Sieviete, kura mums atnesa pasauli

Pirms pusgadsimta Virdžīnijas tornis Norvudas '47 izgudroja pirmo multispektrālo skeneri, lai attēlotu Zemi no kosmosa. Kopš tā laika Landsat 1 un tā pēcteči ir nepārtraukti skenējuši planētu.

Autors

• Alise Dragūna arhīva lapa

2021. gada 29. jūnijs

Mišela Groskopfa

Ja Virdžīnijas torņa Norvuda būtu klausījusies viņas vidusskolas padomdevējai, viņa būtu kļuvusi par bibliotekāri. Viņas zināšanu pārbaude parādīja ievērojamu iespēju ar skaitļiem, un 1943. gadā viņš nevarēja iedomāties labāku veidu, kā jauna sieviete varētu izmantot šādas prasmes. Par laimi, Norvuds necieta no tāda paša iztēles trūkuma. Savas Filadelfijas vidusskolas klases sveicēja, viņa jau sen bija aprijusi loģikas mīklas un lika lietā slaidu likumu, ko tēvs bija devis viņai deviņu gadu vecumā. Norvuda ignorēja sava konsultanta padomu un vērsās MIT.

Viņa turpinās kļūt par novatorisku izgudrotāju jaunajā mikroviļņu antenu dizaina jomā. Viņa izstrādāja raidītāju izlūkošanas misijai uz Mēnesi, kas atbrīvoja ceļu Apollo nolaišanās brīdim. Un viņa radīja un vadīja pirmā multispektrālā skenera izstrādi, lai attēlotu Zemi no kosmosa — pirmo satelītu skeneru sērijā, kas ir nepārtraukti attēlojusi pasauli gandrīz pusgadsimtu.

Atskatoties uz pagātni, viņa saka, ka viņa nekad īsti nav domājusi par karjeru bibliotēkzinātnē: es nevaru parakstīt.

Labākā skola pasaulē

Virdžīnijas tornis Norvuds Griničā otrajā vai trešajā mācību gadā MIT.

AR VIRGINIA NORWOOD ATKLĀTĀJĀM

Otrā pasaules kara laikā MIT nodarbības notika visu gadu, tāpēc Norvuda ieradās Kembridžā 1944. gada vasarā, neilgi pēc vidusskolas beigšanas. Absolvents, kurš viņu intervēja, atzina, ka nekad iepriekš nebija intervējis nevienu sievieti (un stāstīja viņai, ka viņa ir mazāk dusmīga nekā viņam pazīstamās MIT sievietes), taču viņu tas neatturēja, kad viņa bija viena no aptuveni desmitiem. sievietes savā klasē. Toreiz MIT nebija sieviešu kopmītņu, tāpēc viņa īrēja istabu Centrālā laukuma dzīvoklī, jaukās dienās ejot uz universitātes pilsētiņu vai sliktos laikapstākļos braucot ar Masas avēnijas tramvaju pēc niķeļa. Kopmītņu ēdamzālēs sievietes drīkstēja pusdienot tikai kā studentu vīriešu kārtas viesi; viņa bieži pārtika no grauzdiņiem un sagrieztiem tomātiem.

Būdama armijas virsnieka vecākā meita, Norvuda bija iemanījusies iedzīt saknes, lai kur vien atrastos. Viņa bija dzīvojusi Panamā (kur viņa bija vērojusi, kā pasaulē lielākā laiva izbrauc cauri kanālam), Oklahomā (kur viņa bija pievienojusies jātnieku skautu karaspēkam) un Bermudu salās. Kad militārās ģimenes pēc Pērlhārboras tika nosūtītas atpakaļ uz cietzemi, viņa mācījās piecās dažādās vidusskolās. MIT viņa ātri atrada ceļu uz Institūta vienu sievietēm paredzēto telpu, Cheney Room - komplektu ar virtuvi, biroju ar dažiem galdiem, trim gultām, dušu, skapīšiem grāmatām un lielu, jauku dzīvojamo istabu. ar flīģeli. Tur pulcējās nelielais MIT sieviešu kontingents, lai runātu, mācītos un gatavotu.

Virdžīnijas tornis Norvuds kā putniņš MIT Dramashop iestudējumā Lapsas .

AR VIRGINIA NORWOOD ATKLĀTĀJĀM

Lai gan viņa bija satriekta, uzzinot, ka gandrīz visi viņas klasesbiedri ir bijuši arī sveicēji vai sveicēji, viņa bija tik labi sagatavojusies, ka vairākus semestrus apmeklēja piecus, nevis parastos četrus kursus. Es nestrādāju savu pirmo gadu, viņa saka. Pietika ar klausīšanos klasē un p-setu izpildīšanu, atstājot daudz laika, lai izpētītu Bostonu, klejotu tās parkos un socializētos.

Tā kā sievietes bija ļoti deficīts, mēs varētu katru vakaru rīkot randiņu, ja mēs vēlētos, viņa saka, piebilstot, ka viens klasesbiedrs lepojās ar to, ka ir ticies praktiski ar katru mūsu klases sievieti. Atrodoties tajā, ko viņa sauc par vīriešu jūru, viņa kļuva par lomām Dramashop iestudējumos ( Svarīgi būt sirsnīgam un Lapsas starp viņiem). Bet tas var arī padarīt dzīvi neērtu; profesors, kurš lekcijas laikā regulāri pārmeklēja klasi, neizbēgami atklās, ka viņa skatiens nosēžas uz Norvuda kājām, satricināja sevi un atsāks telpas slaucīšanu. Un trīs reizes nedēļā, kad sievietes drīkstēja peldēties MIT baseinā, vīrieši negribīgi uzvilka peldkostīmus.

