Спутникс и Самарский университет им. Королёва: Наноспутник с гиперспектральным «зрением»

Основная статья: Космические спутники стран мира

2024: Создание наноспутника с гиперспектральным «зрением»

«СПУТНИКС» и Самарский университет им. Королёва создали в России наноспутник с гиперспектральным «зрением». Об этом Sitronics сообщил 12 июля 2024 года.

Космический аппарат для дистанционного зондирования Земли c гиперспектрометром с показателем пространственного разрешения семь метров на пиксель позволит увидеть то, что нельзя обнаружить с помощью обычной оптики. Спутник планируют вывести на орбиту в конце 2024 года.

В нем будет задействован 6-юнитовый космический аппарат на базе наноспутниковой платформы собственной разработки инженеров «СПУТНИКС», и усовершенствованная версия компактного гиперспектрометра, разработанная и изготовленная самарскими учеными. Прибор обладает крайне высокой для такого класса разрешающей способностью – всего 7 метров на пиксель. Это превышает показатели как российских, так и зарубежных крупных космических аппаратов гиперспектрального мониторинга Земли.

Ученые нашего университета разработали и собрали компактный гиперспектрометр с высоким показателем пространственного разрешения - всего 7 метров на пиксель. Это можно по праву назвать рекордным показателем для такого компактного прибора и это примерно в десятки раз выше аналогичного показателя первого отечественного гиперспектрометра для кубсатов. Даже у многих больших спутников, весящих сотни или тысячи килограммов, величина пространственного разрешения гиперспектральной аппаратуры и, соответственно, объем и качество передаваемых гиперспектральных данных порой оказываются в разы хуже, чем у этого «малыша». Если же говорить о наноспутниках, оснащенных гиперспектрометром, то аппаратов с подобным или лучшим гиперспектральным «зрением» в России пока еще не было, - рассказал профессор кафедры технической кибернетики Самарского университета им. Королёва доктор физико-математических наук Роман Скиданов.

Прибор самарских ученых оснащен мощным длиннофокусным объективом отечественного производства и предназначен для работы в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне - VNIR-диапазоне от 400 до 1000 нм. Количество спектральных каналов - от 150 до 300. В России это первый наноспутник со столь острым гиперспектральным «зрением». Прибор прошел стендовые испытания в лаборатории «СПУТНИКС» и готов к работе на орбите.

Нам интересен данный проект не только с точки зрения поддержки развития аэрокосмического образования, но и перспективой создания космического аппарата с новой гиперспектральной съемочной системой. Новой в глобальном смысле, поскольку до сих пор ни одной такой сверхчувствительной системы в интеграции с кубсатом на орбите не испытывалось, — сказал генеральный директор «СПУТНИКС» Владислав Иваненко.

Реализация проекта может открыть новые возможности для развития спутниковых сервисов в целях решения задач отраслей народного хозяйства и экономики страны благодаря получению более точных данных об объектах на поверхности Земли. Гиперспектральное «зрение» позволит эффективно вести экологический мониторинг, следить за состоянием лесов и сельскохозяйственных посевов, выявлять невидимые для человека характеристики и свойства, - рассказал Cергей Ткаченко, член правления, исполнительный вице-президент Sitronics Group.

В частности, данные со спутника помогут вычислять вегетационные индексы для решения задач умного земледелия, различные параметры и свойства растений, необходимые сельхозпроизводителям для правильного ухода за посевами культур, определять участки озимых посевов с наибольшей зеленой массой. Вегетационные индексы рассчитываются на основе спектральных данных и показывают самые различные параметры и свойства растений. В зависимости от своего состояния, количества витаминов и влаги, температуры окружающей среды и других факторов растения по-разному поглощают и отражают электромагнитные волны в разных диапазонах, в разных спектрах.

Сопоставляя эти данные в едином комплексе с помощью гиперспектральной съемки, можно дистанционно, оперативно и более точно оценивать состояние посевов той или иной культуры, не отправляя выборочно на лабораторный анализ отдельные растения или образцы почвы. По гиперспектральным данным можно, например, определить участки озимых посевов с наибольшей зеленой массой, с высоким количеством хлорофилла, узнать уровень запасов влаги в растениях и спрогнозировать будущую урожайность.

Гиперспектрометр также помогает оценить физиологическое состояние растений с точки зрения наличия у них стресса. Как известно, стресс бывает и у растений, его вызывают неблагоприятные явления - засуха или переизбыток влаги, сильный ветер, перепады температур, внезапные заморозки, нашествие насекомых-вредителей. Из-за стресса в растениях происходят метаболические изменения, с помощью гиперспектрометра эти изменения можно выявить и из космоса.

Проект реализуется при поддержке Фонда содействия инновациям в рамках федеральной образовательной программы Space-Pi («Дежурный по планете»).