسقط الرجل في صدع في القمر.

كانت أجهزة الاستطلاع السابقة قد أرسلت صورًا لاقترابها من القمر ، لكن كل واحدة تحطمت عند الهبوط ، مما جعلها عديمة الفائدة لفحص السطح. كان هناك جدال كبير حول ما كان تحت الطبقة العليا من القمر ، وهو كل ما رأيناه ، كما يقول نوروود. كان لدى الناس أكثر الأفكار غرابة حول ما يمكن أن يكون هناك. وتقول ضاحكة إن النظرية القائلة بأنها مصنوعة من الجبن الأخضر ربما كانت واحدة من أكثر النظريات منطقية. حتى أن البعض اعتقد أن القمر قد يكون صدفة مجوفة. لم توافق ناسا على هذه النظريات ، لكنها احتاجت إلى مركبة يمكنها النجاة من الهبوط حتى تتمكن من التقاط صور على السطح ، وتجميع عينة من التربة ، وتحليلها.

عندما عالجت مجموعة أخرى في هيوز مشكلة تحقيق هبوط سلس ، فإن التحدي المتمثل في التأكد من أن المسبار ، المعروف باسم Surveyor ، يمكنه تلقي الأوامر وإرسال الصور والبيانات إلى الأرض ، سقط على Norwood ومجموعة الميكروويف الخاصة بها. بعد أن ابتكرنا طرقًا لربط أجهزة إرسال وهوائيات صغيرة وخفيفة الوزن بين الزعانف الدقيقة للصواريخ ، اعتدنا أن نكون مقيدين للغاية من حيث المساحة والوزن ، كما تقول. لذلك كنا من الواضح أننا نمنح هذه الوظيفة.

في الواقع ، صممت بنفسها جهاز الإرسال الذي يرسل جميع بيانات المساح إلى الأرض. كما أشرفت على تصميم هوائي النظام ، والذي وصفته بأنه حداثة كاملة في ذلك الوقت. مجموعة مستوية موفرة للمساحة بدلاً من القطع المكافئ المنحني النموذجي ، يتم طيها بشكل مضغوط للطيران ثم فتحها على القمر. تم توصيله بلوحة شمسية تحصد الطاقة لتشغيل جميع أنظمة الهبوط على سطح القمر.

تم إطلاق مساح في 31 مايو 1966 ، ويتذكر نوروود ، الذي انتقل في ذلك الوقت إلى ما سيصبح قسم أنظمة الفضاء ، أنه كان في هيوز ويشاهد الشاشات مع تغذية فرعية تظهر مركز القيادة في مختبر الدفع النفاث (JPL) عندما وصلت صعدت صرخة كبيرة عندما أكد فريق مختبر الدفع النفاث - بفضل معدات الاتصالات التي صممها نوروود وفريقها - أن سيرفيور قد هبط على حاله. عندما تم فك تشفير الإشارات التي أرسلها سيرفيور عبر جهاز إرسال نوروود إلى بيانات وصور ، تمكنت ناسا من تأكيد أن الموقع سيكون صعبًا ومستويًا بدرجة كافية لهبوط مركبة مأهولة.

الاستعداد لالتقاط صورة عن قرب للأرض

في غضون أشهر من إطلاق Surveyor ، بدأ Norwood في التفكير في مشروع لا علاقة له بالأسلحة أو استكشاف الفضاء - مشروع لا يتضمن التعامل مع البيانات السرية. تقول إنه ليس من الممتع الذهاب إلى ما يسمى بالحجرة السوداء حيث يتعين عليك وضع عملك في خزانة في كل مرة تخرج فيها من الغرفة.

كانت تعرف أن وكالة ناسا والمسح الجيولوجي الأمريكية كانا يتحدثان عن بناء قمر صناعي لمراقبة الأرض ومراقبة مواردها. باستخدام القمر الصناعي ، يمكنك الصعود إلى قمم الجبال وجميع الأماكن التي يرغب الجيولوجيون في معرفتها ولم يكن لديهم بيانات عنها ، على حد قولها. كانت ناسا تخطط لتجهيز القمر الصناعي بكاميرات شعاع العودة (RBV) وهي كاميرات تلفزيونية مماثلة لتلك المستخدمة في مهمات القمر. كانت الفكرة هي التقاط صور تناظرية ذات إطار متجمد للأرض باستخدام ثلاثة RBVs مع مرشحات مختلفة لتسجيل المقاطع الخضراء والأحمر والأشعة تحت الحمراء القريبة من الطيف الكهرومغناطيسي.