(Dīvainā kārtā sievietes institūtā varēja būt tikpat neredzamas, cik pamanāmas. Gadiem vēlāk Norvuda sastapās ar savas ēras absolventiem, kuri apgalvoja, ka viņiem nebija ne jausmas, ka MIT tiek piekopts.)

Savā ceturtajā termiņā Norvuda beidzot atradās klasē, kas nebija viegli. Pēc grūtībām fizikā un vidējās atzīmes nopelnīšanas viņa paņēma 1946. gada ziemu un pati mācīja materiālu, izskatot visas mācību grāmatas problēmas. Viņa atgriezās MIT tajā pavasarī, dalot divu guļamistabu dzīvokli Bexley Hall ar trim citām sievietēm, un pēdējos četros semestros apmeklēja visas absolventu nodarbības.

Man šķiet, ka esmu ieguvusi ļoti labu izglītību matemātikā un fizikā, viņa saka. Viņai pat bija iespēja mācīties pie slavenā matemātiķa Dirka Struika, kurš parasti nemācīja bakalaura studentus, bet, kara laikā spiests stāties fizikas pirmkursniekā, atvēra mācību grāmatu un teica: Ko tagad fizikas nodaļa vēlētos, lai es mācītu. tu šodien? Viņa kopā ar viņu apmeklēja arī absolventu līmeņa lasīšanas kursu analītiskajā ģeometrijā. Mēs domājām, ka esam labākajā skolā pasaulē, viņa saka. Un MIT grāds — fakts, kas pārsteigtu daudzus kolēģus — deva viņai pārliecību, veidojot karjeru, kurā matemātika un fizika bija būtiskas, bet sievietes — retums.

Tracinoša darba meklēšana

Nākamajā dienā pēc bakalaura grāda iegūšanas matemātikā viņa apprecējās ar Leriju Norvudu, savu trešā semestra skaitļošanas instruktoru un MIT matemātikas kluba prezidentu, kurš tobrīd bija Jēlas absolvents. Ātri kļuva skaidrs, ka daži potenciālie darba devēji pieņems darbā sievieti matemātiķi. Intervijā Sikorsky Aircraft viņas lūgums pēc P1 algas, kas piešķirts zemākajam profesionālajam dienestam civildienestā, tika uztverts ar neticību; uzņēmums nekad nebija maksājis sievietei tik daudz. Lūgta apsolīt nepalikt stāvoklī, ja tiks pieņemta darbā pārtikas laboratorijā, viņa savu pieteikumu atsauca. Trīs intervijās Remingtonā viņa izklāstīja savu redzējumu par to, kā personāla matemātiķis varētu uzlabot ieroču uzņēmuma darbību. Piezvanīja darbā pieņemšanas menedžere, lai pateiktu, ka ir viņus pārliecinājusi, ka tā ir ģeniāla ideja, un ka viņi meklēs vīrieti, kas ieņemtu šo vietu. Norvuds bija ārā, kad pienāca zvans; vadītāja pateicās savam vīram.

2001. gada attēls, ko uzņēmis Landsat 7 ar smilšu un jūras aļģu gultnēm, kuras veidojušas plūdmaiņas un okeāna straumes Bahamu salās.

USGS/NASA LANDSAT

Landsat attēls ar rezervuāru Uzbekistānā aptuveni nedēļu pirms tā dambja rietumu sienas pārrāvuma 2020. gadā, appludinot kaimiņu ciematus un lauksaimniecības zemi.

USGS/NASA LANDSAT

Izmisusi pēc ienākumiem, lai papildinātu vīra niecīgo instruktora algu, viņa pārdeva blūzes nelielā Ņūheivenas universālveikalā — darbu, ko viņa būtu pārliecināta, ka nebūtu ieguvusi, ja būtu atklājusi savu MIT grādu. Norvuda palika stoiska, veicot plašās apmācības par to, kā lasīt tirdzniecības nodokļa diagrammu, un izaicināja sevi, pārbaudot progresīvās matemātikas nodarbības Jēlā. Un viņa izturēja, pārdodot volāniskas blūzes (viņa deva priekšroku pielāgotām drēbēm), līdz beidzot tika nolīgta mācīt biznesa aritmētiku Ņūheivenas Tirdzniecības jaunākajā koledžā.

Matemātikas mācīšana bija solis pareizajā virzienā, taču Norvudas patiesā karjera sākās tikai tad, kad ģimenes draugs viņu uzaicināja apmeklēt ASV armijas signālu korpusa laboratoriju Ņūdžersijā. Kad 1948. gadā viņai un viņas vīram tika piedāvāts darbs Evans Signal Lab, viņi izmantoja iespēju.

Vēja izsekošana

Norvuds tika piešķirts laboratorijas laikapstākļu radaru grupai tieši tad, kad radaru sāka izmantot meteoroloģijā, un viņam tika lūgts izstrādāt radara atstarotāju laikapstākļu baloniem, lai tos varētu izmantot vēju izsekošanai lielā augstumā.

