İMECE uydusu

İMECE, TÜBİTAK Uzay Teknolojileri Araştırma Enstitüsü'nün (TÜBİTAK UZAY) geliştirdiği, Türkiye'nin metre altı çözünürlükte görüntü alabilen ilk yer gözlem uydusudur. 15 Nisan 2023'te ABD'den bir SpaceX Falcon 9 roketiyle fırlatıldı ve yaklaşık 680 kilometre yükseklikteki yörüngesinden Dünya'nın fotoğraflarını çekiyor. Kütlesi yaklaşık 700 kilogram.

İMECE'yi önemli kılan yalnız kamerasının keskinliği değil. Uydunun asıl hedefi, yer gözlem uydularında kullanılacak alt sistemleri yurt içinde tasarlayıp üretebilecek altyapıyı kurmaktı. Bu yüzden İMECE, Türkiye'nin uydu yapımında yıllardır biriktirdiği deneyimin bir sınavı olarak da görülüyor. Bu sayfada uydunun ne yaptığını, "metre altı çözünürlük" ifadesinin ne anlama geldiğini, üzerindeki yerli sistemleri ve kendinden önceki uydularla bağını anlatıyoruz.

Yer gözlem uydusu ne yapar?

Yer gözlem uyduları, yörüngeden Dünya yüzeyini görüntüleyen araçlardır. Haritacılıktan tarıma, şehir planlamasından afet sonrası hasar tespitine kadar pek çok alanda kullanılırlar. Türünün genel özelliklerini yer gözlem uydusu sayfasında, uyduların yörüngede nasıl kaldığını ise yapay uydu maddesinde bulabilirsiniz.

İMECE yaklaşık 680 kilometre yükseklikte, Güneş eşzamanlı bir yörüngede dolanıyor. Bu tür yörüngede uydu, Dünya'nın aynı bölgesinin üzerinden hep aynı yerel saatte geçer. Böylece farklı günlerde çekilen görüntülerde güneşin açısı ve gölgelerin uzunluğu birbirine yakın olur; aynı yerin zaman içindeki değişimini karşılaştırmak kolaylaşır. Yer gözlem uydularında bu yörüngenin sık tercih edilmesinin nedeni budur.

"Metre altı çözünürlük" ne demek?

Bir uydu görüntüsü, tıpkı telefon fotoğrafları gibi piksellerden oluşur. Uzaysal çözünürlük, tek bir pikselin yerde kapladığı alanın kenar uzunluğudur. Çözünürlüğü 10 metre olan bir görüntüde her piksel yerde 10 × 10 metrelik bir kareyi temsil eder; bu ölçekte bir ev ancak birkaç piksellik bir leke gibi görünür. Çözünürlük 1 metrenin altına indiğinde ise tek tek araçlar, yollardaki şeritler, binaların biçimi ayırt edilebilir hâle gelir. TÜBİTAK UZAY, İMECE'yi tam da bu nedenle "metre altı çözünürlüklü" ilk yerli yer gözlem uydusu olarak tanıtıyor.

İMECE'nin kamerası iki tür görüntü üretiyor:

• Pankromatik (PAN) görüntü: görünür ışığın geniş bir aralığını tek kanalda toplayan siyah-beyaz görüntü. Işık tek bantta toplandığı için en yüksek ayrıntı burada elde edilir; İMECE'de bu çözünürlük 1 metrenin altında.
• Çok bantlı (multispektral) görüntü: kırmızı, yeşil, mavi ve yakın kızılötesi olmak üzere dört ayrı bantta alınan görüntü; çözünürlüğü 3,96 metre.

Uydu görüntülerinde yaygın bir uygulama, pankromatik görüntünün keskinliğini çok bantlı görüntünün renk bilgisiyle birleştirmektir; böylece hem ayrıntılı hem renkli bir sonuç elde edilir. Yakın kızılötesi bant ise insan gözünün göremediği bir bilgi taşır: sağlıklı bitki örtüsü bu dalga boyunda güçlü yansıma yaptığı için tarım alanlarının ve ormanların izlenmesinde işe yarar. Işığın farklı dalga boylarını elektromanyetik tayf sayfasında anlattık.

Verileri göster

Yörünge yüksekliği	Yaklaşık 680 km
Kütle	Yaklaşık 700 kg
Pankromatik çözünürlük	Metre altı
Renkli ve kızılötesi bantlar	3,96 m
Yerli alt sistem	13
Fırlatma	15 Nisan 2023

Yerli alt sistemler

Bir uydu; enerji üreten ve dağıtan, yönünü belirleyen ve değiştiren, yerle haberleşen, verileri işleyip saklayan pek çok alt sistemden oluşur. TÜBİTAK UZAY'ın verdiği bilgiye göre İMECE'de enstitünün geliştirdiği 13 alt sistem kullanıldı. Bunlar arasında şunlar var:

• Güç kontrol ve dağıtım birimi: güneş panellerinden gelen enerjiyi düzenleyip uydunun sistemlerine dağıtır.
• Uçuş bilgisayarı: uydunun "beyni"; görevleri yönetir, komutları işler.
• Yıldız izler ve Güneş algılayıcısı: uydunun uzaydaki yönelimini, yıldızların ve Güneş'in konumuna bakarak belirler.
• Tepki tekerleri ve tepki tekeri arayüz birimi: hızla dönen tekerleklerin dönüş hızını değiştirerek uyduyu yakıt harcamadan döndürür; kameranın hedefe doğru çevrilmesi böyle sağlanır.
• GPS alıcısı: uydunun yörüngedeki konumunu ve zamanı belirler.
• Elektrikli itki motoru: yörünge düzeltmeleri için kullanılan, kimyasal motorlara göre çok daha az yakıtla çalışan itki sistemi. Çalışma ilkesi iyon motoru sayfasında anlatılıyor.
• X-bant anten ve X-bant verici: çekilen yüksek hacimli görüntü verisini yere gönderir.
• S-bant alıcı-verici: uyduya komut gönderilmesi ve uydunun durum bilgisinin (telemetri) alınması için kullanılır.
• Veri sıkıştırma ve kayıt birimi: görüntüleri, yer istasyonunun üzerinden geçilene kadar saklar ve iletim için sıkıştırır.