لكن نوروود اعتقد أن الماسح متعدد الأطياف (MSS) يمكن أن يكون أكثر فائدة. سيكون مثل هذا الماسح الضوئي قادرًا على التقاط الضوء المرئي وغير المرئي وفرزه إلى أكثر من ثلاثة نطاقات طيفية ، مما يخلق كنزًا من المعلومات. مجموعة واحدة ، على سبيل المثال ، من شأنها أن تسمح بدراسة نوعية المياه ؛ آخر يكشف قوة المحاصيل. ثلث يمكن أن يظهر امتصاص الكلوروفيل ؛ يمكن استخدام البعض الآخر لتحديد رطوبة التربة أو كثافة كتلة الثلج.

في الواقع ، كان المهندسون الزراعيون قد أرسلوا بالفعل مقاييس طيفية في الطائرات لجمع مثل هذه البيانات على عينات من الحقول. لكن ماسح الأقمار الصناعية من شأنه أن يجمع الصور على أساس مستمر ، مما يسمح للمهندسين الزراعيين بمراقبة عدد الأفدنة من محاصيل معينة بدقة ، من المحتمل أن تنمو في أي مكان في العالم. يمكن لأصحاب الأشجار اكتشاف العلامات المبكرة للمرض واللفحة في الأشجار واتخاذ الإجراءات قبل انتشارها. أولئك الذين يديرون السدود ومستجمعات المياه سيكون لديهم تغذية منتظمة للبيانات عن رطوبة التربة والفيضانات. يمكن لمديري التعداد تتبع مدى سرعة تحضر الأراضي البرية والزراعية ، ويمكن لخبراء الاقتصاد قياس الازدهار الاقتصادي النسبي للأحياء من خلال مقارنة مدى مساحتها الخضراء.

علاوة على ذلك ، سيكون الماسح رقميًا. ستلتقط أجهزة الكشف الخاصة به وحدات بكسل فردية ، يمثل كل منها مساحة تقارب حجم ملعب كرة القدم. سيتم تجميع وحدات البكسل معًا لتشكيل سطور من البيانات التي يمكن بعد ذلك تجميعها لتشكيل الصور سطرًا بسطر. يمكن تحليل الصور الرقمية باستخدام أجهزة الكمبيوتر ، ويمكن مقارنة البيانات المأخوذة من نطاقات طيفية مختلفة - مما يوفر دقة أكبر بكثير من التحليل المرئي للصور التناظرية. وهذه القدرة على تحليل البيانات الطيفية جعلت من الممكن تحديد المواد التي يتم تصويرها. على سبيل المثال ، ستبدو حقول القمح والذرة متشابهة من الفضاء ولكن يمكن تمييزها بتوقيعاتها الطيفية الفريدة. بدت الاستخدامات الممكنة لماسحة ضوئية متعددة الأطياف لا حصر لها.

نوروود ووزير العمل جيمس هودجسون يناقشان كيفية عمل الماسح متعدد الأطياف من لاندسات في مؤتمر في عام 1972.

بإذن من فيرجينيا نوروود

عرضت نوروود فكرتها على كبار المسؤولين في هيوز وحصلت على 100000 دولار لتطوير نموذج أولي لعرضه على وكالة ناسا.

التقت بالمستخدمين المحتملين لمعرفة أنواع البيانات التي يحتاجون إليها ، وركزت على النطاقات الطيفية الستة التي ستكون مفيدة للغاية. ثم شرعت في تصميم نظام يمكنه تصوير تلك النطاقات بكفاءة وترحيل البيانات إلى الأرض.

