Śląskie firmy budują komputer do przetwarzania danych już na samym satelicie

Ten ważący zaledwie ok. 10 kg mały satelita będzie posiadał ponadto zaawansowane technologicznie przyrządy do obserwacji Ziemi, a zgromadzone w ten sposób dane będą mogły być wykorzystane np. w rolnictwie, leśnictwie czy ochronie środowiska. Zdaniem twórców, będzie to pierwszy na świecie satelita o mocy przetwarzania pozwalającej na segmentację obrazów hiperspektralnych na orbicie.

Zainaugurowany właśnie przez konsorcjum FP Space program kosmiczny składa się z czterech projektów, z których dwa realizowane są na zlecenie Europejskiej Agencji Kosmicznej, kolejny przy współpracy z Narodowym Centrum Badań i Rozwoju, a ostatni – przez Politechnikę Warszawską – podano podczas poniedziałkowej konferencji w Gliwicach.

Pierwszy z projektów to wspomniany już satelita o nazwie "Intuition-1". Celem tej misji kosmicznej jest przeprowadzenie obserwacji Ziemi z wykorzystaniem satelity z instrumentem hiperspektralnym i zaawansowanym przetwarzaniem danych na pokładzie, opartym o głębokie sieci neuronowe. Jak tłumaczyli eksperci podczas konferencji, chodzi o pozyskanie wcześniej niedostępnych danych za pomocą kamery hiperspektralnej, następnie ich przetwarzanie jeszcze na orbicie i przesyłanie na Ziemię. Pozwoli to m.in. na skrócenie czasu reakcji na monitorowane zdarzenie (jeśli np. satelita "zauważy" pożar lasu od razu będzie mógł wysłać informację alarmującą).

Posłuży do tego mały satelita w kształcie prostopadłościanu o wymiarach 10x22x36 cm i wadze ok. 10 kg. Umieszczona w nim zostanie specjalistyczna kamera o wysokiej rozdzielczości spektralnej w zakresie światła widzialnego i bliskiej podczerwieni, rejestrująca światło w 150 kanałach.

Dużym wyzwaniem jest tu jednak kwestia ilości danych – jak bowiem podano, kamera hiperspektralna w ciągu sekundy pracy jest w stanie generować ok. dwóch gigabajtów danych, a w przypadku tak małego satelity trudno byłoby to zmagazynować. Dlatego postawiono na rozwiązanie bezpośredniego analizowania danych już na satelicie i przesyłanie już przetworzonych danych.

Te dane mogą znaleźć następnie zastosowanie w wielu sektorach m.in. w rolnictwie (np. w klasyfikacji pokrycia gruntów, mapie upraw, mapie gleb czy prognozie plonów), leśnictwie (m.in. w klasyfikacji lasów czy określaniu stanu ich zdrowia) czy w ochronie środowiska (m.in. w mapach emisji zanieczyszczeń czy analizie zagospodarowania gruntów).

Satelita "Intuition-1" trafi na niską orbitę okołoziemską, a planowany czas jego wystrzelenia to 2022 r. Projekt ten (na lata 2018-2023) realizują: KP Labs i FP Instruments; jest on dofinansowany ze środków Narodowego Centrum Badań i Rozwoju.

Drugim projektem zaprezentowanym podczas poniedziałkowej konferencji jest "AMMER", który zakłada wykorzystanie w sposób innowacyjny technologii satelitarnych do automatycznego określania jakości wody w zbiornikach wodnych. Jego celem jest stworzenie oprogramowania, które będzie wspierać automatyzację przetwarzania zdjęć satelitarnych. To z kolei pozwoli na efektywniejszą i mniej kosztowną niż obecnie ocenę poziomu eutrofizacji śródlądowych wód powierzchniowych. Przedsięwzięcie to realizuje Future Processing na zlecenie Europejskiej Agencji Kosmicznej. Okres realizacji to styczeń 2018 r. – marzec 2019 r.

Trzeci projekt pn. "SISPARE" – również realizowany na zlecenie Europejskiej Agencji Kosmicznej przez Future Processing – to z kolei opracowanie rozwiązań algorytmicznych pozwalających na podnoszenie rozdzielczości obrazów satelitarnych.

W efekcie, jak zakładają inżynierowie, będzie można m.in. dłużej wykorzystywać istniejące już satelity obserwacyjne ze starszą optyką; zamiast bowiem wysyłać nowego satelitę o lepszych parametrach technicznych będzie można dłużej korzystać ze zdjęć satelitarnych uzyskując z nich znacznie więcej szczegółów niż wcześniej. Ponadto zastosowanie nowych metod zwiększania rozdzielczości zdjęć będzie możliwe również w przypadku najnowszych satelitów, w celu odczytywania z obrazów większej ilości danych. Ten projekt się już rozpoczął i potrwa do czerwca 2018 r.

Ostatnim projektem zaprezentowanym przez konsorcjum jest "PW-Sat2", czyli projekt edukacyjny Politechniki Warszawskiej, w który zaangażowane są firmy Future Processing i FP Instruments. Ma on na celu budowę sztucznego satelity, którego zadaniem będzie przetestowanie innowacyjnego systemu deorbitacji w postaci żagla o powierzchni 4 m kw., a także sprawdzenie systemu otwieranych paneli słonecznych, czujnika Słońca oraz systemu zasilania. Projekt jest prowadzony przez członków Studenckiego Koła Astronautycznego przy Wydziale Mechanicznym Energetyki i Lotnictwa Politechniki Warszawskiej.

Satelita "PW-Sat2" ma zostać wystrzelony na pokładzie rakiety Falcon 9 firmy SpaceX. Start planowany jest na jesień 2018 r.

Jak podano, konsorcjum FP Space składa się z trzech spółek: KP Labs odpowiedzialnej za oprogramowanie lotne, Big Data i uczenie maszynowe; FP Instruments – za projektowanie i produkcję urządzeń elektronicznych oraz Future Processing – za rozwój aplikacji obserwacji Ziemi.

Realizowane przez nich projekty wykorzystują m.in. sztuczną inteligencję i uczenie maszynowe do analizy danych i ich interpretacji.(PAP)

autor: Agnieszka Kliks-Pudlik

edytor: Marek Michałowski

akp/ maro/