Airborne Real-time Cueing Hyperspectral Enhanced Reconnaissance
এয়ারবোর্ন রিয়েল-টাইম কিউইং হাইপারস্পেকট্রাল এনহ্যান্সড রিকোনাইসেন্স, যা আর্চার নামেও পরিচিত, একটি বায়বীয় ইমেজিং সিস্টেম যা সাধারণ দৃশ্য বা সাধারণ বায়বীয় ফটোগ্রাফির চেয়ে অনেক বেশি বিস্তারিত স্থল চিত্র তৈরি করে। মার্কিন সরকারি কর্মকর্তাদের মতে, এটি সবচেয়ে পরিশীলিত শ্রেণীবদ্ধ নয় এমন হাইপারস্পেকট্রাল ইমেজিং ব্যবস্থা। আশেপাশের এলাকায় অস্বাভাবিকতার জন্য বা পূর্ববর্তী রেকর্ড করা বর্ণালী স্বাক্ষর থেকে পরিবর্তনের জন্য আর্চার স্বয়ংক্রিয়ভাবে সন্ধান করা বস্তুর প্রদত্ত স্বাক্ষরের (যেমন একটি নিখোঁজ বিমান) জন্য বিস্তারিত ইমেজিং স্ক্যান করতে পারে। এর অনুসন্ধান ও উদ্ধার, কাউন্টারড্রাগ, দুর্যোগ ত্রাণ ও প্রভাব মূল্যায়ন এবং হোমল্যান্ড সুরক্ষার জন্য সরাসরি অ্যাপ্লিকেশন রয়েছে এবং মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে সিভিল এয়ার প্যাট্রোল (সিএপি) দ্বারা অস্ট্রেলিয়ান নির্মিত গিপসল্যান্ড জিএ8 এয়ারভান ফিক্সড-উইং বিমানে মোতায়েন করা হয়েছে। মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের বিমান বাহিনীর বেসামরিক সহায়ক সংস্থা সিএপি একটি স্বেচ্ছাসেবী শিক্ষা এবং জনসেবা অলাভজনক সংস্থা যা মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে বিমান অনুসন্ধান ও উদ্ধার পরিচালনা করে। আর্চার একটি দিনের বেলার অ-আক্রমণাত্মক প্রযুক্তি, যা কোনও বস্তুর প্রতিফলিত আলো বিশ্লেষণ করে কাজ করে। এটি রাতে, জলের নিচে, ঘন আবরণের নিচে, ভূগর্ভস্থ, তুষারের নিচে বা বিল্ডিংয়ের অভ্যন্তরে বস্তু সনাক্ত করতে পারে না। সিস্টেমটি বিমানের পেটে একটি কোয়ার্টজ কাচের পোর্টালের মাধ্যমে একটি বিশেষ ক্যামেরা ব্যবহার করে, যা সাধারণত 100 নট (50 মিটার/সেকেন্ড) স্থল গতিতে একটি আদর্শ মিশন উচ্চতায় উড়ানো হয়। সিস্টেম সফ্টওয়্যারটি লস অ্যাঞ্জেলেসের স্পেস কম্পিউটার কর্পোরেশন দ্বারা তৈরি করা হয়েছিল এবং সিস্টেম হার্ডওয়্যারটি বিশেষত সিএপি-র জন্য হাওয়াইয়ের হনোলুলুর নোভাসোল কর্পোরেশন দ্বারা সরবরাহ করা হয়। আর্চার ব্যবস্থাটি মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের নেভাল রিসার্চ ল্যাবরেটরি (এন. আর. এল) এবং এয়ার ফোর্স রিসার্চ ল্যাবরেটরি (এ. এফ. আর. এল) দ্বারা পূর্বে গৃহীত হাইপারস্পেকট্রাল প্রযুক্তি গবেষণা এবং পরীক্ষার উপর ভিত্তি করে তৈরি। সিএপি তার 74 বছরের ইতিহাসে গৃহীত বৃহত্তম আন্তঃসংস্থা প্রকল্পে এনআরএল, এএফআরএল এবং মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের কোস্ট গার্ড রিসার্চ অ্যান্ড ডেভেলপমেন্ট সেন্টারের সহযোগিতায় আর্চার তৈরি করেছে। 