Moteris, kuri atnešė mums pasaulį

Prieš pusę amžiaus Virdžinijos bokštas Norwood '47 išrado pirmąjį daugiaspektrinį skaitytuvą, vaizduojantį Žemę iš kosmoso. Nuo tada „Landsat 1“ ir jo įpėdiniai nuolat skenuoja planetą.





2021 m. birželio 29 d Virdžinija Norvud

Michelle Groskopf

Jei Virginia Tower Norwood būtų klausęs savo vidurinės mokyklos patarėjo, ji būtų tapusi bibliotekininke. Jos tinkamumo testas parodė puikų sugebėjimą su skaičiais, ir 1943 m. jis negalėjo sugalvoti geresnio būdo, kaip jauna moteris galėtų panaudoti tokius įgūdžius. Laimei, Norwoodas nenukentėjo nuo to paties vaizduotės trūkumo. Būdama Filadelfijos vidurinės mokyklos klasės sveikintoja, ji jau seniai ryja loginius galvosūkius ir naudojo slydimo taisyklę, kurią tėvas jai suteikė būdamas devynerių metų. Norwood nepaisė savo patarėjo patarimų ir kreipėsi į MIT.



Ji taps novatoriška naujoje mikrobangų antenos dizaino srityje. Ji sukūrė siųstuvą žvalgybinei misijai į Mėnulį, kuri atvėrė kelią Apolono nusileidimui. Ji sumanė ir vadovavo pirmojo daugiaspektrinio skenerio, skirto Žemei vaizduoti iš kosmoso, kūrimui – pirmajam iš palydovinių skaitytuvų, kurie beveik pusę amžiaus nuolatos vaizduoja pasaulį.



Žvelgdama atgal, ji sako, kad niekada negalvojo apie bibliotekininko karjerą: aš nemoku rašybos.

Geriausia mokykla pasaulyje

Virdžinijos bokštas Norvudas Grinviče per antrus ar trečius metus MIT.

VIRGINIJOS NORWOOD ATSKLEIDIMAS

Antrojo pasaulinio karo metais MIT vedė pamokas ištisus metus, todėl Norwood atvyko į Kembridžą 1944 m. vasarą, netrukus po vidurinės mokyklos baigimo. Ją kalbinęs alumnas prisipažino, kad niekada anksčiau nekalbėjo su moterimi (ir pasakė jai, kad ji buvo mažiau niūri nei jo pažįstamos MIT moterys), tačiau jos neatbaidė, kai atsidūrė viena iš maždaug tuzino. moterų jos klasėje. Tada MIT neturėjo moterų bendrabučių, todėl ji išsinuomojo kambarį Centrinės aikštės bute, gražiomis dienomis eidama į miestelį arba prastu oru važiuodama Mass. Ave. tramvajumi. Moterims buvo leista pietauti bendrabučio valgyklose tik kaip studentų vyrų svečiams; ji dažnai valgydavo iš skrebučio ir pjaustytų pomidorų.



Būdama vyriausia armijos karininko dukra, Norwood buvo įpratusi įleisti šaknis, kad ir kur atsidurtų. Ji gyveno Panamoje (kur ji stebėjo, kaip didžiausia pasaulyje valtis plaukia kanalu), Oklahomoje (kur ji prisijungė prie skautų būrio) ir Bermuduose. Kai po Perl Harboro karių šeimos buvo išsiųstos atgal į žemyną, ji lankė penkias skirtingas aukštąsias mokyklas. MIT ji greitai rado kelią į instituto vieną skirtą moterims skirtą erdvę Cheney kambarį – apartamentą su virtuve, biuru su keliais stalais, trimis lovomis, dušu, spintelėmis knygoms ir didele, gražia svetaine. su fortepijonu. Ten susirinkdavo nedidelis MIT moterų kontingentas pasikalbėti, mokytis ir gaminti maistą.

Virdžinijos bokštas Norwoodas kaip paukštis MIT Dramashop produkcijoje Mažosios lapės .

VIRGINIJOS NORWOOD ATSKLEIDIMAS

Nors buvo šokiruota, kai sužinojo, kad beveik visi jos bendramoksliai taip pat buvo sveikintojai ar šaukliai, ji buvo taip gerai pasiruošusi, kad kelis semestrus lankė penkis kursus, o ne įprastus keturis. Dirbau ne pirmus metus, – sako ji. Pakanka klausytis pamokose ir atlikti p-setus, todėl liko daug laiko tyrinėti Bostoną, pasivaikščioti po jo parkus ir bendrauti.



Kadangi moterų labai trūko, galėtume į pasimatymą kiekvieną vakarą, jei norėtume, sako ji ir priduria, kad vienas klasiokas didžiavosi, kad susitikinėjo su beveik kiekviena mūsų klasės moterimi. Būdama toje, kurią ji vadina vyrų jūroje, jai patiko vaidmenys Dramashop spektakliuose ( Nuoširdumo svarba ir Mažosios lapės tarp jų). Tačiau tai taip pat gali padaryti gyvenimą nepatogų; Profesorius, kuris skaitydamas paskaitą reguliariai apžiūrinėjo klasę, neišvengiamai pastebės, kad jo žvilgsnis nukrypsta į Norvudo kojas, nusipurto ir vėl pradėjo šluoti kambarį. Ir tris kartus per savaitę, kai moterims buvo leista maudytis MIT baseine, vyrai nenoriai dėvėjo maudymosi kostiumėlius.