Jūs sēdējat un domājat par problēmu, viņa saka, un pēc kāda laika jums rodas risinājumi. Viņa nokļuva dizainā ar diskiem (krāsoti sudraba krāsā vai izgatavoti no metāla auduma), kas krustojās, veidojot virkni atstarojošu stūru. Ierīce, kas piekārta uz makšķerēšanas šarnīriem, grieztos vējā, radot raksturīgu pulsējošu signālu, ko varēja izsekot radaram. Beidzot meteorologi varēja precīzi aprēķināt vēja ātrumu virs 100 000 pēdām — aptuveni augstumā, kādā plīst laika apstākļu baloni. Un šis varoņdarbs pirmo reizi ļāva prognozēt ilgtermiņa laikapstākļus. Ierīce, kuru Norvuds izstrādāja 22 gadu vecumā, vēlāk tika patentēta.

Norvuda pie vētras detektora radara komplekta ASV armijas signālu korpusa laboratorijā un patentētā radara atstarotāja rasējumi meteoroloģiskajiem baloniem, ko viņa izstrādāja Signal Corps. 1966. gadā NASA Surveyor (foto labajā pusē) nosūtīja mēness klints attēlu kreisajā pusē atpakaļ uz Zemi, izmantojot Norvudas raidītāju.

NASA?JPL (ROCKS); VIRGINIA NORWOOD ATKLĀTĪBA; NASA/JPL (SURVEYOR); NORWOOD, izmantojot GOOGLE PATENTUS (DIAGRAMMAS)

Neilgi pēc tam, kad viņa pabeidza šo projektu, laboratorijas locekļi apsprieda, kā izveidot telemetrijas torņus raķešu izmēģinājumu diapazonam, kas tiek izstrādāts Kanaveralas ragā Floridā. Kāds laboratorijā teica: “Ak, padarīsim tos 1000 pēdu garus.” Es biju sapulcē un jautāju: “Vai jūs zināt, cik augsts ir Eifeļa tornis?” viņa atceras un ir pārsteigta, ka viņas kolēģis patvaļīgi piedāvāja tādus torņus. augstums. Viens bija paredzēts būvēt vairākus simtus jūdžu attālumā no krasta, un Norvuds saprata, ka šāda torņa celtniecība būtu dārga un neaizsargāta pret viesuļvētrām.

Lai precīzi noskaidrotu, cik augstiem jābūt torņiem, Norvudam bija nepieciešami vēsturiski dati par vēju un temperatūru. Vairāki vīriešu kolēģi tika nosūtīti uz Vašingtonu, DC, lai to saņemtu, taču viņi atgriezās tukšām rokām. Norvuda devās pati un tikās ar brīnišķīgo Frānsisu Vedonu, ASV signālu korpusa meteorologu, kura bija atteikusies publiskot savus datus. Izrādījās, ka Vedona 1924. gadā bija ieguvusi MIT grādu meteoroloģijā. Viņa bija ļoti nekaunīga attiecībās ar vīriešiem, taču viņa mani iepriecināja, stāsta Norvuds, kurš ātri ieguva atļauju apmeklēt arhīvus, kuros bija Vedona zīmuļveida laikapstākļu žurnāli.

Norvuds aprēķināja, ka torņiem jābūt tikai aptuveni 100 pēdu augstiem. Viņa saka, ka viņi bija gatavi izgatavot 1000 pēdu garus. Es centos pierādīt, izmantojot datus, ka viņi var samierināties, ja tie ir īsāki. Torņi tika uzbūvēti Norvudas ieteiktajā augstumā un tika izmantoti raķešu izmēģinājumiem 1950. un 60. gados.

Apgūstot amatu

Neskatoties uz to, ka Norvuda ir nopelnījusi patentu vienam no saviem pirmajiem uzdevumiem laikapstākļu radara jomā, Norvuda saka, ka viņa paveikusi svarīgāku darbu, kad pārcēlās uz antenu grupu. Signālu korpuss bija ieinteresēts izpētīt dažāda veida radara antenas, pamatojoties uz mikroviļņu radaru tehnoloģiju, kas izstrādāta MIT Radiācijas laboratorijā un kas bija izrādījusies noderīga Otrā pasaules kara laikā. Līdz 1950. gadu sākumam antenu grupa Evansā bija viena no nedaudzajām vietām, kas aizsāka raidītāju un antenu izstrādi, kas izmantoja mikroviļņus arvien īsākos viļņu garumos, un izdomāja, kā šādu tehnoloģiju varētu pielietot. Šajā grupā Norvuds nopelnītu otru patentu par jaunu un sen klasificētu izsekošanas antenu. (Tās padevei nebija jāgriežas, lai izsekotu ienākošajam signālam; tā vietā tā izmantoja polarizāciju, lai noteiktu signāla leņķi un virzienu.) Un, izrādās, ka piederība antenu grupai būtu nenovērtējama, mikroviļņu antenu laukam pieaugot. . Kā saka Norvuds, es apguvu amatu.