2003 সাল থেকে, 2002 সালের প্রতিরক্ষা বরাদ্দ আইনের অধীনে অনুমোদিত প্রায় 5 মিলিয়ন মার্কিন ডলার উন্নয়ন ও মোতায়েনের জন্য ব্যয় করা হয়েছে। সিএপি মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র জুড়ে 16টি বিমানের প্রাথমিক মোতায়েনের কাজ শেষ এবং 100 জনেরও বেশি অপারেটরকে প্রশিক্ষণ দেওয়ার কথা জানিয়েছে, তবে কেবল কয়েকটি অনুসন্ধান ও উদ্ধার অভিযানে এই ব্যবস্থাটি ব্যবহার করেছে এবং কোনও ধ্বংসাবশেষ খুঁজে পাওয়ার জন্য এটিকে প্রথম কৃতিত্ব দেয়নি। 2007 সালে জর্জিয়া এবং মেরিল্যান্ডে অনুসন্ধানের সময়, আর্চার বিমানের ধ্বংসাবশেষ খুঁজে পেয়েছিল, তবে উন্নত প্রযুক্তির পরিচালক কর্নেল ড্রু অ্যালেক্সা এবং সিএপি-র আর্চার প্রোগ্রাম ম্যানেজারের মতে, উভয় দুর্ঘটনায় কেউ বেঁচে ছিলেন না। সিভিল এয়ার প্যাট্রোলের উটাহ উইং থেকে একটি আর্চার সজ্জিত বিমান 2007 সালের সেপ্টেম্বরে অ্যাডভেঞ্চারারার স্টিভ ফসসেটের সন্ধানে ব্যবহার করা হয়েছিল। আর্চার মিঃ ফসেটকে খুঁজে পাননি, তবে কয়েক দশক পুরনো নেভাদার উচ্চ মরুভূমি অঞ্চলে পূর্বে অজানা আটটি ক্র্যাশ সাইট উন্মোচন করতে সহায়ক ভূমিকা পালন করেছিলেন। কর্নেল অ্যালেক্সা 2007 সালে সংবাদমাধ্যমের কাছে এই ব্যবস্থার বর্ণনা দিয়েছিলেনঃ "মানুষের চোখ মূলত তিনটি আলোর ব্যান্ড দেখতে পায়। আর্চার সেন্সর 50টি দেখতে পায়। এটি গাছপালায় অসঙ্গতিপূর্ণ জিনিস যেমন ধাতু বা বিমানের ধ্বংসাবশেষ থেকে কিছু দেখতে পারে। নেভাদা সিভিল এয়ার প্যাট্রোলের মেজর সিনথিয়া রায়ান 2007 সালে সংবাদমাধ্যমের কাছে এই ব্যবস্থাটি বর্ণনা করার সময় বলেছিলেন, "আর্চার মূলত ভূবিজ্ঞান দ্বারা ব্যবহৃত কিছু। এটি বেশ পরিশীলিত জিনিস। মানুষের চোখ সাধারণত যা দেখতে পায় তার বাইরে ", তিনি আরও বিশদভাবে বলেন", এটি পাথর দেখতে পারে, গাছ দেখতে পারে, পাহাড়, সেজব্রাশ, যাই হোক না কেন, তবে এটি 'তা নয়' বা 'হ্যাঁ, তা' বলে যায়। এর বিস্ময়কর অংশটি হল যে এটি লক্ষ্যমাত্রার 10 শতাংশের মতো কম দেখতে পারে এবং সেখান থেকে এক্সট্রপোলেট করতে পারে। প্রাথমিক অনুসন্ধান ও উদ্ধার অভিযানের পাশাপাশি, সিএপি আর্চারের জন্য অতিরিক্ত ব্যবহার পরীক্ষা করেছে। উদাহরণস্বরূপ, 2005 সালের আগস্টে মিসৌরিতে একটি পাইলট প্রকল্পে বিপজ্জনক উপাদানের নিঃসরণ ট্র্যাক করার জন্য সিস্টেমের উপযুক্ততা মূল্যায়নের জন্য একটি আর্চার সজ্জিত সিএপি জিএ8 ব্যবহার করা হয়েছিল এবং 2005 সালের সেপ্টেম্বরে টেক্সাসে হারিকেন রিটার পরে তেল ছড়িয়ে পড়া ট্র্যাক করার জন্য একটি মোতায়েন করা হয়েছিল। তারপর থেকে, মিসৌরিতে উদ্ভূত একটি বিমানের ক্ষেত্রে, 2006 সালের অক্টোবরে আর্কার সিস্টেমটি তার কার্যকারিতা প্রমাণ করে, যখন এটি ওকলার অ্যান্টলারসে ধ্বংসাবশেষ খুঁজে পায়। ন্যাশনাল ট্রান্সপোর্টেশন অ্যান্ড সেফটি বোর্ড আর্চার প্রদত্ত তথ্যে অত্যন্ত সন্তুষ্ট ছিল, যা পরে কয়েক মাইল রুক্ষ, কাঠের ভূখণ্ড জুড়ে ছড়িয়ে থাকা বিমানের ধ্বংসাবশেষ সনাক্ত করতে ব্যবহৃত হয়েছিল। 