(Keista, moterys institute galėjo būti kažkaip nematomos, kaip ir pastebimos. Po daugelio metų Norwood susitiko su savo eros absolventais, kurie tvirtino, kad nė nenutuokė, kad MIT buvo bendradarbiaujama.)

Ketvirtoje kadencijoje Norwood pagaliau atsidūrė klasėje, kuri nebuvo lengva. Po to, kai sunkiai mokėsi fizikos ir uždirbo vidutinį pažymį, ji 1946 m. ​​žiemą atsipalaidavo ir mokėsi medžiagos, nagrinėdama kiekvieną vadovėlio problemą. Tą pavasarį ji grįžo į MIT, dalindamasi dviejų miegamųjų butu Bexley Hall su dar trimis moterimis, o paskutinius keturis semestrus baigė studijas.



Manau, kad įgijau labai gerą matematikos ir fizikos išsilavinimą, – sako ji. Ji netgi gavo galimybę studijuoti pas garsųjį matematiką Dirką Struiką, kuris paprastai nedėstė bakalauro studentų, bet per karą buvo priverstas stoti į fizikos pirmakursį, atsivertė vadovėlį ir sakydavo: „Ko dabar fizikos katedra norėtų, kad aš mokyčiau tu šiandien? Kartu su juo ji taip pat išklausė analitinės geometrijos magistrantūros skaitymo kursą. Manėme, kad esame geriausioje mokykloje pasaulyje, sako ji. MIT laipsnis – tai faktas, kuris nustebintų daugelį kolegų – suteikė jai pasitikėjimo, kai ji padarė karjerą, kurioje matematika ir fizika buvo būtinos, o moterys – retenybė.

Siaubinga darbo paieška

Kitą dieną baigusi matematikos bakalauro studijas, ji ištekėjo už Larry Norwoodo, trečiojo semestro skaičiavimo instruktoriaus ir MIT matematikos klubo prezidento, kuris tuo metu buvo Jeilio magistrantūros studentas. Greitai paaiškėjo, kad tik nedaugelis potencialių darbdavių samdys moterį matematikę. Interviu „Sikorsky Aircraft“ metu jos prašymas dėl P1 atlyginimo, suteikiamo žemiausiam valstybės tarnybos profesiniam laipsniui, buvo sutiktas nepatikliai; įmonė niekada nebuvo tiek mokėjusi moteriai. Paprašyta pažadėti nepastoti, jei bus įdarbinta maisto laboratorijoje, ji atsiėmė prašymą. Per tris interviu Remingtone ji išdėstė savo viziją, kaip personalas matematikas galėtų pagerinti ginklų kompanijos veiklą. Įdarbinimo vadovė paskambino ir pasakė, kad įtikino juos, kad tai puiki idėja, ir kad jie ketina ieškoti vyro, kuris užimtų šią poziciją. Norwood buvo išėjęs, kai atėjo skambutis; vadovė perdavė padėką savo vyrui.

2001 m. „Landsat 7“ užfiksuotas vaizdas, kuriame matyti smėlio ir jūros dumblių klodai, kuriuos išskleidė potvyniai ir vandenyno srovės Bahamuose.

USGS/NASA LANDSAT

„Landsat“ užfiksuotas rezervuaro vaizdas Uzbekistane, likus maždaug savaitei iki 2020 m., kai sugriuvo vakarinė jo užtvankos siena, užtvindžiusi kaimyninius kaimus ir dirbamą žemę.

USGS/NASA LANDSAT

Trokšdama gauti pajamų, kad galėtų papildyti menką savo vyro instruktoriaus atlyginimą, ji pardavė palaidines mažoje New Haven universalinėje parduotuvėje – darbo, kurio ji būtų tikra, kad nebūtų gavusi, jei būtų paskelbusi MIT laipsnį. Norvudas išliko stoiškas per išsamius mokymus, kaip skaityti pardavimo mokesčio diagramą, ir metė sau iššūkį tikrindama pažangiąsias matematikos pamokas Jeilyje. Ir ji pardavinėjo palaidines (mėgo pritaikytus drabužius), kol galiausiai buvo pasamdyta dėstyti verslo aritmetikos Jaunesniojoje komercijos koledže Niu Heivene.

Matematikos mokymas buvo žingsnis teisinga kryptimi, tačiau tikroji Norwood karjera prasidėjo tik tada, kai šeimos draugas pakvietė ją apsilankyti JAV armijos signalų korpuso laboratorijoje Naujajame Džersyje. Kai 1948 m. jai ir jos vyrui buvo pasiūlytas darbas Evans Signal Lab, jie pasinaudojo galimybe.

Vėjo sekimas

Priskirtas laboratorijos orų radarų grupei kaip tik tada, kai radaras buvo pradėtas naudoti meteorologijoje, Norwoodas buvo paprašytas sukurti radaro atšvaitą oro balionams, kad juos būtų galima naudoti vėjams dideliame aukštyje sekti.