قررت وكالة ناسا أن القمر الصناعي سيدور حول القطبين على ارتفاع 500 ميل بحري. أثناء انتقاله من الشمال إلى الجنوب أثناء دوران الكوكب تحته ، سيحتاج ماسح نوروود إلى تسجيل الضوء المنعكس من شريط قطري من الأرض بعرض 100 ميل بحري. مع كل مدار ، كانت الأرض ستدور ، وسيتم اصطفاف شريط جديد بطول 100 ميل بحري للمسح. على مدار 18 يومًا ، كان من الممكن مسح الكوكب بأكمله - ثم تتكرر العملية برمتها. سيكون الماسح الضوئي دائمًا في نفس العلاقة مع الشمس عند كل خط عرض ، لذلك ستكون الإضاءة متسقة عند تجميع الشرائط معًا.

أدرك نوروود منذ البداية أن الماسح الضوئي لا يمكنه تحمل التآكل الناتج عن الحركة ذهابًا وإيابًا لالتقاط عرض الشريط. لذلك خطرت لها فكرة استخدام مرآة تدور ذهابًا وإيابًا لتعكس الضوء فيها. سيتم ترشيح الضوء الوارد إلى النطاقات الطيفية الستة ، ثم يتم توجيهه إلى أجهزة الكشف المنفصلة لكل نطاق. لمواكبة سرعة المدار ، سيحتاج الماسح الضوئي إلى التقاط ستة خطوط في كل مرة ، لذلك يحتاج كل نطاق طيفي إلى ستة أجهزة استشعار. سيتم رقمنة بيانات المستشعر وإرسالها إلى محطات الاستقبال على الأرض ، حيث يمكن فك تشفيرها إلى صور لكل نطاق طيفي أو دمجها حسب الحاجة لإنشاء صور مركبة.

كان نوروود مصرا على أن تدفق البيانات يجب أن يكون رقميًا. لدى ناسا تحفظات جدية ، تشكك في أن بيانات MSS المكونة من ستة بتات يمكن أن تنتج صورًا عالية الجودة. لكنها كانت تعلم أن الإشارة التناظرية المستمرة سيكون من الصعب معالجتها بدقة. إن التحول الرقمي سيجعل من الممكن معايرة مستويات الفوتون من كل مستشعر بدقة شديدة. وتريد أن تكون دقيقة ، كما تقول: وإلا ستصاب بفوضى مخططة عندما يتم إعادة بناء البيانات في صور. لذلك عملت مع زميل في الميكروويف في Hughes لمعرفة أفضل طريقة لرقمنة بيانات المستشعر. كما صورت MSS الولايات المتحدة ، سيتم نقل البيانات إلى المحطات الأرضية الأمريكية في الوقت الحقيقي ؛ سيتم تخزين صور بقية العالم على شريط فيديو حتى يتم بثها إلى المحطات الأمريكية. (لاحقًا ، سيتم إنشاء محطات أرضية حول العالم).

في النهاية ، أخبرها مسؤولو ناسا لاحقًا ، أن بيانات MSS ستكون أول بيانات يتم إرسالها رقميًا من الفضاء. وسيضع معيارًا للاستشعار الكمي عن بُعد في المستقبل.

لإنشاء إعداد المرآة المحورية ، اتصل نوروود بـ Web Howe ، المخترع المقيم في Hughes. عاد Howe بتصميم مبتكر مستفيدًا من الجاذبية المنخفضة في الفضاء ؛ سوف تتأرجح المرآة المحورية ذهابًا وإيابًا حيث تصطدم حوافها بمصدات على كلا الجانبين. مع عدم وجود قوى خارجية على المرآة - في الفضاء ، ستكون عديمة الوزن ولا تواجه أي مقاومة للهواء - فإن القصور الذاتي سيبقي المرآة تدق ذهابًا وإيابًا بين المصدات بمعدل ثابت يزيد عن 13 مرة في الثانية. في كل مرة تتأرجح في اتجاه واحد ، ستلتقط المستشعرات من الضوء المنعكس ستة خطوط أخرى من البيانات لكل نطاق طيفي ، مواكبة للقمر الصناعي أثناء تحركه جنوبًا. وفي كل مرة تتأرجح فيها المرآة للخلف ، تلتقط الضوء من مصباح معايرة.