2007 সালের জুলাই মাসে, আর্চার সিস্টেম কানসাস তেল শোধনাগার থেকে উদ্ভূত একটি বন্যা-বাহিত তেল ছড়িয়ে পড়া চিহ্নিত করে, যা নীচের দিকে প্রসারিত হয়েছিল এবং পূর্বে সন্দেহজনক জলাধার এলাকায় আক্রমণ করেছিল। ক্লায়েন্ট সংস্থাগুলি (ইপিএ, কোস্ট গার্ড এবং অন্যান্য ফেডারেল এবং রাজ্য সংস্থাগুলি) দ্রুত প্রতিকারের জন্য প্রয়োজনীয় তথ্য খুঁজে পেয়েছে। 2008 সালের সেপ্টেম্বরে, টেক্সাস উইং থেকে একটি সিভিল এয়ার প্যাট্রোল জি. এ-8 আরকানসাস থেকে একটি নিখোঁজ বিমানের সন্ধান করে। এটি ওকলাহোমাতে পাওয়া গেছে, স্থল অনুসন্ধানকারীরা এবং ওভারফ্লাইং আর্চার সিস্টেম দ্বারা একযোগে চিহ্নিত করা হয়েছে। সরাসরি আবিষ্কারের পরিবর্তে, এটি ছিল সিস্টেমের নির্ভুলতা এবং কার্যকারিতার একটি বৈধতা। পরবর্তী পুনরুদ্ধারে দেখা গেছে যে আর্চার খুব নির্ভুলতার সাথে ধ্বংসাবশেষ এলাকা প্লট করেছে। প্রযুক্তিগত বিবরণ প্রধান আর্চার সাবসিস্টেম উপাদানগুলির মধ্যে রয়েছেঃ প্রতি পিক্সেলে এক বর্গমিটার রেজোলিউশন সহ উন্নত হাইপারস্পেকট্রাল ইমেজিং (এইচএসআই) সিস্টেম। প্রতি পিক্সেলের রেজোলিউশন সহ প্যানক্রোমেটিক হাই-রেজোলিউশন ইমেজিং (এইচআরআই) ক্যামেরা। গ্লোবাল পজিশনিং সিস্টেম (জিপিএস) একটি ইনার্শিয়াল নেভিগেশন সিস্টেম (আইএনএস) হাইপারস্পেকট্রাল ইমেজারের সাথে সমন্বিত প্যাসিভ হাইপারস্পেকট্রাল ইমেজিং স্পেকট্রোস্কোপি রিমোট সেন্সর মাল্টি-স্পেকট্রাল ব্যান্ডে একটি লক্ষ্য পর্যবেক্ষণ করে। এইচএসআই ক্যামেরা চিত্র বর্ণালীকে দৃশ্যমান বর্ণালীর নীল প্রান্তে 500 ন্যানোমিটার (এনএম) তরঙ্গদৈর্ঘ্য থেকে ইনফ্রারেডে 1100 এনএম পর্যন্ত 52টি "বিন"-এ পৃথক করে, যা ক্যামেরাটিকে 11.5 এনএম-এর বর্ণালী রেজোলিউশন দেয়। যদিও আর্চার সমস্ত 52টি ব্যান্ডে তথ্য রেকর্ড করে, গণনামূলক অ্যালগরিদমগুলি শুধুমাত্র প্রথম 40টি ব্যান্ড ব্যবহার করে, 500 এনএম থেকে 960 এনএম পর্যন্ত, কারণ 960 এনএম-এর উপরে ব্যান্ডগুলি খুব শোরগোলপূর্ণ হতে পারে না। তুলনার জন্য, সাধারণ মানুষের চোখ প্রায় 400 থেকে 700 এনএম তরঙ্গদৈর্ঘ্যের প্রতি সাড়া দেবে এবং ট্রাইক্রোমেটিক, যার অর্থ চোখের শঙ্কু কোষগুলি কেবল তিনটি বর্ণালী ব্যান্ডে আলো অনুভব করে। যখন আর্চার বিমানটি একটি অনুসন্ধান এলাকার উপর দিয়ে উড়ে যায়, তখন