Sėdi ir galvoji apie problemą, sako ji, o sprendimai ateina po kurio laiko. Ji atsidūrė ant dizaino su diskais (dažytais sidabru arba pagamintais iš metalinio audinio), kurie susikerta ir sukuria atspindinčių kampų seriją. Prietaisas, pakabintas ant žvejybos suktukų, suktųsi vėjyje, sukurdamas būdingą pulsuojantį signalą, kurį būtų galima sekti radaru. Pagaliau meteorologai galėjo tiksliai apskaičiuoti vėjo greitį, viršijantį 100 000 pėdų – maždaug aukštį, kuriame sprogo oro balionai. Ir šis žygdarbis pirmą kartą leido numatyti ilgalaikes orų prognozes. Prietaisas, kurį Norwood sukūrė būdamas 22 metų, vėliau buvo užpatentuotas.

Norwood prie audros detektoriaus radaro rinkinio JAV armijos signalų korpuso laboratorijoje ir patentuoto oro balionų radaro reflektoriaus brėžiniai, kuriuos ji sukūrė Signalų korpusui. 1966 m. NASA Surveyor (nuotrauka dešinėje) per Norwood siųstuvą atsiuntė mėnulio uolos vaizdą kairėje į Žemę.

NASA?JPL (ROCKS); VIRGINIJOS NORWOOD ATLAIKYMAS; NASA/JPL (SURVEYOR); NORWOOD PER GOOGLE PATENTS (DIAGRAMOS)

Netrukus po to, kai ji baigė šį projektą, laboratorijos nariai diskutavo, kaip sukurti telemetrijos bokštus raketų bandymų poligonui, kuriamam Kanaveralo kyšulyje Floridoje. Kažkas laboratorijoje pasakė: „O, padarykime juos 1000 pėdų aukščio.“ Aš buvau susirinkime ir paklausiau: „Ar žinote, kokio aukščio yra Eifelio bokštas? aukščio. Vienas turėjo būti pastatytas kelis šimtus mylių nuo kranto, ir Norvudas suprato, kad tokį bokštą statyti būtų brangu ir jis bus pažeidžiamas uraganų.

Norvudui reikėjo istorinių vėjo ir temperatūros duomenų, kad išsiaiškintų, kokio aukščio turi būti bokštai. Keli kolegos vyrai buvo išsiųsti į Vašingtoną, DC, bet jie grįžo tuščiomis rankomis. Norwood nuvyko pati ir susitiko su nuostabia Frances Whedon, JAV signalų korpuso meteorologe, kuri atsisakė atskleisti savo duomenis. Paaiškėjo, kad Whedon 1924 m. įgijo MIT meteorologijos laipsnį. Ji buvo absoliučiai šiurkšti su vyrais, bet ji mane sužavėjo, sako Norwood, kuris greitai gavo leidimą apsilankyti archyvuose, kuriuose yra Whedono pieštuku išrašyti orų žurnalai.

Norwoodas apskaičiavo, kad bokštai turi būti tik apie 100 pėdų aukščio. Jie buvo velniškai nusiteikę gaminti 1000 pėdų ilgio, sako ji. Duomenimis įrodžiau, kad jie gali susitvarkyti su trumpesniais laikotarpiais. Bokštai buvo pastatyti Norvudo rekomenduojamame aukštyje ir naudojami raketų bandymams šeštajame ir šeštajame dešimtmečiuose.

Mokantis amato

Nepaisant to, kad gavo patentą už vieną pirmųjų orų radaro užduočių, Norwood sako, kad ji atliko svarbesnį darbą, kai persikėlė į antenų grupę. Signalų korpusas buvo suinteresuotas ištirti įvairių tipų radarų antenas, remdamasis mikrobangų radarų technologija, sukurta MIT radiacijos laboratorijoje, kuri pasirodė naudinga Antrojo pasaulinio karo metu. Iki šeštojo dešimtmečio pradžios Evanso antenų grupė buvo viena iš nedaugelio vietų, pradėjusių kurti siųstuvus ir antenas, kurios naudojo vis trumpesnio bangos ilgio mikrobangas ir sugalvojo, kaip tokią technologiją būtų galima pritaikyti. Toje grupėje Norwoodas uždirbtų antrą patentą už naują ir ilgai įslaptintą sekimo anteną. (Jo tiekimas neturėjo suktis, kad sektų įeinantį signalą; vietoj to jis naudojo poliarizaciją, kad nustatytų signalo kampą ir kryptį.) Ir, kaip paaiškėjo, priklausymas antenų grupei būtų neįkainojamas, nes mikrobangų antenų laukas išaugo. . Kaip sako Norwoodas, išmokau amato.

1953 m. ji su vyru išvyko į Kaliforniją ir greitai įsidarbino „Sylvania Electronic Defense Labs“ ir įrengė jos antenų bandymų diapazoną, įrangą tiekdama iš Billo Hewletto, SM '36 ir Dave'o Packard. Maždaug po metų ji su vyru ir dukra persikėlė į Los Andželą, kur prisijungė prie Hughes Aircraft antenų laboratorijos ir tapo vienintele moterimi iš maždaug 2700 vyrų, dirbančių bendrovės tyrimų ir plėtros laboratorijose. Ji pradėjo dirbti pas Lesterį Van Attą, kuris pirmosiomis karo dienomis atliko novatoriškus radarų tyrimus MIT Rad Lab laboratorijoje ir valdė vieną geriausių antenų komplektų šalyje, sako Norwoodas. Sukūrėme keletą labai įdomių antenų, apie kurias galiu papasakoti.