1953. gadā viņa un viņas vīrs devās uz Kaliforniju, un viņa ātri ieguva darbu uzņēmumā Sylvania Electronic Defense Labs un izveidoja tās antenu pārbaudes diapazonu, iegādājoties aprīkojumu no Bila Hjūleta, SM '36, un Deiva Pakāra. Apmēram gadu vēlāk viņa kopā ar vīru un meitu pārcēlās uz Losandželosu, kur viņa pievienojās Hughes Aircraft antenu laboratorijai, kļūstot par vienīgo sievieti no aptuveni 2700 vīriešiem uzņēmuma pētniecības un attīstības laboratorijās. Viņa devās strādāt pie Lestera Van Atta, kurš kara pirmajās dienās veica novatorisku radaru izpēti MIT Rad Lab un vadīja vienu no labākajiem antenu komplektiem valstī, saka Norvuds. Mēs izveidojām dažas ļoti interesantas antenas, no kurām dažas es varu jums pastāstīt.

Norvuda, valkājot savu Misiņa žurku, izmanto slidkalniņu 1963. gadā.

AR VIRGINIA NORWOOD ATKLĀTĀJĀM

Vienā no šiem tagad deklasificētajiem projektiem viņa izstrādāja antenu sistēmai, kas identificē draugus un ienaidniekus. Kā zināms, IFF ir jāuztver atšķirīgs signāls, ko pārraida visas ASV lidmašīnas, lai neļautu kara lidmašīnām notriekt kādu no savām. Taču viņai bija jāpārliecinās, ka IFF antena nebloķē citu, lielāku antenu, kas uzstādīta aiz tās — tālsatiksmes novērošanas antenu, kas skenē apvārsni, meklējot ienaidnieka lidmašīnu vai raķetes. Hjūzai tagad pieder patents salocītai S formas dipola antenai, ko viņa izdomāja. Man šķiet, ka tas izdevās, viņa saka, tikai pa pusei jokojot. Drauga vai ienaidnieka identifikācijas tehnoloģija ir tik svarīga, ka tās komponentu izstrāde tika sadalīta, lai nodrošinātu, ka neviena persona neuzzinās visu sistēmu.

Mikroviļņu pārvaldība (un vīriešiem)

1957. gadā Norvuds tika noklausīts, lai vadītu mikroviļņu grupu uzņēmuma raķešu laboratorijai. Bet ne visi bija apmierināti, redzot sievieti, kas paceļas Hjūza rindās. Kā pirmajai sievietei, kas pievienojās tehniskajam personālam, viņai sākotnēji tika atteikta stāvvietas atļauja, jo tur stāvēja tikai vīrieši. Kāda kolēģe viņai reiz teica, ka sievietēm, īpaši tām, kurām ir bērni, nevajadzētu strādāt laboratorijās. (1959. gadā Norvuda pacēlās tikai trīs dienas, kad piedzima otrs no viņas trim bērniem.) Tagad, kad viņa bija atbildīga par mikroviļņu antenām un raķešu shēmām, viens vīrietis pameta darbu, sakot, ka nevēlas strādāt sieviete — vai pietiekami stulba kompānija, lai ieliktu sievieti šajā lomā. (Viņš atgriezās Hjūsā pēc vairākiem gadiem un lūdza strādāt Norvudas grupā. Viņa atbildēja, ka nē.)

Norvuds ar Hjūza antenas kolēģiem 1956. gadā; viņas izstrādāta patentēta antena; ar Etelvinu Pekoru, Landsat čempiona Viljama Pekoras sievu pēc Pecora balvas iegūšanas 1979. gadā par ieguldījumu Zemes izpratnē, izmantojot attālo uzrādi.

AR VIRGINIA NORWOOD ATKLĀTĀJĀM

Raķešu laboratorijā viņa un viņas grupa izstrādāja antenas, lai palīdzētu Falcon raķetēm nokļūt savos mērķos. Norvuds arī izstrādāja raidītāju un mikroviļņu uztvērēju pasaulē pirmajam sakaru satelītam. 1963. gadā Syncom 2 — saīsinājums no sinhronās komunikācijas — padarīja iespējamu pirmo divvirzienu satelīta zvanu starp valstu vadītājiem, kad prezidents Kenedijs Vašingtonā piezvanīja Nigērijas premjerministram Abubakaram Tafavam Balevam uz ASV kuģa Lagosas ostā. Gadu vēlāk Syncom 3 tika izmantots, lai pārraidītu 1964. gada Tokijas olimpiskās spēles ASV.

Datu sūtīšana no Mēness

Tā kā NASA gatavojās nosūtīt pirmo cilvēku uz Mēnesi, tai bija nepieciešama izlūkošanas ierīce, kas varētu ziņot par paredzētās nosēšanās vietas piemērotību. Viņi nevēlējās, lai vīrietis nokristu pa mēness plaisu, atceras Norvuds.

Iepriekšējās izlūkošanas ierīces bija sūtījušas atpakaļ attēlus par to tuvošanos Mēnesim, taču katra no tām bija avarējusi nolaišanās laikā, padarot tās nederīgas virsmas izpētei. Bija liels strīds par to, kas atrodas zem mēness augšējā slāņa, kas bija viss, ko mēs bijām redzējuši, saka Norvuds. Cilvēkiem bija visneparastākās idejas par to, kas tur varētu būt. Teorija, ka tas gatavots no zaļā siera, iespējams, bija viena no loģiskākajām, viņa smejoties saka; daži pat domāja, ka mēness varētu būt dobs apvalks. NASA neatbalstīja šīs teorijas, taču tai bija vajadzīgs kuģis, kas izturētu nosēšanos, lai varētu uzņemt attēlus uz virsmas, paņemt augsnes paraugu un analizēt to.

