Peemka Peemka
5535
BLOG

Katastrofa smoleńska w recenzowanym czasopiśmie

Peemka Peemka Rozmaitości Obserwuj notkę 151

Niektóre aspekty katastrofy smoleńskiej stały się osnową ostatniego wydania recenzowanego czasopisma Mathematical and Computational Forestry & Natural-Resource Sciences (MCFNS). Jak wyjaśnia w słowie wstępnym redaktor naczelny czasopisma, prof. Edwin Green z Rutgers University:

Prezentowane tutaj publikacje zostały początkowo wybrane z materiałów Konferencji Smoleńskiej, która miała miejsce 22 października 2012 roku w Warszawie w Polsce. Ta specjalna sekcja jest owocem współpracy pomiędzy redaktorami MCFNS i organizatorami Konferencji Smoleńskiej, choć prezentowane tutaj teksty zostały przedłożone niezależnie od niej; wszyscy autorzy przedłożyli swoje manuskrypty niezależnie jeden od drugiego. [...]

Incydent smoleński stanowi świetny przykład jak różni naukowcy o różnych spacjalizacjach mogą być zainteresowani w badaniach jednego wydarzenia. Tym wydarzeniem była katastrofa samolotu Polskich Sił Powietrznych Tu-154M w pobliżu wojskowego lotniska w Smoleńsku. Dane użyte przez różnych naukowców w różnych aspektach powiązanych ze sobą analiz pochodzą ze źródeł publicznych, komercyjnych i prywatnych. Z punktu widzenia badań nad drzewem katastrofa ta wiąże ze sobą dwa duże tematy: analizę danych satelitarnych i badania jakości drzewa, ale te dwa aspekty są zaledwie początkiem studiów dalece wykraczających poza nie.

Ostatnie wydanie MCFNS zawiera cztery arykuły dotyczące katastrofy smoleńskiej. W pierwszym z nich prof. Chris Cieszewski, Roger Lowe, Pete Bettinger i Arun Kumar z University of Georgia przedstawiają wyniki analiz danych satelitarnych z okresu poprzedzającego katastrofę i po niej. [1]

 Jak zauważa prof. Green:

Studia te, ukazujące stopniowe zmiany w rozkładzie szczątków, poddają w wątpliwość oficjalne wyjaśnienia katastrofy opublikowane przez polskie i rosyjskie władze.

W drugim artykule Chao Zhang, Wiesław Binienda, Frank Horvat (wszyscy z Akron University) i Wenzhi Wang ze School of Aeronautics, Northwestern Polytechnical University w Chinach prezentują wyniki komputerowego modelowania metodą elementów skończonych problemu uderzenia skrzydła samolotu w brzozę. Wszystkie rozpatrywane scenariusze wskazują, że w wyniku takiej kolizji skrzydło samolotu przecina brzozę. [2]

Trzeci artykuł autorstwa prof. Jacka Gierasa omawia rozmaite aspekty możliwej awarii systemów elektrycznych i paliwowych samolotu oraz przedstawia analizę porównawczą hipotetycznej kolizji Tu-154M z brzozą i testów dynamicznymi zderzeń z przeszkodami terenowymi przy użyciu samolotów DC-7 oraz LC-1649. [3]

I wreszcie czwarty artykuł prof. Cieszewskiego ze współpracownikami przedstawia wyniki szczegółowych analiz próbek słynnej pancernej brzozy w zestawieniu z badaniami próbek innych drzew. Autorzy - na podstawie materiału zdjęciowego - przedstawiają także oszacowania ilości sęków w złamanym pniu pancernej brzozy by bardziej realistycznie ocenić materiałowe właściwości tego drzewa. [4]

W tym tekście skoncentruję się na pierwszym ze wspomnianych artykułów: wyników analiz danych satelitarnych z okresu poprzedzającego katastrofę i po niej.

Jak wyjaśniają autorzy głównym celem ich studiów było monitorowanie zmian naziemnych oraz detekcji zakłóceń za użyciu danych satelitarnych w odniesieniu do miejsca katastrofy Tu-154M w Smoleńsku. Praca naukowców bazuje przede wszystkim na analizie dostępnych komercyjnie zdjęć satelitarnych – zarówno panchromatycznych, jak i multispektralnych – miejsca katastrofy i jego okolic wykonanych w okresie przed i po katastrofie przez satelity WorldView-1, GeoEye-1 i QuickBird. Rozdzielczość analizowanego mareriału waha się od 0,5 metra (to jest rozpoznawalne szczegóły do 0,5 metra) do 3,1 metra. Autorzy używali także w swoich studiach dostępnych niekomercyjnie zdjęć wykonanych przez satelity Landsat 5 TM, Landsat 7 ETM oraz udostępnionych przez DigitalGlobe i Google Earth. Dane te zestawione zostały również ze zdjęciami wykonanymi na miejscu tragedii oraz danymi meteorologicznymi.