Virginia Norwood 1963 m

Norwood, dėvėdama savo žalvarinę žiurkę, valdo slydimo taisyklę 1963 m.

VIRGINIJOS NORWOOD ATSKLEIDIMAS

Viename iš tų dabar išslaptintų projektų ji sukūrė anteną sistemai, kuri identifikuoja draugus ir priešus. IFF, kaip žinoma, turi pasiimti išskirtinį visų JAV orlaivių siunčiamą signalą, kad karo lėktuvai nenumuštų savo pačių. Tačiau ji turėjo įsitikinti, kad IFF antena neužblokuos kitos didesnės antenos, sumontuotos už jos – tolimojo stebėjimo antenos, skenuojančios horizontą priešo orlaivių ar raketų. Hughes dabar turi patentą sulankstytai S formos dipolinei antenai, kurią ji sugalvojo. Manau, tai pavyko, sako ji, tik pusiau juokaudama. Draugo ar priešo identifikavimo technologija yra tokia gyvybiškai svarbi, kad jos komponentų kūrimas buvo padalintas, kad niekas nežinotų visos sistemos.

Mikrobangų (ir vyrų) valdymas

1957 m. Norwoodas buvo pasirinktas vadovauti mikrobangų krosnelių grupei bendrovės raketų laboratorijoje. Tačiau ne visi buvo patenkinti matydami moterį, kylančią Hugheso gretose. Kaip pirmoji moteris, prisijungusi prie techninio personalo, iš pradžių jai buvo atsisakyta išduoti leidimą statyti automobilį aikštelėje, nes joje stovėjo tik vyrai. Kartą kolega jai pasakė, kad moterys, ypač turinčios vaikų, neturėtų dirbti laboratorijose. (1959 m. Norwood pakilo tik po trijų dienų, kai gimė antrasis iš trijų jos vaikų.) Dabar, kai ji buvo atsakinga už mikrobangų antenas ir raketų grandines, vienas vyras pasitraukė, sakydamas, kad nenori dirbti moteriai – arba kompanijai, kuri yra pakankamai kvaila, kad moteriai skirtų šį vaidmenį. (Po kelerių metų jis grįžo į Hughesą ir paprašė dirbti Norwoodo grupėje. Ji atsakė, kad ne.)

Norwoodas su Hugheso antenos kolegomis 1956 m. jos sukurta patentuota antena; su Ethelwyn Pecora, Landsato čempiono Williamo Pecora žmona, po to, kai 1979 m. laimėjo Pecora premiją už indėlį į Žemės supratimą nuotoliniu būdu.

VIRGINIJOS NORWOOD ATSKLEIDIMAS

Raketų laboratorijoje ji ir jos grupė sukūrė antenas, padedančias Falcon raketoms patekti į savo taikinius. Norwoodas taip pat sukūrė siųstuvą ir mikrobangų imtuvą pirmajam pasaulyje ryšių palydovui. 1963 m. Syncom 2 – sinchroninio ryšio santrumpa – įgalino pirmąjį dvipusį palydovinį skambutį tarp valstybių vadovų, kai prezidentas Kennedy Vašingtone paskambino Nigerijos ministrui pirmininkui Abubakarui Tafawa Balewa, esančiame JAV laive Lagoso uoste. Po metų „Syncom 3“ buvo naudojamas 1964 m. Tokijo olimpinėms žaidynėms transliuoti JAV.

Duomenų siuntimas iš mėnulio

Kai NASA ruošėsi pasiųsti pirmąjį žmogų į Mėnulį, jai reikėjo žvalgybos įrenginio, kuris galėtų pranešti apie siūlomos nusileidimo vietos tinkamumą. Norwoodas prisimena, kad jie nenorėjo, kad vyras nukristų pro mėnulio plyšį.

Ankstesni žvalgybiniai įrenginiai siųsdavo artėjimo prie Mėnulio vaizdus, ​​tačiau visi nusileidę sudužo, todėl jie buvo nenaudingi paviršiui tirti. Norwoodas sako, kad kilo didelis ginčas dėl to, kas yra žemiau viršutinio mėnulio sluoksnio, o tai buvo viskas, ką matėme. Žmonės turėjo keisčiausių idėjų apie tai, kas ten gali būti. Teorija, kad jis pagamintas iš žalio sūrio, tikriausiai buvo viena iš logiškesnių, – juokdamasi sako ji; kai kurie net manė, kad mėnulis gali būti tuščiaviduris apvalkalas. NASA nesigilino į šias teorijas, tačiau jai reikėjo laivo, kuris išgyventų nusileidus, kad galėtų fotografuoti paviršiuje, paimti dirvožemio mėginį ir jį analizuoti.

Kitai „Hughes“ grupei sprendžiant švelnaus nusileidimo problemą, Norwood ir jos mikrobangų krosnelių grupei teko užduotis užtikrinti, kad nusileidimo įrenginys, žinomas kaip „Surveyor“, galėtų priimti komandas ir siųsti vaizdus bei duomenis atgal į Žemę. Sugalvoję būdus, kaip įkišti mažyčius, lengvus siųstuvus ir antenas tarp gležnų raketų pelekų, buvome įpratę būti labai suvaržyti erdvės ir svorio atžvilgiu, sako ji. Taigi mes buvome tie, kuriems tą darbą davėme.