এইচএসআই ক্যামেরা লেন্স দ্বারা প্রতিফলিত সূর্যালোক সংগ্রহ করা হয়। সংগৃহীত আলো লেন্সের একটি সেটের মধ্য দিয়ে যায় যা আলোকে কেন্দ্রীভূত করে মাটির একটি চিত্র তৈরি করে। ইমেজিং সিস্টেমটি ছবি অর্জনের জন্য একটি পুশব্রুম পদ্ধতি ব্যবহার করে। পুশব্রুম পদ্ধতির সাথে, ফোকাসিং স্লিট চিত্রের উচ্চতা একটি উল্লম্ব পিক্সেলের সমতুল্য করে, একটি অনুভূমিক রেখা চিত্র তৈরি করে। অনুভূমিক রেখার চিত্রটি তখন একটি বিচ্ছুরণ গর্তের উপর প্রক্ষেপিত হয়, যা একটি খুব সূক্ষ্মভাবে খোদাই করা প্রতিফলিত পৃষ্ঠ যা তার বর্ণালীতে আলো ছড়িয়ে দেয়। অনুভূমিক রেখার চিত্র থেকে একটি দ্বি-মাত্রিক (2ডি) বর্ণালী চিত্র তৈরি করার জন্য বিচ্ছুরণ গ্র্যাটিংটি বিশেষভাবে নির্মিত এবং অবস্থান করা হয়। ডিফ্রাকশন গ্রেটিংয়ের নকশা এবং বিন্যাস দ্বারা বর্ণালীটি উল্লম্বভাবে, অর্থাৎ রেখা চিত্রের লম্বভাবে অভিক্ষিপ্ত হয়। 2ডি স্পেকট্রাম ইমেজ একটি চার্জ-কাপল্ড ডিভাইস (সিসিডি) দ্বি-মাত্রিক ইমেজ সেন্সরের উপর প্রজেক্ট করে, যা সারিবদ্ধ করা হয় যাতে অনুভূমিক পিক্সেলগুলি চিত্রের অনুভূমিক সমান্তরাল হয়। ফলস্বরূপ, উল্লম্ব পিক্সেলগুলি বিচ্ছুরণ গ্র্যাটিং থেকে উত্পাদিত বর্ণালীর সাথে মিলে যায়। পিক্সেলের প্রতিটি কলাম মূল চিত্র থেকে একটি অনুভূমিক পিক্সেলের বর্ণালী গ্রহণ করে। সিসিডিতে উল্লম্ব পিক্সেল সেন্সরগুলির বিন্যাস বর্ণালীকে স্বতন্ত্র এবং নন-ওভারল্যাপিং বিরতিতে বিভক্ত করে। সিসিডি আউটপুট 504 অনুভূমিক চিত্র পিক্সেলের প্রত্যেকটির জন্য 52টি বর্ণালী ব্যান্ডের জন্য বৈদ্যুতিক সংকেত নিয়ে গঠিত। অন-বোর্ড কম্পিউটার প্রতি সেকেন্ডে ষাট বার ফ্রেম হারে সিসিডি আউটপুট সংকেত রেকর্ড করে। 2, 500 ফুট এজিএল উচ্চতায় এবং 100 নট গতিতে, একটি 60 হার্জ ফ্রেম রেট প্রতি পিক্সেলে প্রায় এক বর্গ মিটারের গ্রাউন্ড ইমেজ রেজোলিউশনের সমান। সুতরাং, সিসিডি থেকে নেওয়া প্রতিটি ফ্রেমে প্রায় এক মিটার লম্বা এবং 500 মিটার চওড়া একটি স্থলভাগের বর্ণালীগত তথ্য থাকে। উচ্চ-রেজোলিউশনের ইমেজার একটি উচ্চ-রেজোলিউশনের ইমেজিং (এইচ. আর. আই) কালো-সাদা, বা প্যানক্রোমেটিক, ক্যামেরা এইচ. এস. আই ক্যামেরার পাশে স্থাপন করা হয় যাতে উভয় ক্যামেরা একই প্রতিফলিত আলো ধারণ করতে সক্ষম হয়। এইচ. আর. আই ক্যামেরা এইচ. এস. আই ক্যামেরার মতো একটি পুশব্রুম পদ্ধতি ব্যবহার করে একটি অনুরূপ লেন্স এবং স্লিট ব্যবস্থা সহ আগত আলোকে একটি পাতলা, প্রশস্ত রশ্মির মধ্যে সীমাবদ্ধ করতে। তবে, এইচ. আর. আই ক্যামেরায় আগত প্রতিফলিত আলোকে ছড়িয়ে দেওয়ার জন্য কোনও বিচ্ছুরণ গ্র্যাটিং নেই। পরিবর্তে, আরও চিত্রের তথ্য ক্যাপচার করার