Kamēr cita Hjūsas grupa risināja problēmu panākt mīksto nosēšanos, Norvudas un viņas mikroviļņu grupas uzdevums bija nodrošināt, ka nolaišanās iekārta, kas pazīstama kā Surveyor, varētu saņemt komandas un nosūtīt attēlus un datus atpakaļ uz Zemi. Izstrādājot veidus, kā starp smalkajām raķešu spurām ievietot mazus, vieglus raidītājus un antenas, mēs bijām pieraduši būt ļoti ierobežoti gan telpas, gan svara ziņā, viņa saka. Tāpēc mēs bijām acīmredzamie, kam dot šo darbu.

Patiesībā viņa pati izstrādāja raidītāju, kas visus Surveyor datus nosūtīja atpakaļ uz Zemi. Viņa arī pārraudzīja sistēmas antenas dizainu, ko viņa tajā laikā raksturo kā pilnīgu jaunumu. Kosmosā efektīvs plakanais masīvs tipiskās izliektās parabolas vietā, tas kompakti salocījās lidojumam un pēc tam atvērās uz Mēness. Tas bija piestiprināts pie saules paneļa, kas ieguva enerģiju, lai darbinātu visas Mēness nolaišanās sistēmas.

Surveyor tika palaists 1966. gada 31. maijā, un Norvuds, kurš līdz tam bija pārcēlies uz kosmosa sistēmu nodaļu, atceras, ka atradās Hjūsā un skatījās ekrānus ar apakšplūsmu, kurā bija redzams Jet Propulsion Lab (JPL) komandcentrs, kad tas sasniedza. mēness 2. jūnijā. Atskanēja liels kliedziens, kad JPL komanda apstiprināja — pateicoties Norvudas un viņas komandas izveidotajām sakaru iekārtām —, ka Surveyor ir nolaidusies neskarta. Kad signāli, ko Surveyor sūtīja atpakaļ pa Norvudas raidītāju, tika atšifrēti datos un attēlos, NASA varēja apstiprināt, ka vieta būs pietiekami cieta un līdzena, lai pilotēts kuģis varētu nolaisties.

Gatavojamies Zemes tuvplānam

Dažu mēnešu laikā pēc Surveyor palaišanas Norvuds bija sācis domāt par projektu, kam nebija nekāda sakara ar ieročiem vai kosmosa izpēti, — projektu, kas neietver klasificētu datu apstrādi. Nav jautri ieiet tā sauktajā melnajā kamerā, kur katru reizi, kad izgājāt no istabas, darbs bija jāieliek seifā, viņa saka.

Viņa zināja, ka NASA un ASV Ģeoloģijas dienests runā par satelīta izveidi, lai novērotu Zemi un uzraudzītu tās resursus. Ar satelītu jūs varat nokļūt kalnu virsotnēs un visās vietās, par kurām ģeologi vēlētos uzzināt un par kurām viņiem nebija datu, viņa saka. NASA plānoja aprīkot satelītu ar atgriezeniskā stara vidicon (RBV) kamerām — televīzijas kamerām, kas ir līdzīgas tām, kuras izmanto Mēness misijās. Ideja bija uzņemt Zemes sasaldētā kadra analogos attēlus, izmantojot trīs RBV ar dažādiem filtriem, lai reģistrētu elektromagnētiskā spektra zaļās, sarkanās un gandrīz infrasarkanās daļas.

Bet Norvuds domāja, ka daudzspektrālais skeneris (MSS) varētu būt noderīgāks. Šāds skeneris spētu uztvert gan redzamo, gan neredzamo gaismu un sakārtot to vairāk nekā tikai trīs spektrālās joslās, radot informācijas dārgumu krātuvi. Piemēram, viena josla ļautu pētīt ūdens kvalitāti; cits atklātu labības sparu; trešdaļa varētu uzrādīt hlorofila uzsūkšanos; citus var izmantot, lai noteiktu augsnes mitrumu vai sniega segas blīvumu.

Faktiski agronomi jau bija sūtījuši spektrometrus lidmašīnās, lai savāktu šādus datus par lauku paraugu ņemšanu. Taču satelītskeneris nepārtraukti vāktu attēlus, ļaujot agronomiem precīzi uzraudzīt, cik hektāru konkrētas kultūras aug, iespējams, jebkur pasaulē. Arboristi varētu pamanīt agrīnas slimības un puves pazīmes kokos un rīkoties, pirms tās izplatās. Tiem, kas pārvalda aizsprostus un ūdensšķirtnes, regulāri tiks sniegti dati par augsnes mitrumu un plūdiem. Tautas skaitīšanas vadītāji varēja izsekot, cik ātri savvaļas un lauksaimniecības zeme kļuva urbanizēta, un ekonomisti varēja novērtēt rajonu relatīvo ekonomisko labklājību, salīdzinot to zaļo zonu apjomu.