Tiesą sakant, ji pati sukūrė siųstuvą, kuris visus Surveyor duomenis siuntė atgal į Žemę. Ji taip pat prižiūrėjo sistemos antenos dizainą, kurį tuo metu ji apibūdina kaip visišką naujovę. Vietoj įprastos lenktos parabolės, erdviai efektyvus plokštuminis masyvas, jis kompaktiškai susilankstė skrydžiui ir atsidarė mėnulyje. Jis buvo pritvirtintas prie saulės baterijos, kuri surinko energiją visoms mėnulio nusileidimo sistemoms paleisti.

„Surveyor“ paleistas 1966 m. gegužės 31 d., o Norwoodas, kuris tuo metu buvo persikėlęs į kosminių sistemų padalinį, prisimena, kad buvo „Hughes“ ir žiūrėjo ekranus su papildoma informacija, rodančia komandų centrą Jet Propulsion Lab (JPL), kai jis pasiekė. Mėnulis birželio 2 d. Pasigirdo didelis šauksmas, kai JPL komanda patvirtino – Norwood ir jos komandos sukurtos ryšių įrangos dėka – kad Surveyor nusileido sveika. Kai signalai, kuriuos Surveyor siuntė atgal per Norwood siųstuvą, buvo iššifruoti į duomenis ir vaizdus, ​​NASA galėjo patvirtinti, kad vieta bus pakankamai kieta ir lygi, kad pilotuojamas laivas galėtų nusileisti.

Ruošiamės Žemės planui iš arti

Praėjus keliems mėnesiams nuo Surveyor paleidimo, Norwoodas pradėjo galvoti apie projektą, neturintį nieko bendra su ginkluote ar kosmoso tyrinėjimais – projektą, kuris neapimtų įslaptintų duomenų tvarkymo. Nesmagu eiti į vadinamąją juodąją kamerą, kur kiekvieną kartą, kai išeini iš kambario, turėdavai sudėti savo darbus į seifą, sako ji.

Ji žinojo, kad NASA ir JAV geologijos tarnyba kalba apie palydovo, skirto stebėti Žemę ir stebėti jos išteklius, kūrimą. Su palydovu galite pakilti į kalnų viršūnes ir visas vietas, apie kurias geologai norėtų sužinoti ir apie kurias neturėjo duomenų, sako ji. NASA planavo palydovą aprūpinti grįžtamojo spindulio vidikono (RBV) kameromis – televizijos kameromis, panašiomis į tas, kurios buvo naudojamos Mėnulio misijoms. Idėja buvo užfiksuoti fiksuoto kadro analoginius Žemės vaizdus, ​​​​naudojant tris RBV su skirtingais filtrais, kad būtų įrašytos žalios, raudonos ir beveik infraraudonosios elektromagnetinio spektro dalys.

Tačiau Norwoodas manė, kad daugiaspektrinis skaitytuvas (MSS) gali būti naudingesnis. Toks skaitytuvas galėtų užfiksuoti tiek matomą, tiek nematomą šviesą ir surūšiuoti ją į daugiau nei tris spektrines juostas, taip sukurdamas informacijos lobyną. Pavyzdžiui, viena juosta leistų tirti vandens kokybę; kitas atskleistų pasėlių veržlumą; trečdalis gali rodyti chlorofilo absorbciją; kiti gali būti naudojami dirvožemio drėgmei arba sniego tankiui nustatyti.

Tiesą sakant, agronomai jau siuntė spektrometrus į lėktuvus, kad surinktų tokius duomenis apie laukų mėginių ėmimą. Tačiau palydovinis skaitytuvas nepertraukiamai rinktų vaizdus, ​​​​leisdamas agronomams tiksliai stebėti, kiek hektarų auga konkrečios kultūros, galbūt bet kurioje pasaulio vietoje. Arboristai galėjo pastebėti ankstyvus medžių ligų ir pūtimo požymius ir imtis veiksmų prieš jiems išplitus. Tvarkantys užtvankas ir vandens baseinus turėtų reguliariai teikti duomenis apie dirvožemio drėgmę ir potvynius. Surašymo vadovai galėjo stebėti, kaip greitai laukinės ir žemės ūkio paskirties žemė tapo urbanizuota, o ekonomistai galėtų įvertinti santykinį rajonų ekonominį klestėjimą, lygindami jų žaliosios erdvės mastą.

Be to, skaitytuvas būtų skaitmeninis. Jo detektoriai užfiksuotų atskirus pikselius, kurių kiekvienas atspindėtų maždaug futbolo aikštės dydžio plotą. Tie pikseliai būtų sujungti, kad sudarytų duomenų eilutes, kurias vėliau būtų galima sukompiliuoti ir sudaryti paveikslėlius eilutė po eilutės. Skaitmeninius vaizdus galima analizuoti kompiuteriais ir palyginti skirtingų spektrinių juostų duomenis – tai suteikia daug daugiau tikslumo nei vizualinė analoginių vaizdų analizė. Ir tas gebėjimas analizuoti spektrinius duomenis leido identifikuoti vaizduojamą medžiagą. Pavyzdžiui, kviečių ir kukurūzų laukai iš kosmoso atrodytų taip pat, tačiau juos būtų galima atskirti pagal unikalius spektrinius ženklus. Galimi daugiaspektrinio skaitytuvo panaudojimo būdai atrodė begaliniai.

