Polacy tworzą kosmiczny hiperspektrometr - co to takiego?

Już na początku przyszłego roku wrocławska firma SatRevolution wyniesie na orbitę okołoziemską satelitę badawczego Światowida (gromadzącego informacje o zmianach w ziemskich polach magnetycznym i grawitacyjnym) oraz dwa nanosatelity Rusałka 1 i Rusałka 2 zbudowane ze smartfonowych podzespołów. Dwa lata później w kosmos poleci kolejne urządzenie Wrocławian – hiperspektrometr.

Co to jest hiperspektrometr?

To specjalistyczne urządzenie, będące jednym z najważniejszych przyrządów, które są wykorzystywane podczas misji kosmicznych. Opracowywany we wrocławskim laboratorium hiperspektrometr to w rzeczywistości kamera, tyle tylko, że niezwykle zaawansowana technologicznie. 

Umożliwia ona wykonywanie serii zdjęć wzdłuż swojej trajektorii w sposób niezwykły. Podczas gdy standardowe kamery rejestrują tylko trzy kolory (RGB), przyrząd ten robi zdjęcia w pełnym zakresie barw, uwzględniając między innymi podczerwień i ultrafiolet. Liczba długości fal, które hiperspektrometr potrafi odnotować jest 33-krotnie większa. 

Przykład obrazowania hiperspektralnego. Dr Nicholas M. Short, Sr./NASA

Uprośćmy to. Światło słoneczne pada na obiekt na Ziemi. Korzystając ze standardowej kamery widzimy tylko w jakim stopniu odbijają się od niego kolory czerwony, zielony i niebieski. Z hiperspektrometrem dodajemy do do tego kolejne barwy, których może być nawet 100. W efekcie otrzymujemy bardzo dokładny tzw. odcisk spektralny – wzór, który można porównać z bazą danych, by szybko otrzymać odpowiedź, czym tak właściwie jest obiekt, na który pada światło.

Obrazowanie spektralne wczoraj i dziś

Jeszcze do niedawna tego typu przyrządy umożliwiały klasyfikację gruntów ze względu na składniki występujące w ziemi, analizę nawodnienia roślin uprawnych czy też eksplorację minerałów. Hiperspektrometry są zaś przełomem.

Współczesne skanery hiperspektralne potrafią dostarczyć znacznie więcej istotnych informacji. Mogą służyć do identyfikacji gatunków drzew lub innej roślinności, śledzenia rozkładu temperatur, chmur i wiatrów, a nawet detekcji zanieczyszczeń środowiska – od emisji gazów cieplarnianych, po te najgroźniejsze, jak wycieki ropy naftowej. Takie przyrządy nie są jednak ograniczone do obserwacji Ziemi – równie dobrze mogą wykrywać surowce i wodę na asteroidach.

Hiperspektrometr od SatRevolution

Co będzie potrafił i w jakim celu wrocławska firma opracowuje swój hiperspektrometr? Jego podstawowym zadaniem po dotarciu na orbitę okołoziemską będzie rejestrowanie precyzyjnych zdjęć satelitarnych naszej planety. – „Pozyskane obrazy planujemy udostępniać zainteresowanym klientom indywidualnym oraz biznesowym” – dodaje Grzegorz Zwoliński z SatRevolution.

Polacy liczą, że wśród chętnych na pozyskane przez nich dane znajdą się zarządcy gospodarstw i lasów państwowych, zespoły ekologów, zajmujący się analizą jąder kondensacji chmur meteorolodzy, koncerny wydobywcze, a także wojsko – tutaj celem może być rozpoznawanie kamuflażu.

Rdzeniem opracowywanego we Wrocławiu przyrządu będzie teleskop TMA o szerokim polu widzenia, współpracujący z matrycą światłoczułą. Firma SatRevolution zapowiada, że jej hiperspektrometr zaoferuje zdjęcia o rozdzielczości 20-30 metrów na piksel. 

Hiperspektrometr zostanie zintegrowany z nanosatelitą, który w 2020 roku zostanie wyniesiony na orbitę. 

Źródło: SatRevolution, PCWorld, inf. własna