لقد فهمت نوروود تألق تصميم Howe ، لكن كان عليها إقناع الكثير من الرافضين أنه سينجح. هيوز تقول إن الناس كانوا في الأساس من الإلكترونيات. وارتجفوا من فكرة هذه المرآة الميكانيكية.

إذا كان البعض في هيوز متشككًا ، فإن العديد من الباحثين في هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية ووكالة ناسا كانوا مقتنعين بأن MSS لا يمكن أن تقدم بيانات مفيدة. كانوا جميعًا على دراية بكاميرات تلفزيون vidicon المستخدمة في مساح وبعثات أبولو المبكرة واعتادوا على الصور التناظرية كاملة الإطار التي التقطوها. لقد رفضوا فكرة إطلاق جهاز ميكانيكي غير مختبَر يمسح سطراً بخط سطراً - واعتمدوا على مرآة مطرقة من بين كل الأشياء. استمر الجدل حول أي نظام يجب أن يسود لأكثر من عام. كان صانعو الخرائط مثلي متشككين جدًا من الماسح متعدد الأطياف ، الذي لا يمكننا تصديق أنه سيكون له تكامل هندسي ، كما اعترف رسام الخرائط في USGS ألدن كولفوكوريسيس لاحقًا.

الوحيدون الذين كانوا متشككين حقًا الذين واجهتهم لم يفهموا حقًا كيف يعمل. يقول نوروود إنهم كانوا يعلمون أن هناك مرآة تدق. لقد شعروا فقط أن هذا كان فظًا جدًا. لحسن الحظ ، أضافت ، كان عليها فقط إقناع إدارتها العليا - وكانوا جميعًا أشخاصًا أذكياء جدًا.

عندما طلبت وكالة ناسا تخفيض حجم الماسح الضوئي ووزنه ومتطلبات الطاقة ، قامت نوروود وفريقها بتقليص التصميم من ماسح ضوئي بست نطاقات إلى واحد بأربعة نطاقات. كان النموذج الأولي ، الذي يبلغ قياسه 89 × 59 × 40 سم ، يحتوي على مرآة بيضاوية مقاس 9 × 13 بوصة (مصنوعة من البريليوم بحيث يمكنها تحمل الضجيج وعدم الالتواء أو الاهتزاز) والمصدات المثيرة للجدل التي جعلت المهندسين يرتعدون. . كان يزن 48 كجم فقط ، أو حوالي 105 رطلاً.

طلب نوروود من الباحثين تحميل نسخة من الماسح الضوئي على ظهر الشاحنة. تقول إنها كانت مجرد مجموعة من الصناديق. يمكننا استخدام كل الوزن الذي أردناه. تجولوا في أنحاء كاليفورنيا ، ومسحًا نصف القبة ووادي يوسمايت وأفق سان فرانسيسكو. بعد أن عمل طويلًا على المواصفات ، لم يفاجأ نوروود بالجودة العالية للصور الاختبارية.

صورة MSS لـ Half Dome

التقطت نسخة تجريبية من الماسح الضوئي متعدد الأطياف من نوروود هذه الصورة ذات الألوان الزائفة لـ Half Dome من شاحنة قبل شهرين من إطلاق Landsat 1.

بإذن من وكالة ناسا

أنهت وكالة ناسا النقاش حول RBV مقابل MSS من خلال اتخاذ قرار بتضمينهما على القمر الصناعي. لم يكن هناك وقت أو مال لتحويل نموذج نوروود الأولي إلى منتج نهائي ومكرر ، لذلك تم استخدام النموذج الأولي نفسه. وكما تقول ابنتها نعومي نوروود ، لم يتوقع أحد أن يعمل الجهاز باستثناء أمي وبعض الأشخاص الآخرين الذين عملوا عليه. افترض معظم الناس أن مقاطع الفيديو ستكون ذات قيمة ؛ تم اعتبار الماسح تجريبيًا. يقول نوروود إن الشخص العادي لم يدرك مدى الصورة المشوهة التي تظهرها كاميرا التلفزيون. أردنا الدقة العلمية.