Autorzy omawiają dostępność i jakość zdjęć satelitarnych obszaru katastrofy z historycznej perspektywy:

Podsumowując, wydaje się, że patrząc z perspektywy historycznej, rok 2010 był statystycznie w tym rejonie wyjatkowo bezchmurny (porównaj dane dotyczące zachmurzenia w tabeli nr 2). Nie jest dostepne nawet jedno satelitarne zdjęcie z zachmurzonym niebem z okresu od października 2009 do maja 2010 roku i tylko jedno zdjęcie z 12 wykonanych w 2010 roku ukazuje duże zachmurzenie. Dla porównania w 2009 roku 8 z 10 obrazów ukazuje duże zachmurzenie, natomiast w 2008 6 z 7. Konsekwentnie, jest tylko kilka wysokiej rozdzielczości zdjęć satelitarnych zrobionych przy bezchmurnej pogodzie dostępnych dla rejonu Smoleńska od roku 2002. Pomimo tego, krótko przed katastrofą z 10 kwietnia 2010 roku i zaraz po niej miał miejsce znaczący wzrost aktywności satelitów wyposażonych w sensory wysokiej rozdzielczości. Zdjęcia wysokiej rozdzielczości wykonane w okolicach czasu katastrofy obejmują daty 5, 9, 11 kwietnia; zdjęcia z dwóch satelitów wykonane były 12 kwietnia wszystkie praktycznie przy bezchmurnym niebie; więcej zdjęć wykonano także po tej dacie, choć zdjęcie z 9 kwietnia obejmuje tylko obszar zachodniej części lotniska z wykluczeniem obszaru katastrofy.

Badacze szczegółowo omawiają zastosowane komputerowe techniki obróbki i analizy obrazu, jak ortorektyfikacja, łączenie i nakładanie kanałów spektralnych, polaryzacja oraz rozmaite techniki segmentacji (histogram thresholdingblob analysis).

 

 Satelitarne zdjęcie miejsca katastrofy (kliknij, by powiększyć). Polaryzacja pozwala lepiej uwypuklić rozkład szczątków.

Źródło: DigitalGlobe/MCFNS

 

Dane pozyskane z analizy obrazów satelitanych potwierdzają znane już wcześniej fakty o przemieszczaniu szczątków samolotu na miejscu katastrofy:

Analiza korelacji obrazu ukazała aktywne przemieszczanie różnych elementów samolotu (Fig. 13). Zmiany i przesuwanie większych części z ich oryginalnych miejsc rozpoczęło się dzień po katastrofie. Niektóre części zostały przesunięte w inne miejsca, tam pozostawione po czym stwierdzono, że ich nowa lokalizacja jest rezultatem katastrofy.

 

Przetworzone komputerowo zestawienie rozkładu szczątków. Od góry: fragmenty, które pojawiły się na fotografii z 12 kwietnia, a których nie ma na fotografii z 11 kwietnia; fragmenty, których nie ma na fotografii z 12 kwietnia w porównaniu z fotografią z 11 kwietnia; fragmenty, których nie ma na fotografii z 14 kwietnia w porównaniu z fotografią z 11 kwietnia (kliknij, by powiększyć).

Źródło: DigitalGlobe/MCFNS

 

Bardzo ciekawie wyglądają także wyniki analiz danych satelitarnych w kontekście mechaniki i mechanizmów niszczenia konstrukcji cieńkościennych oraz wzorca zniszczeń jakie takie uszkodzenia powinny pozostawić. Autorzy porównali bogato udokumentowane w literaturze przedmiotu wzorce niszczenia takich konstrukcji z widocznym na zdjęciach satelitarnych rozrzutem szczątków Tu-154M. Konkluzje są interesujące:

Kiedy zdjęcia zostały powiększone a kolory odwrócone w celu łatwiejszej interpretacji położenia szczątków (Fig. 11) obraz ukazuje wyraźny wzorzec szczątków z mniejszymi w środku i większymi na obrzeżach terenu katastrofy, co nie jest zgodne z opisami wzorca zniszczeń struktur cieńkościennych (Abramowicz 2003 and 2004; Hanssen et al. 2000; and White et al. 1999) i co wskazuje na to, że musiały istnieć siły działające na boki, które rozrzuciły te części z dala od epicentrum.

[...]

Wzorzec zniszczeń zawiera dwie wypukłe miejsca z większymi szczątkami rozrzuconymi na zewnętrznym obwodzie terenu katastrofy z jej centrum zawierającym znacznie mniejsze szczątki. Ponieważ największe części zniszczonego samolotu, który jest strukturą cieńkościenną, rozrzucone są na zewnętrznym obwodzie szerokiego na 50 metrów terenu katastrofy jest oczywiste, że na samolot musiały działać siły rozrywające na boki. Ten rodzaj przestrzennej dystrybucji zniszczeń jest sprzeczny ze znanymi z inżynieryjnej literatury przedmiotu opisami tego typu zniszczeń charakterystycznych dla struktur cieńkościennych. [...] Sugeruje to, że zniszczenie spowodowane było siłami działającymi na boki, które zgodnie z prawem Stokesa rozrzucały najcięższe części najdalej.

