Nanosatellit-billedteknologi kan revolutionere, hvordan vi håndterer klimaændringer

En banebrydende finsk nanosatellit har nu nået rummet udstyret med verdens mindste infrarøde hyperspektrale kamera. Billederne med infrarøde data taget fra satellitten giver nye løsninger til overvågning og styring af virkningerne af klimaændringer. Det hyperspektrale kamera er en banebrydende innovation fra VTT Technical Research Center i Finland. Reaktor Hello World nanosatellitten blev opsendt i rummet den 29. november af den finske rumteknologistartup Reaktor Space Lab.

I fortiden, hyperspektral billeddannelse – den samtidige indsamling af det optiske spektrum ved hvert punkt i et billede – var kun mulig med større, ublu prissatte satellitter. De større satellitter kom også med betydelige begrænsninger:en enkelt satellit giver kun nye data, når de passerer over et bestemt sted og producerer nye billeder med flere dages intervaller.

Nye bittesmå nanosatellitter, såsom Reaktor Hello World-satellitten, med en vægt på kun et par kilo er relativt billige og hurtige at bygge. I grupper, nanosatellitter kan danne omkostningseffektive konstellationer. Ved hjælp af den nye finske billedteknologi, nanosatellitter er nu i stand til at indsamle kritiske, næsten realtidsdata om vores planets tilstand. Den udvikling har vidtrækkende fordele for overvågning af klimaændringer.

Den banebrydende innovation kommer på et afgørende tidspunkt, hvor klimaændringerne fortsætter med hastige skridt. "Denne særlige type billeddata gør det muligt at overvåge status for kulstofdræn-ressourcer. Det muliggør også optimering af fødevareproduktion og reduktion af miljøbelastning forårsaget af landbrug, give en måde at registrere behov for vandvanding og optimere brugen af ​​gødning på marker, siger Anna Rissanen, Research Team Leader hos VTT.

Unikke hyperspektrale data kan hjælpe med at forudsige naturkatastrofer som skovbrande

Det infrarøde bølgelængdeområde vist af det hyperspektrale billedapparat indeholder en betydelig mængde data. Disse data kan bruges til at genkende groundtargets såsom felter, skove, miner eller bygget infrastruktur og analyser deres funktioner baseret på unikke spektrale fingeraftryk. Sådanne funktioner kan være relateret til tilstedeværelsen af ​​kemikalier som gødning, biomasseindhold eller stenarter, for eksempel. Hyperspektrale billedapparater kan også overvåge vegetationssundhed og sammensætningen af ​​drivhusgasser.

"Denne nye teknologi vil give os mulighed for at reagere på globale miljøændringer i næsten realtid. Det åbner op for mange nye forretningsmuligheder såvel som måder at bekæmpe klimaændringer, siger Tuomas Tikka, CEO for Reaktor Space Lab, Reaktors porteføljevirksomhed, der har specialiseret sig i at bygge avancerede nanosatellitter til rumbaserede tjenester.

De første billeder blev taget den 2. december over Sahara-ørkenen, og de blev downloadet fra Reaktor Hello World i løbet af de første uger af december.

"Billedet over Sahara (Figur 1) viser, hvordan vandindholdet i et område kan bestemmes og kortlægges baseret på infrarøde spektrale billeddata, " forklarer Antti Näsilä, Seniorforsker hos VTT og den førende tekniske ekspert til kameraudvikling af Reaktor Hello World nanosatellitmissionen.

"Denne type information kan vise sig at være afgørende for områder, der bekæmper tørke eller skovbrande, som begge bliver mere almindelige med det skiftende klima. I fremtiden, nanosatellitkonstellationer kunne give, for eksempel, fælles opdateringer om sværhedsgraden af ​​tørken i hvert kvarter i Californien, " siger Näsilä.

Det infrarøde hyperspektrale billedapparat ombord på Reaktor Hello World nanosatellitten er en lille, letvægts, 2-D-snapshot afstembar spektral billedmaskine, der arbejder i de kortbølgede infrarøde spektre (900–1400 nm). Verdens første nanosatellit-kompatible hyperspektrale billedkamera bygget af VTT blev opsendt ombord på Aalto-1-satellitten i juni 2017, demonstrerer hyperspektral billeddannelse for synligt og VNIR-område (500-900 nm). Nu, teknologien er med succes blevet udvidet til også at dække det infrarøde område. I fremtiden, holdet mener, at denne hyperspektrale billedteknologi kan bringe helt nye løsninger til rumudforskning.