ظهور مذهل

في 23 يوليو 1972 ، جلست نوروود مع زوجها وابنها الأصغر في المدرجات بقاعدة فاندنبرغ الجوية بولاية كاليفورنيا حيث تم إطلاق القمر الصناعي لتكنولوجيا موارد الأرض (والذي سيُطلق عليه لاحقًا Landsat 1) مع نموذج MSS الأولي على متنه. لم أشاهد إطلاقًا صاروخًا شخصيًا ، كما تقول. لذلك كان هذا مثيرًا.

بعد يومين ، اجتمع الباحثون في مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا لرؤية بيانات MSS الأولى مترجمة إلى صور. عندما أفسحت مشاهد الغيوم الطريق لصور متموجة للأرض ، اشتكى أحد الفنيين من نمط تموج في النسيج الرهيب. لكن سرعان ما أدركوا أن الصورة كانت لجبال أواتشيتا في أوكلاهوما ، الخطوط المتموجة تمثل بدقة ثنايا النطاق. أحد الجيولوجيين اغرقت عينيه بالدموع. لقد كنت مخطئًا جدًا بشأن هذا ، اعترف آخر ، كان من المتشككين في MSS. أنا لن آكل الغراب. ليس كبيرا بما فيه الكفايه. أنا ذاهب لأكل الغراب.

بعد أحد عشر يومًا من الإطلاق ، أدت زيادة هائلة في الطاقة على القمر الصناعي إلى تعطيل أحد مسجلي شرائط الفيديو اللذين يخزنان صور RBV وبيانات MSS التي تم جمعها بينما كان القمر الصناعي بعيدًا عن متناول المحطات الأرضية الأمريكية. بعد ثلاثة أيام ، هزت طفرة ثانية في الطاقة مرتبطة بالمركبات RBV القمر الصناعي ، مما تسبب في توجيهه بعيدًا عن الأرض ، مما يهدد المهمة. قام القمر الصناعي بتصحيح نفسه بعد إيقاف تشغيل RBVs ، وقرر المهندسون بهدوء تركها للأبد. كانت البيانات التي أرسلها نوروود MSS إلى الأرض - رقميًا - تنتج صورًا واضحة وحادة بشكل مذهل.

كنت أذهب إلى الاجتماعات وكان الناس يقفزون لأعلى ولأسفل لأنهم اكتشفوا استخدامًا آخر للبيانات ، كما تقول. وليس العلماء فقط: لسنوات ، كان بإمكان أي شخص في العالم شراء صورة لاندسات لأي مكان على الأرض مقابل 1.25 دولار فقط. تغير الوصول إلى الصور والأسعار على مدى عقود - ولكن في عام 2009 ، تغير كل شيء صور لاندسات أصبح متاحًا مجانًا.

صورة لاندسات لجبل سانت هيلين بعد ثورانه عام 1980. ويقوم نوروود ، 94 عامًا ، بعمل إحصاء يومي لأنواع الطيور.

هل يوجد أكسجين في المريخ
ميشيل جروسكوف (نوروود) ؛ USGS / ناسا لاندسات

شارك نوروود في الإصدارات الأربعة التالية من Landsat ، والتي تم إطلاقها في 1975 و 1978 و 1982 و 1984 ؛ لم تطير Landsats 4 و 5 إصدارات من MSS رباعي النطاقات فحسب ، بل طارت أيضًا تصميمها الأصلي. (يُطلق عليه اسم مصمم الخرائط الموضوعي ، فقد قام بمسح ستة نطاقات طيفية كما تصورتها في البداية ، بالإضافة إلى واحدة أخرى.) في عام 1977 ، انتقلت إلى مجموعة أنظمة البصريات الكهربية في هيوز ، حيث عملت كعالمة أولى ثم مهندسة مختبر ، حيث تعمل على تصميم هوائيات كبيرة نشطة للفضاء وغيرها من المشاريع الحكومية عالية التصنيف.