Turklāt skeneris būtu digitāls. Tās detektori tvertu atsevišķus pikseļus, no kuriem katrs attēlo apmēram futbola laukuma lielumu. Šie pikseļi būtu savērti kopā, lai izveidotu datu rindas, kuras pēc tam varētu apkopot, veidojot attēlus rindu pēc rindiņas. Digitālos attēlus var analizēt ar datoriem un salīdzināt datus no dažādām spektrālajām joslām, nodrošinot daudz lielāku precizitāti nekā analogo attēlu vizuālā analīze. Un šī spēja analizēt spektrālos datus ļāva identificēt attēlojamo materiālu. Piemēram, kviešu un kukurūzas lauki no kosmosa izskatītos vienādi, taču tos varētu atšķirt pēc to unikālajiem spektrālajiem signāliem. Daudzspektrālā skenera iespējamās izmantošanas iespējas šķita bezgalīgas.

Norvuds un darba sekretārs Džeimss Hodžsons konferencē 1972. gadā apspriež, kā darbojas Landsat multispektālais skeneris.

AR VIRGINIA NORWOOD ATKLĀTĀJĀM

Norvuda izvirzīja savu ideju Hjūsas augstākajā misiņā un saņēma 100 000 USD, lai izstrādātu prototipu, ko parādīt NASA.

Viņa tikās ar potenciālajiem lietotājiem, lai noskaidrotu, kāda veida dati viņiem ir nepieciešami, un noskaidroja sešas visnoderīgākās spektrālās joslas. Pēc tam viņa sāka izstrādāt sistēmu, kas varētu efektīvi attēlot šīs joslas un pārraidīt datus atpakaļ uz Zemi.

NASA bija noteikusi, ka satelīts riņķos ap poliem 500 jūras jūdžu augstumā. Planētai zem tās griežoties no ziemeļiem uz dienvidiem, Norvudas skenerim bija jāreģistrē gaisma, kas atstarota no Zemes diagonālās joslas 100 jūras jūdžu platumā. Ar katru orbītu Zeme būtu griezusies, un skenēšanai būtu izveidota jauna 100 jūras jūdžu josla. 18 dienu laikā varēja skenēt visu planētu, un tad viss process atkārtojas. Skeneris vienmēr būtu vienā un tajā pašā attiecībā pret sauli katrā platuma grādos, tāpēc apgaismojums būtu konsekvents, kad sloksnes tiek saliktas kopā.

Norvuds jau no paša sākuma saprata, ka skeneris nevar izturēt nodilumu, pārvietojoties uz priekšu un atpakaļ, lai fiksētu sloksnes platumu. Tāpēc viņai radās ideja izmantot spoguli, kas grieztos uz priekšu un atpakaļ, lai tajā atspoguļotu gaismu. Ienākošā gaisma tiktu filtrēta sešās spektrālajās joslās un pēc tam novirzīta uz atsevišķiem katras joslas detektoriem. Lai neatpaliktu no orbītas ātruma, skenerim vienlaikus būtu jāuztver sešas līnijas, tāpēc katrai spektrālajai joslai bija nepieciešami seši sensori. Sensoru dati tiktu digitalizēti un nosūtīti uz zemes uztveršanas stacijām, kur tos varētu dekodēt attēlos katrai spektrālajai joslai vai pēc vajadzības apvienot, lai izveidotu saliktus attēlus.

Norvuds bija pārliecināts, ka datu straumei jābūt digitālai. NASA bija nopietnas atrunas, šauboties, vai sešu bitu MSS dati var radīt augstas kvalitātes attēlus. Taču viņa zināja, ka nepārtrauktu analogo signālu būs grūti precīzi apstrādāt. Digitālā tehnoloģija ļautu ļoti precīzi kalibrēt katra sensora fotonu līmeņus. Un jūs vēlaties, lai tas būtu precīzs, viņa saka: pretējā gadījumā jūs iegūstat svītrainu haosu, kad dati tiek pārveidoti attēlos. Tāpēc viņa sadarbojās ar mikroviļņu krāsns kolēģi Hughes, lai noskaidrotu, kā vislabāk digitalizēt sensora datus. Tā kā MSS attēloja ASV, dati tiks pārraidīti uz ASV zemes stacijām reāllaikā; pārējās pasaules attēli tiks saglabāti videolentē, līdz tos varēs pārraidīt uz ASV stacijām. (Vēlāk visā pasaulē tiks izveidotas zemes stacijas.)

Galu galā NASA amatpersonas vēlāk viņai pateiks, ka MSS dati būs pirmie dati, kas digitāli pārsūtīti no kosmosa. Un tas noteiktu standartu turpmākai kvantitatīvās attālās izpētes veikšanai.

Lai izveidotu grozāmā spoguļa iestatījumu, Norvuds piezvanīja Web Howe, Hjūsas pastāvīgajam izgudrotājam. Howe atgriezās ar ģeniālu dizainu, izmantojot zemās gravitācijas priekšrocības kosmosā; pagriežamais spogulis šūpojās uz priekšu un atpakaļ, jo tā malas abās pusēs ietriecās buferos. Ja spogulis neiedarbotos uz ārējiem spēkiem — kosmosā tas būtu bezsvara stāvoklī un nesaskartos ar gaisa pretestību —, inerce saglabātu spoguļa sitienu starp buferiem uz priekšu un atpakaļ ar vienmērīgu ātrumu vairāk nekā 13 reizes sekundē. Katru reizi, kad tas šūpojās vienā virzienā, sensori no atstarotās gaismas tvēra vēl sešas datu līnijas katrai spektra joslai, ejot kopsolī ar satelītu, kas ceļoja uz dienvidiem. Un katru reizi, kad spogulis šūpojās atpakaļ, tas tvēra kalibrēšanas lampas gaismu.