Norwoodas ir darbo sekretorius Jamesas Hodgsonas 1972 m. konferencijoje aptaria, kaip veikia Landsat daugiaspektrinis skaitytuvas.

VIRGINIJOS NORWOOD ATSKLEIDIMAS

Norwood pristatė savo idėją aukščiausiai Hughes ir gavo 100 000 USD prototipui sukurti NASA.

Ji susitiko su potencialiais vartotojais, kad išsiaiškintų, kokių duomenų jiems reikia, ir nustatė šešias spektro juostas, kurios būtų naudingiausios. Tada ji ėmėsi kurti sistemą, kuri galėtų efektyviai atvaizduoti tas juostas ir perduoti duomenis atgal į Žemę.

NASA nustatė, kad palydovas skries aplink ašigalius 500 jūrmylių aukštyje. Planetai keliaujant iš šiaurės į pietus, kol planeta sukasi po ja, Norwoodo skaitytuvui reikės užfiksuoti šviesą, atsispindinčią nuo 100 jūrmylių pločio įstrižinės Žemės juostos. Su kiekviena orbita Žemė būtų apsisukusi ir nuskaitymui būtų išrikiuota nauja 100 jūrmylių juosta. Per 18 dienų buvo galima nuskaityti visą planetą ir tada visas procesas pasikartotų. Skaitytuvas visada būtų tame pačiame santykyje su saule kiekvienoje platumoje, todėl apšvietimas būtų vienodas, kai juostos būtų sujungtos.

Norwoodas nuo pat pradžių suprato, kad skaitytuvas negali atlaikyti susidėvėjimo judant pirmyn ir atgal, kad užfiksuotų juostos plotį. Taigi jai kilo mintis panaudoti veidrodį, kuris pasisuktų pirmyn ir atgal, kad atspindėtų šviesą. Įeinanti šviesa būtų filtruojama į šešias spektrines juostas, o tada nukreipiama į atskirus kiekvienos juostos detektorius. Norint neatsilikti nuo orbitos greičio, skaitytuvas turėtų užfiksuoti šešias linijas vienu metu, todėl kiekvienai spektro juostai reikėjo šešių jutiklių. Jutiklio duomenys būtų suskaitmeninami ir siunčiami į antžemines priėmimo stotis, kur juos būtų galima iššifruoti į kiekvienos spektrinės juostos vaizdus arba, jei reikia, sujungti, kad būtų sukurti sudėtiniai vaizdai.

Norwoodas buvo įsitikinęs, kad duomenų srautas turi būti skaitmeninis. NASA turėjo rimtų abejonių, abejodama, ar šešių bitų MSS duomenys gali sukurti aukštos kokybės vaizdus. Tačiau ji žinojo, kad nuolatinį analoginį signalą bus sunku tiksliai apdoroti. Skaitmeninis režimas leistų labai tiksliai sukalibruoti kiekvieno jutiklio fotonų lygius. Ir jūs norite, kad jis būtų tikslus, sako ji: kitu atveju, kai duomenys paverčiami vaizdais, atsiranda dryžuota netvarka. Taigi ji dirbo su mikrobangų krosnelės kolega Hughes, kad išsiaiškintų, kaip geriausiai skaitmeninti jutiklio duomenis. Kadangi MSS vaizdavo JAV, duomenys būtų perduodami JAV antžeminėms stotims realiuoju laiku; likusio pasaulio vaizdai būtų saugomi vaizdajuostėje, kol bus perduoti JAV stotims. (Vėliau antžeminės stotys bus įkurtos visame pasaulyje.)

Galiausiai NASA pareigūnai vėliau jai pasakys, kad MSS duomenys bus pirmieji duomenys, perduodami skaitmeniniu būdu iš kosmoso. Ir tai nustatytų ateities kiekybinio nuotolinio stebėjimo standartą.

Norwoodas, norėdamas sukurti pasukamo veidrodžio sąranką, paskambino Web Howe, nuolatiniam Hughes išradėjui. Howe grįžo su išradingu dizainu, pasinaudodamas maža gravitacija erdvėje; pasukamas veidrodis siūbuotų pirmyn ir atgal, kai jo kraštai trenkėsi į buferius iš abiejų pusių. Jei veidrodis neveiktų jokios išorinės jėgos – erdvėje jis būtų nesvarus ir nesusidurtų su oro pasipriešinimu – dėl inercijos veidrodis daužytų pirmyn ir atgal tarp buferių pastoviu, daugiau nei 13 kartų per sekundę greičiu. Kiekvieną kartą, kai jis svyravo į vieną pusę, jutikliai iš atspindėtos šviesos užfiksuodavo dar šešias duomenų eilutes kiekvienai spektro juostai, neatsilikdami nuo palydovo, keliaujančio į pietus. Ir kiekvieną kartą, kai veidrodis atsisuko atgal, jis užfiksavo kalibravimo lempos šviesą.