Naukowcy wyjaśniają, że zgodnie z prawem Stokesa przy tej samej prędkości początkowej większe obiekty przemieszczą się dalej niż mniejsze i lżejsze. Zdaniem autorów taki wzorzec rozrzutu szczątków mogłaby tłumaczyć eksplozja wewnątrz cieńkościennej struktury, która wytwarza falę ciśnienia rozrywającą powłokę na części różnej wielkości.

We wnioskach autorzy podsumowują zebrane fakty, wskazując między innymi na:

  • Intrygująca jest częstotliwość wykonywania zdjęć satelitarnych okolic lotniska w Smoleńsku tuż przed i tuż po katastrofie (5, 9, 11, 12 i 14 kwietnia 2010) biorąc pod uwagę fakt, że realizacja zamówienia na zdjęcia określonego obszaru zwykle zajmuje od dwóch do czterech tygodni.
  • Rozmieszczenie szczątków samolotu na gruncie jest niezgodne z wzorcem niszczenia struktur cieńkościennych dobrze udokumentowanym w literaturze przedmiotu i sugeruje dla odmiany eksplozję samolotu w powietrzu.
  • Dalece od spodziewanego zachowania w badaniach katastrof lotniczych jest udokumentowana manipulacja terenem katastrofy i szczątkami samolotu w pierwszych dniach po katastrofie.
  • Zmieniony, a nie oryginalny teren katastrofy i ułożenie szczątków samolotu stał sie podstawą dla rosyjskich i polskich raportów oficjalnych komisji, przekazów medialnych i interenetowych źródeł informacji, jak Wikipedia.
  • Biorąc pod uwagę dużą ilość ciężkiego sprzętu (ciągników, koparek, dźwigów, samochodów ciężarowych itp.) który pojawił się na miejscu katastrofy już po kilku godzinach nie jest jasne dlaczego żaden z nich nie został zarejestrowany na zdjęciach satelitarnych wykonanych 11, 12 i 14 kwietnia 2010 roku.
  • Wreszcie, biorąc pod uwagę wskazane w artykule fakty autorzy rekomendują, aby zarówno miejsce katastrofy oraz wszystkie szczątki samolotu zostały starannie przebadane przez interdyscyplinarny zespół naukowców złożony z chemików, fizyków, inżynierow materiałowych i naukowców innych specjalności. Zespół ten powinien znaleźć wyjaśnienia dla wszelkich niejasności wskazanych między innymi w omawianym artykule.

Fakt, że katastrofa smoleńska staje się tematem rygorystycznej naukowej dyskusji, a jej wyniki publikowane są w recenzowanym czasopiśmie niewątpliwie cieszy. Mniej cieszą dwa inne fakty z tym powiązane: że dyskusja ta pojawia się przede wszystkim w zagranicznych czasopismach i że jednym z jej istotnych powodów jest kompromitacja oficjalnych raportów. Tego typu artykuły powinny się ukazywać przede wszystkim w polskiej prasie naukowej. Polskie środowisko naukowe – za wyjątkiem grupy odważnych – wciąż wydaje się być niezdolne do podjęcia merytorycznej, naukowej debaty na temat przebiegu katastrofy smoleńskiej. Zaś naukowy rygoryzm tego typu omawianych publikacji – bazujących przecież na znacznie bardziej ograniczonym materiale dowodowym - kontrastuje z amatorszczyzną autorów oficjalnych raportow, którzy do dyspozycji mieli przecież znacznie bogatszy materiał dowodowy.

 

-------------------------------------------------------

Przypisy:

1. Cieszewski, C.J., R.C. Lowe, P. Bettinger, A. Kumar. 2013. "Micro-detail  comparative forest site analysis using high-resolution satellite imagery". Math. Comput. For. Nat.-Res. Sci. (MCFNS), 5(1): 16-37.

2. Zhang, C., Binienda, W., Horvat, F., & Wang, W. 2013. "Application of Numerical Methods for Crashworthiness Investigation of a Large Aircraft Wing Impact with a Tree". Math. Comput. For. Nat.-Res. Sci. (MCFNS), 5(1): 75-85.

3. Gieras, J.F. 2013. "Selected technical aspects of tu-154m smolensk air crash on April 10", 2010. Math. Comput. For. Nat.-Res. Sci. (MCFNS), 5(1): 38-70.

4. Cieszewski, C.J., F. Antony, P. Bettinger, J. Dahlen, R.C. Lowe, M. Strub. 2013. "Wood quality assessment of tree trunk from the tree branch sample and auxiliary data based on NIR Spectroscopy and SilviScan". Math. Comput. For. Nat.-Res. Sci. (MCFNS), 5(1): 86-111.

Peemka
O mnie Peemka

Nowości od blogera

Komentarze

Inne tematy w dziale Rozmaitości