Bu listenin anlamı şu: daha önce dışarıdan satın alınan pek çok kritik bileşen, İMECE ile birlikte uzayda çalışırken sınanmış oldu. Uzay sektöründe "uçuş geçmişi" olarak anılan bu deneyim, bir parçanın sonraki uydularda güvenle kullanılabilmesi için çoğu zaman şarttır. TÜBİTAK UZAY projenin kazanımlarını gelişmiş test altyapısı, uçuş geçmişi kazanmış yeni uydu donanımları, yetişmiş insan gücü ve yüksek çözünürlüklü uydu geliştirme yeteneği olarak sıralıyor; hedefin dışa bağımlılığı azaltmak ve rekabet gücünü artırmak olduğunu vurguluyor.

Fırlatma

İMECE, SpaceX'in küçük uyduları toplu olarak yörüngeye taşıdığı paylaşımlı fırlatma serisinin yedinci uçuşu Transporter-7 ile uzaya gönderildi. Falcon 9 roketi, Kaliforniya'daki Vandenberg Uzay Kuvvetleri Üssü'ndeki 4 numaralı Fırlatma Kompleksi'nden yerel saatle 14 Nisan 2023 akşamı havalandı; Türkiye saatiyle bu, 15 Nisan sabahına denk geliyordu. Paylaşımlı fırlatmalar, kendi roketini kiralamak yerine aynı yörüngeye gidecek pek çok uyduyu tek seferde taşıyarak fırlatma maliyetini düşürür.

RASAT'tan GÖKTÜRK-2'ye, oradan İMECE'ye

İMECE, TÜBİTAK UZAY'ın yer gözlem uydusu serisinin son halkası. Seriyi kendinden öncekilerle birlikte okumak, Türkiye'de uydu çözünürlüğünün nasıl adım adım arttığını gösteriyor:

• RASAT 17 Ağustos 2011'de fırlatıldı. 93 kilogramlık bu küçük uydu 687 kilometreden 7,5 metre pankromatik, 15 metre renkli çözünürlükte görüntü alıyordu. Üç yıllık tasarım ömrüne karşın yaklaşık on bir yıl çalıştı ve 23 Ağustos 2022'de görevini tamamladı. RASAT ile uçuş bilgisayarı ve X-bant verici gibi yerli donanımlar uçuş geçmişi kazandı.
• GÖKTÜRK-2 18 Aralık 2012'de fırlatıldı. 397 kilogramlık uydu 686 kilometreden 2,5 metre pankromatik, 5 metre renkli çözünürlük sunuyor; TÜBİTAK UZAY onu Türkiye'nin ilk milli askerî istihbarat uydusu olarak tanıtıyor.
• İMECE 15 Nisan 2023'te fırlatıldı ve pankromatik çözünürlüğü metre altına indirdi.

Verileri göster

RASAT (2011)	15
GÖKTÜRK-2 (2012)	5
İMECE (2023)	3,96

Bu seriden ayrı olarak Türkiye'nin haberleşme uyduları da var; onlardan biri için Türksat 6A maddesine bakabilirsiniz.

Verileri göster

2011	RASAT fırlatıldı
2012	GÖKTÜRK-2 fırlatıldı
2022	RASAT görevini tamamladı
2023	İMECE fırlatıldı

Neden önemli?

Yüksek çözünürlüklü uydu görüntüsü, bugün devletler için hem ekonomik hem stratejik bir kaynak. Bu görüntüleri başka ülkelerin uydularından satın almak mümkün; ama hangi bölgenin, ne zaman ve hangi öncelikle görüntüleneceğine karar verebilmek için kendi uydunuza sahip olmanız gerekir. İMECE'nin önemi, bu yeteneği yurt içinde tasarlanıp geliştirilen bir uyduyla sağlamasında.

İkinci kazanım ise sanayi tarafında. Uydu yapmak; optik, elektronik, yazılım, malzeme ve test altyapısının bir arada olmasını gerektirir. İMECE'deki yerli alt sistemlerin uzayda çalışmış olması, bu bileşenlerin sonraki uydularda da kullanılabilmesinin önünü açıyor.

Kısaca

• İMECE, TÜBİTAK UZAY'ın geliştirdiği, Türkiye'nin metre altı çözünürlüklü ilk yer gözlem uydusu.
• 15 Nisan 2023'te Falcon 9 roketiyle, Transporter-7 paylaşımlı göreviyle fırlatıldı.
• Yaklaşık 680 kilometre yükseklikte, Güneş eşzamanlı yörüngede; kütlesi yaklaşık 700 kilogram.
• Siyah-beyaz görüntülerde metre altı, kırmızı-yeşil-mavi ve yakın kızılötesi bantlarda 3,96 metre çözünürlük sunuyor.
• Uçuş bilgisayarından elektrikli itki motoruna 13 alt sistemi TÜBİTAK UZAY'da geliştirildi.
• RASAT (2011) ve GÖKTÜRK-2 (2012) ile başlayan yerli yer gözlem uydusu serisinin devamı.