Norwood suprato Howe dizaino ryškumą, tačiau ji turėjo įtikinti daugybę priešininkų, kad tai veiks. Hugheso žmonės pirmiausia buvo elektronikos žmonės, sako ji. Ir jie drebėjo nuo šio mechaninio veidrodžio idėjos.

Jei kai kurie Hughes darbuotojai buvo skeptiški, daugelis JAV geologijos tarnybos ir NASA tyrėjų buvo įsitikinę, kad MSS negali pateikti naudingų duomenų. Jie visi buvo susipažinę su vidikono televizijos kameromis, naudojamomis Surveyor ir ankstyvosiose „Apollo“ misijose, ir buvo pripratę prie jų užfiksuotų viso kadro analoginių vaizdų. Jie atmetė idėją paleisti neišbandytą mechaninį įrenginį, kuris nuskaitytų eilutę po eilutės, ir pasikliovė dunksiančiu veidrodžiu. Diskusijos, kuri sistema turėtų vyrauti, užsitęsė daugiau nei metus. Žemėlapių kūrėjai, kaip aš, labai įtariai žiūrėjo į daugiaspektrinį skaitytuvą, kurio geometrinio vientisumo negalėjome patikėti, vėliau prisipažino USGS kartografas Aldenas Colvocoressesas.

Vieninteliai, su kuriais susidūriau tikrai skeptiškai, tikrai nesuprato, kaip tai veikia. Jie žinojo, kad ten trenkėsi veidrodis, sako Norwoodas. Jie tiesiog manė, kad tai per grubu. Laimei, priduria ji, jai tereikėjo įtikinti savo vadovybę – ir jie visi buvo gana protingi žmonės.

Kai NASA paprašė sumažinti skaitytuvo dydį, svorį ir galios reikalavimus, Norwood ir jos komanda sumažino dizainą nuo šešių juostų skaitytuvo iki vieno su keturiomis juostomis. Prototipas, kurio matmenys buvo 89 x 59 x 40 centimetrų, turėjo 9 x 13 colių ovalų veidrodį (pagamintą iš berilio, kad galėtų atlaikyti smūgius ir nesikreipti ar vibruoti) ir prieštaringai vertinamus buferius, dėl kurių inžinieriai krūptelėjo. . Jis svėrė vos 48 kilogramus arba apie 105 svarus.

Norwoodas liepė tyrėjams į sunkvežimio galą įkelti skenerio versiją. Ji sako, kad tai buvo tik krūva dėžių. Galėjome naudoti visą svorį, kurį norėjome. Jie važinėjo po Kaliforniją, apžiūrėdami Half Dome, Josemito slėnį ir San Francisko panoramą. Tiek ilgai dirbęs dėl specifikacijų, Norwoodas nenustebino aukšta bandomųjų vaizdų kokybe.

Half Dome MSS vaizdas

Bandomoji Norwood multispektrinio skaitytuvo versija užfiksavo šį klaidingų spalvų Half Dome vaizdą iš sunkvežimio likus dviem mėnesiams iki Landsat 1 paleidimo.

NASA ATSKLEIDIMAS

NASA baigė RBV ir MSS diskusijas nusprendusi įtraukti abu į palydovą. Nebuvo nei laiko, nei pinigų Norwood prototipą paversti galutiniu, rafinuotu produktu, todėl buvo naudojamas pats prototipas. Kaip sako jos dukra Naomi Norwood, niekas nesitikėjo, kad tai veiks, išskyrus mano mamą ir kai kuriuos kitus tuo dirbusius žmones. Dauguma žmonių manė, kad vidikonai bus vertingi; skaitytuvas buvo laikomas eksperimentiniu. Norwoodas sako, kad paprastas žmogus nesuvokė, kokį iškreiptą vaizdą atskleidžia televizijos kamera. Norėjome mokslinio tikslumo.

Stulbinantis debiutas

1972 m. liepos 23 d. Norwood su savo vyru ir jaunesniuoju sūnumi sėdėjo Kalifornijos Vandenbergo oro pajėgų bazės balionėlyje, kai buvo paleistas Žemės išteklių technologijos palydovas (kuris vėliau bus pervadintas į Landsat 1), kuriame buvo jos MSS prototipas. Aš niekada nemačiau raketos paleidimo asmeniškai, sako ji. Taigi tai buvo įdomu.

Po dviejų dienų mokslininkai susirinko į NASA Goddardo kosminių skrydžių centrą, kad pamatytų pirmuosius MSS duomenis, paverstus vaizdais. Kai debesų scenos užleido vietą banguotiems žemės vaizdams, technikas pasiskundė siaubingu muaro raštu. Tačiau netrukus jie suprato, kad vaizdas buvo Ouachita kalnų Oklahomoje, banguotos linijos tiksliai atspindi kalnų grandinės raukšles. Vienam geologui ašaros pasirodė. Aš taip klydau, prisipažino kitas, MSS skeptikas. Aš nesiruošiu valgyti varnų. Nepakankamai didelis. Einu valgyti varną.