Norvuda saprata Hova dizaina spožumu, taču viņai bija jāpārliecina daudzi negodprātīgie, ka tas darbosies. Hughes cilvēki galvenokārt bija elektronikas cilvēki, viņa saka. Un viņi nodrebēja no domas par šo mehānisko spoguli.

Ja daži Hjūsā bija skeptiski, daudzi ASV Ģeoloģijas dienesta un NASA pētnieki bija pārliecināti, ka MSS, iespējams, nevarēs sniegt noderīgus datus. Viņi visi bija pazīstami ar vidicon televīzijas kamerām, ko izmantoja Surveyor un agrīnajās Apollo misijās, un bija pieraduši pie uzņemtajiem pilna kadra analogajiem attēliem. Viņi atteicās no domas palaist nepārbaudītu mehānisku ierīci, kas skenēja rindu pēc rindas, un visu lietu paļāvās uz sitienu spoguli. Debates par to, kurai sistēmai vajadzētu dominēt, ievilkās vairāk nekā gadu. Karšu veidotāji, piemēram, es, ļoti aizdomīgi izturējās pret multispektrālo skeneri, kuram mēs nevarējām noticēt, ka tam būs ģeometriska integritāte, vēlāk atzinās USGS kartogrāfs Aldens Kolvokoresss.

Vienīgie, kas bija patiešām skeptiski, ar kuriem es saskāros, patiešām nesaprata, kā tas darbojas. Viņi zināja, ka tur dauzījās spogulis, stāsta Norvuds. Viņi vienkārši uzskatīja, ka tas ir pārāk rupji. Par laimi, viņa piebilst, viņai vajadzēja tikai pārliecināt savu augstāko vadību — un viņi visi bija diezgan gudri cilvēki.

Kad NASA lūdza samazināt skenera izmēru, svaru un jaudas prasības, Norvuda un viņas komanda samazināja dizainu no sešu joslu skenera uz vienu ar četrām joslām. Prototipa izmēriem bija 89 x 59 x 40 centimetri, un tajā bija 9 x 13 collu ovāls spogulis (izgatavots no berilija, lai tas varētu izturēt sitienus un nelocīties un nevibrēt) un pretrunīgi vērtētie bamperi, kas lika inženieriem sarauties. . Tas svēra tikai 48 kilogramus jeb aptuveni 105 mārciņas.

Norvuds lika pētniekiem ievietot skenera maizes versiju kravas automašīnas aizmugurē. Viņa saka, ka tas bija tikai ķekars ar kastēm. Mēs varējām izmantot visu svaru, kādu vēlējāmies. Viņi brauca pa Kaliforniju, skenējot Half Dome, Josemitas ieleju un Sanfrancisko panorāmu. Tik ilgi strādājot pie specifikācijām, Norvuds nebija pārsteigts par testa attēlu augsto kvalitāti.

Norwood multispektrālā skenera testa versija divus mēnešus pirms Landsat 1 palaišanas uztvēra šo viltus krāsu Half Dome attēlu no kravas automašīnas.

PĒC NASA

NASA pabeidza RBV pret MSS debates, nolemjot iekļaut abus satelītā. Nebija ne laika, ne naudas, lai pārvērstu Norvudas prototipu galīgā, izsmalcinātā produktā, tāpēc tika izmantots pats prototips. Kā saka viņas meita Naomi Norvuda, neviens negaidīja, ka tas darbosies, izņemot manu mammu un dažus citus cilvēkus, kuri pie tā strādāja. Lielākā daļa cilvēku uzskatīja, ka vidikoni būtu vērtīgi; skeneris tika uzskatīts par eksperimentālu. Norvuds saka, ka vidusmēra cilvēks neaptvēra, kādu izkropļotu attēlu rada televīzijas kamera. Mēs gribējām zinātnisku precizitāti.

Satriecoša debija

1972. gada 23. jūlijā Norvuda kopā ar savu vīru un jaunāko dēlu sēdēja Kalifornijas Vandenbergas gaisa spēku bāzes balinātājos, kad ar viņas MSS prototipu tika palaists Zemes resursu tehnoloģiju satelīts (kas vēlāk tiks pārdēvēts par Landsat 1). Es nekad klātienē nebiju redzējusi raķetes palaišanu, viņa saka. Tātad tas bija aizraujoši.

Divas dienas vēlāk pētnieki sapulcējās NASA Godāras kosmosa lidojumu centrā, lai redzētu, ka pirmie MSS dati tiek pārvērsti attēlos. Kad mākoņu ainas padevās viļņotiem zemes attēliem, tehniķis sūdzējās par šausmīgo muarē rakstu. Taču drīz viņi saprata, ka attēlā redzami Ouachitas kalni Oklahomā, viļņotās līnijas precīzi attēlojot diapazona krokas. Vienam ģeologam sariesās asaras acīs. Es ļoti kļūdījos šajā jautājumā, atzina kāds cits, kurš bija MSS skeptiķis. Es netaisos ēst vārnu. Nav pietiekami liels. Es iešu ēst kraukli.