عند تقاعدها في عام 1989 ، بدأت نوروود في جمع الساعات العتيقة واستعادتها ، وغالبًا ما كانت تصنع أجزائها الخاصة للقيام بهذه المهمة. تستمر في الانغماس في حماسها مدى الحياة للسيارات الرياضية (على الرغم من انتهاء رخصتها أثناء الوباء ، إلا أنها تقول إن سيارتها Mazda Miata ذات الست سرعات ذات اللون الأزرق الفضي أفضل من سياراتها السابقة Jaguars و MGs و Alfas) ، وأصبحت مراقبة طيور متحمسة ، مراسلة ابنتها كل صباح بالبريد الإلكتروني مع العدد اليومي للأنواع في فناء منزلها الخلفي (كانت ذات مرة تحسب 18).

في غضون ذلك ، ظل برنامج المسح لاندسات الذي جلبته للحياة يراقب العالم منذ عام 1972. واستمرت الماسحات الضوئية في التطور على مر السنين ، ويتميز Landsat 8 ، الذي تم إطلاقه في عام 2013 ، بتصميم مكنسة الدفع. في الأصل أراد أن يبني. يتم ترتيب أجهزة الكشف الخاصة به عبر الرقعة التي يتم تصويرها ، مع أخذ عينات من كل خط أثناء تحرك القمر الصناعي في مداره ، دون الحاجة إلى مرآة. قالت إنه كان من الممكن أن يكون هذا خياري الأول ، هذا التصميم. في الواقع ، لقد قمت بتكوين واحد. لكن لم يكن لدينا أجهزة الكشف - التي تأخذ الآلاف من أجهزة الكشف بدون ثغرات. من المقرر إطلاق القمر الصناعي لاندسات 9 في سبتمبر 2021.

كان تأثير لاندسات أكبر بكثير مما كان يتخيله أي شخص في عام 1972. بالإضافة إلى لعب دور رئيسي في الدخول في عصر التصوير الرقمي ، فقد أرخت الماسحات الضوئية الخاصة به الاختفاء القريب لبحر آرال بين كازاخستان وأوزبكستان ، وهي بحيرة كانت بمثابة بحيرة في العالم. رابع أكبر نهر قبل تحويل اثنين من الأنهار المغذية للاستخدام الزراعي. عززت صور لاندسات لحرائق متنزه يلوستون عام 1988 فهمنا لعلوم الحرائق بشكل كبير. لديها أيضا موثقة مثل انحسار الأنهار الجليدية ، والنمو المذهل لبكين ، وثوران جبل سانت هيلينز في عام 1980.

نوروود ، الذي حصل على جائزة الإنجاز مدى الحياة من الجمعية الأمريكية للمسح التصويري والاستشعار عن بعد هذا العام ، مسرور بشكل خاص لأن لاندسات تمكنت من تصوير أجزاء من العالم لم يتم التقاطها من قبل. لكن صورتها المفضلة من لاندسات لها أهمية شخصية أكبر. تقول إنني أحب المنزل الذي يحتوي على منزلي. استولت عليها لاندسات الأصلية في إحدى أولى ممراتها فوق لوس أنجلوس في عام 1972 ، وهي معلقة الآن في ممر بمنزلها. إنه يتميز بصورة واضحة لمدينة لوس أنجلوس ومنطقة من المحيط الهادئ ، ومنزلها المتواضع المختبئ بين معالم جبال سانتا مونيكا.

يخفي

التقنيات الفعلية

فئة

غير مصنف

تكنولوجيا

التكنولوجيا الحيوية

سياسة التكنولوجيا

تغير المناخ

البشر والتكنولوجيا

وادي السيليكون

الحوسبة

مجلة Mit News

الذكاء الاصطناعي

الفراغ

المدن الذكية

بلوكشين

قصة مميزة

الملف الشخصي للخريجين

اتصال الخريجين

ميزة أخبار معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا

1865

وجهة نظري

77 Mass Ave

قابل المؤلف

ملامح في الكرم

شوهد في الحرم الجامعي

خطابات الخريجين

أخبار

انتخابات 2020

فهرس With

تحت القبه

خرطوم الحريق

قصص لانهائية

مشروع تكنولوجيا الوباء

من الرئيس

غلاف القصه

معرض الصور

موصى به