Vienuolika dienų po paleidimo, didžiulis palydovo energijos padidėjimas išmušė vieną iš dviejų vaizdo magnetofonų, kuriuose buvo saugomi RBV vaizdai ir MSS duomenys, surinkti, kai palydovas buvo nepasiekiamas JAV antžeminių stočių. Po trijų dienų palydovą sukrėtė antras energijos antplūdis, susietas su RBV, todėl jis nukrypo nuo Žemės, o tai kelia grėsmę misijai. Palydovas pasitaisė po to, kai RBV buvo išjungtas, ir inžinieriai tyliai nusprendė juos visam laikui išjungti. Duomenys, kuriuos Norwood MSS siųsdavo atgal į Žemę – skaitmeniniu būdu – gaudavo stulbinančiai aiškius ir ryškius vaizdus.

Aš eidavau į susitikimus, o žmonės tiesiog šokinėjo aukštyn ir žemyn, nes atrado kitą duomenų panaudojimą, sako ji. Ir ne tik mokslininkai: daugelį metų bet kas pasaulyje galėjo įsigyti bet kurios Žemės vietos Landsat vaizdą tik už 1,25 USD. Prieiga prie vaizdų ir kainos per dešimtmečius kito, bet 2009 m Landsat vaizdai tapo prieinama nemokamai.

Landsato paveikslas St. Helens kalne po jo išsiveržimo 1980 m. O 94 metų Norwoodas kasdien skaičiuoja paukščių rūšis.

MICHELLE GROSKOPF (Normedis); USGS/NASA LANDSAT

Norwood dalyvavo kitose keturiose Landsat versijose, kurios buvo paleistos 1975, 1978, 1982 ir 1984 m.; Landsats 4 ir 5 skraidė ne tik jos keturių juostų MSS versijomis, bet ir originaliu dizainu. (Vadinama teminiu žemėlapiu, ji nuskenavo šešias spektrines juostas, kaip ji iš pradžių įsivaizdavo, ir dar vieną.) 1977 m. ji perėjo į elektrooptikos sistemų grupę Hughes mieste, kur dirbo vyresniąja mokslininke, o vėliau laboratorijos inžiniere. , kuriant dideles aktyvias antenas kosmosui ir kitiems labai įslaptintiems vyriausybės projektams.

Išėjusi į pensiją 1989 m., Norwood pradėjo rinkti ir restauruoti senovinius laikrodžius, dažnai apdirbdama savo dalis, kad atliktų šį darbą. Ji ir toliau visą gyvenimą mėgaujasi sportiniais automobiliais (nors per pandemiją jos licencija nustojo galioti, ji teigia, kad jos sidabriškai mėlyna šešių greičių Mazda Miata valdoma geriau nei ankstesni Jaguarai, MG ir Alfas), ir ji tapo entuziastinga paukščių stebėtoja. , kiekvieną rytą el. paštu siunčianti dukrai kasdienį kieme esančių rūšių skaičių (kartą ji suskaičiavo 18).

Tuo tarpu jos sukurta Landsat skenavimo programa stebi pasaulį nuo 1972 m. Skaitytuvai bėgant metams toliau tobulėjo, o 2013 m. pradėtas naudoti Landsat 8 turi stumiamą šluotos dizainą, kurį ji norėtų. iš pradžių norėjo statyti. Jo detektoriai yra išdėstyti skersai vaizduojamo ploto ir atrenka kiekvieną liniją, kai palydovas juda savo orbita, nereikalaujant veidrodžio. Tai būtų buvęs mano pirmasis pasirinkimas, tas dizainas, sako ji. Tiesą sakant, aš sukonfigūravau vieną. Bet mes neturėjome detektorių – tam reikia tūkstančių detektorių be tarpų. „Landsat 9“ planuojama paleisti 2021 m. rugsėjį.

Landsat poveikis buvo daug didesnis, nei bet kas galėjo įsivaizduoti 1972 m. Jo skaitytuvai ne tik vaidino pagrindinį vaidmenį įvedant skaitmeninių vaizdų erą, bet ir užfiksavo beveik išnykusį Aralo jūrą tarp Kazachstano ir Uzbekistano – ežero, kuris buvo didžiausias pasaulyje. ketvirta pagal dydį, kol dvi jos įtekančios upės buvo nukreiptos žemės ūkio reikmėms. Landsat vaizdai apie 1988 m. Jeloustouno parko gaisrus labai pagerino mūsų supratimą apie ugnies mokslą. Taip pat turi dokumentuoti tokie dalykai kaip ledynų atsitraukimas, stulbinantis Pekino augimas ir Sent Helenso kalno išsiveržimas 1980 m.

Norwoodas, šiemet pelnęs Amerikos fotogrammetrijos ir nuotolinio stebėjimo draugijos apdovanojimą už viso gyvenimo nuopelnus, ypač džiaugiasi, kad Landsat sugebėjo nufotografuoti pasaulio dalis, kurios anksčiau nebuvo užfiksuotos. Tačiau jos mėgstamiausias Landsat vaizdas turi daugiau asmeninės reikšmės. Man patinka tas, kuriame yra mano namai, sako ji. Originalios Landsat užfiksuotas viename iš pirmųjų pervažiavimų per LA 1972 m., dabar jis kabo jos namų koridoriuje. Jame yra ryškus Los Andželo vaizdas ir Ramiojo vandenyno lopinėlis – jos pačios kuklus namas, paslėptas tarp Santa Monikos kalnų kontūrų.

paslėpti