জন্য আলোকে একটি বৃহত্তর সিসিডি-তে পরিচালিত করা হয়। যেহেতু এটি প্রতি ফ্রেমে স্থল চিত্রের একটি একক লাইন ধারণ করে, তাই এটিকে লাইন স্ক্যান ক্যামেরা বলা হয়। এইচআরআই সিসিডি 6,144 পিক্সেল চওড়া এবং এক পিক্সেল উঁচু। এটি 720 হার্জ ফ্রেম হারে কাজ করে। আর্চার অনুসন্ধানের গতি এবং উচ্চতায় (2,500 ফুট এজিএল-এ মাটির উপর 100 নট) কালো-সাদা চিত্রের প্রতিটি পিক্সেল মাটির 3 ইঞ্চি বাই 3 ইঞ্চি এলাকা প্রতিনিধিত্ব করে। এই উচ্চ রেজোলিউশন কিছু বস্তু সনাক্ত করার ক্ষমতা যোগ করে। প্রক্রিয়াকরণ ককপিটে একটি মনিটর বাস্তব সময়ে বিস্তারিত চিত্র প্রদর্শন করে এবং সিস্টেমটি পরবর্তী বিশ্লেষণের জন্য প্রতি ঘন্টায় 30 গিগাবাইট (জিবি) হারে চিত্র এবং গ্লোবাল পজিশনিং সিস্টেম ডেটা লগ করে। অন-বোর্ড ডেটা প্রসেসিং সিস্টেম ডেটা অধিগ্রহণ এবং রেকর্ডিং, কাঁচা ডেটা সংশোধন, লক্ষ্য সনাক্তকরণ, কিউইং এবং চিপিং, নির্ভুল চিত্র ভূ-নিবন্ধন এবং চিত্র পণ্য এবং লক্ষ্য কিউ তথ্য প্রদর্শন ও প্রচার সহ অসংখ্য রিয়েল-টাইম প্রসেসিং ফাংশন সম্পাদন করে। লক্ষ্য নির্ধারণের জন্য আর্চারের তিনটি পদ্ধতি রয়েছেঃ একটি পিক্সেল প্রোফাইলের সাথে মেলে না এমন সম্ভাবনা নির্ধারণের জন্য চিত্রের পিক্সেলগুলির একটি পরিসংখ্যানগত মডেল ব্যবহার করে প্রতিফলিত আলোর সাথে বর্ণালী স্বাক্ষরের অসঙ্গতি সনাক্তকরণের সাথে স্বাক্ষরের মিল রয়েছে এবং সনাক্তকরণ পরিবর্তন করে যা একই অঞ্চলে পূর্ববর্তী মিশনে প্রাপ্ত স্থল অবস্থার বিরুদ্ধে বর্তমান চিত্রের পিক্সেল-বাই-পিক্সেল তুলনা কার্যকর করে। পরিবর্তন সনাক্তকরণে, দৃশ্যের পরিবর্তনগুলি চিহ্নিত করা হয় এবং নতুন, সরানো বা চলে যাওয়া লক্ষ্যগুলি মূল্যায়নের জন্য হাইলাইট করা হয়। বর্ণালী স্বাক্ষর মিলনের ক্ষেত্রে, অপারেটরদের সম্ভাব্য ধ্বংসাবশেষ সম্পর্কে সতর্ক করার জন্য সিস্টেমটি একটি অনুপস্থিত বিমানের পরামিতিগুলির সাথে প্রোগ্রাম করা যেতে পারে, যেমন রঙের রঙ। এটি নির্দিষ্ট উপকরণ, যেমন পেট্রোলিয়াম পণ্য বা পরিবেশে নির্গত অন্যান্য রাসায়নিক পদার্থ, বা সাধারণ নীল পলিথিলিন তরপালের মতো সাধারণ জিনিসগুলি অনুসন্ধান করতেও ব্যবহার করা যেতে পারে। প্রভাব মূল্যায়নের ভূমিকায়, ঝড়ে ক্ষতিগ্রস্ত ভবনগুলি অস্থায়ীভাবে মেরামত করতে ব্যবহৃত নীল টার্পের অবস্থান সম্পর্কিত তথ্য সরাসরি দুর্যোগ ত্রাণ প্রচেষ্টায় সহায়তা করতে পারে; মাদকবিরোধী ভূমিকায়, প্রত্যন্ত অঞ্চলে অবস্থিত একটি নীল টার্প অবৈধ কার্যকলাপের সাথে যুক্ত হতে পারে। তথ্যসূত্র বাইরের লিঙ্ক নোভাসোল কর্প স্পেস কম্পিউটার কর্পোরেশন সিভিল এয়ার প্যাট্রোল স্পেকট্রোস্কোপি পৃথিবী পর্যবেক্ষণ দূরবর্তী সেন্সর