Vienpadsmit dienas pēc palaišanas satelīta milzīgs jaudas pieaugums izslēdza vienu no diviem videomagnetofoniem, kas glabāja RBV attēlus un MSS datus, kas savākti, kamēr satelīts nebija sasniedzams ASV zemes stacijām. Trīs dienas vēlāk satelītu satricināja otrs jaudas pieaugums, kas saistīts ar RBV, liekot tam vērsties prom no Zemes, apdraudot misiju. Satelīts izlaboja sevi pēc tam, kad RBV tika izslēgti, un inženieri klusi nolēma tos atstāt uz visiem laikiem. Dati, ko Norvudas MSS sūtīja atpakaļ uz Zemi — digitāli — radīja satriecoši skaidrus un asus attēlus.

Es apmeklēju sapulces, un cilvēki vienkārši lēkāja augšā un lejā, jo bija atklājuši citu datu pielietojumu, viņa saka. Un ne tikai zinātnieki: gadiem ilgi ikviens pasaulē varēja iegādāties Landsat attēlu no jebkuras vietas uz Zemes tikai par 1,25 USD. Piekļuve attēliem un cenas gadu desmitiem mainījās, taču 2009. gadā viss Landsat attēli kļuva pieejams bez maksas.

Landsata attēls ar St. Helens kalnu pēc tā izvirduma 1980. gadā. Un 94 gadus vecais Norvuds katru dienu veic putnu sugu uzskaiti.

MICHELLE GROSKOPF (NORWOOD); USGS/NASA LANDSAT

Norvuds bija iesaistīts nākamajās četrās Landsat versijās, kas tika izlaistas 1975., 1978., 1982. un 1984. gadā; Landsats 4 un 5 lidoja ne tikai ar viņas četru joslu MSS versijām, bet arī ar oriģinālo dizainu. (Saukta par tematisko kartētāju, tā skenēja sešas spektrālās joslas, kā viņa sākotnēji bija iecerējusi, un vēl vienu.) 1977. gadā viņa pārgāja uz elektrooptikas sistēmu grupu Hjūsā, kur strādāja par vecāko zinātnieci un pēc tam par laboratorijas inženieri. , strādājot pie lielu aktīvo antenu projektēšanas kosmosa vajadzībām un citiem augsti klasificētiem valdības projektiem.

Pēc aiziešanas pensijā 1989. gadā Norvuda sāka kolekcionēt un atjaunot antīkos pulksteņus, bieži apstrādājot savas detaļas, lai veiktu šo darbu. Viņa turpina ļauties mūža entuziasmam par sporta automašīnām (lai gan pandēmijas laikā viņas licence beidzās, viņa saka, ka viņas sudrabzilā sešpakāpju Mazda Miata vadāma labāk nekā viņas iepriekšējie Jaguāri, MG un Alfas), un viņa ir kļuvusi par dedzīgu putnu vērotāju. , katru rītu nosūtot meitai e-pasta ziņojumu ar ikdienas sugu skaitu viņas pagalmā (viņa savulaik saskaitīja 18).

Tikmēr Landsat skenēšanas programma, ko viņa ieviesa dzīvē, ir sekojusi pasaulei kopš 1972. gada. Skeneri gadu gaitā ir turpinājuši attīstīties, un Landsat 8, kas tika palaists 2013. gadā, ir aprīkots ar stumjamās slotas dizainu, ko viņa vēlas. sākotnēji gribēja būvēt. Tā detektori ir izvietoti pāri attēlotajam vālam, ņem paraugus no katras līnijas, kad satelīts pārvietojas savā orbītā, un nav nepieciešams spogulis. Tā būtu mana pirmā izvēle, šis dizains, viņa saka. Patiesībā es konfigurēju vienu. Bet mums nebija detektoru — tas aizņem tūkstošiem detektoru bez atstarpēm. Landsat 9 ir plānots palaist 2021. gada septembrī.

Landsat ietekme ir bijusi daudz lielāka, nekā kāds varēja iedomāties 1972. gadā. Tā ir ne tikai nozīmīga loma digitālās attēlveidošanas ēras ievadīšanā, bet arī ir fiksējusi Arāla jūras gandrīz izzušanu starp Kazahstānu un Uzbekistānu, ezeru, kas bija pasaules ceturtā lielākā, pirms divas tās pievadupes tika novirzītas izmantošanai lauksaimniecībā. Landsat attēli ar 1988. gada Jeloustonas parka ugunsgrēkiem ievērojami uzlaboja mūsu izpratni par uguns zinātni. Tā arī ir dokumentēts tādas lietas kā ledāju atkāpšanās, satriecošā Pekinas izaugsme un St. Helens kalna izvirdums 1980. gadā.

Norvuds, kurš šogad ieguva Amerikas Fotogrammetrijas un attālās izpētes biedrības balvu par mūža ieguldījumu, ir īpaši gandarīts, ka Landsats spēja nofotografēt tādas pasaules daļas, kas vēl nekad nebija iemūžinātas. Bet viņas iecienītākajam Landsat attēlam ir personiskāka nozīme. Man patīk tā, kurā ir mana māja, viņa saka. Sākotnējā Landsat 1972. gadā to iemūžināja vienā no pirmajām pārbraucieniem pār Losandželosu, un tagad tā karājas viņas mājas gaitenī. Tajā ir izteiksmīgs Losandželosas attēls un Klusā okeāna pleķītis, viņas pašas pieticīgā māja, kas paslēpta starp Santamonikas kalnu kontūrām.

paslēpties