Спутник HYPSO-2: как крошечный аппарат отслеживает вредные водоросли из космоса

Спутник HYPSO-2, размером чуть больше 5-литровой бутылки воды, стал новым инструментом в борьбе с одной из самых серьезных экологических проблем — вредоносным цветением водорослей. Этот компактный аппарат, оснащенный солнечными панелями и двумя встроенными камерами, движется вокруг Земли со скоростью 7,5 километров в секунду, собирая данные, которые помогают ученым лучше понимать и контролировать состояние океанов.

Миниатюрный спутник с большой миссией

HYPSO-2 весит всего 7 килограммов, но его возможности впечатляют. Основная задача спутника HYPSO-2 — мониторинг цветения водорослей, явления, которое может иметь катастрофические последствия для экосистем. Крупные скопления водорослей не только отравляют воду, но и вызывают массовую гибель рыбы, что ставит под угрозу рыболовство и экологический баланс.

​

«Новый спутник увеличивает возможности мониторинга качества воды и цветения водорослей примерно в 10 раз», — говорит Бьёрн Эгиль Асбьёрнслетт, профессор и директор стратегического исследовательского направления «Океан и побережье» Норвежского университета науки и технологий (NTNU).

Одним из ключевых преимуществ HYPSO-2 является его способность собирать данные без необходимости использования исследовательских судов, что значительно сокращает выбросы углекислого газа.

Гиперспектральная камера: взгляд на мир в 120 оттенках

Одна из камер HYPSO-2 является гиперспектральной. Это означает, что она может различать 120 оттенков цвета в видимом свете, в то время как человеческий глаз и обычные камеры видят только комбинацию красного, зеленого и синего. Такая технология позволяет спутнику получать детализированные изображения, охватывающие до 25 000 квадратных километров за один снимок.

«Малые спутники NTNU открывают для нас новые горизонты», — говорит Гейр Йонсен, профессор кафедры биологии NTNU.

«Теперь мы можем точно планировать наблюдения, что особенно ценно в удаленных регионах, таких как Арктика. Например, мы можем определить, есть ли морской лед во фьорде, и выбрать подходящее оборудование для исследований», — добавляет он.

Пирамида наблюдения: интеграция данных с разных платформ

Йонсен участвовал в проекте NTNU AMOS (Центр автономных морских операций и систем), где была разработана концепция «пирамиды наблюдения». Этот подход объединяет данные с различных платформ: спутников, беспилотников, надводных и подводных роботов.

«Короткий путь между сенсорными системами позволяет быстро собирать, интерпретировать и предоставлять обзор окружающей среды. Это большое преимущество, которое ставит университет в уникальное положение», — говорит Роджер Биркеланд, исследователь NTNU и эксперт по спутникам.

HYPSO-2 и HYPSO-1: в десять раз больше данных

HYPSO-2 — это уже второй спутник в серии. Его предшественник, HYPSO-1, был запущен в январе 2022 года и стал одним из первых гиперспектральных спутников в мире. Вместе эти два аппарата предоставляют в 10 раз больше данных, чем HYPSO-1 в одиночку.

«Более высокое качество изображений позволяет нам обнаруживать новые явления, такие как планктонные водоросли, органический материал и мутная вода от речного стока. Это дает нам ценную информацию о климатических процессах», — объясняет Йонсен.

Запуск и первые успехи

16 августа 2023 года HYPSO-2 был запущен в космос на ракете Falcon 9 компании SpaceX. Вместе с ним на орбиту отправились более ста других малых спутников.

«Мы получили отличное гиперспектральное изображение уже во время испытаний. Качество изображений продолжает оставаться на высшем уровне», — говорит Саймен Берг, аспирант и руководитель операций HYPSO-2.

Сейчас спутник находится на высоте около 580 километров и совершает 14 оборотов вокруг Земли каждый день. Его пятилетняя миссия уже началась, и, по словам исследователей, все идет по плану.

Будущее: HYPSO-3 и амбиции Норвегии

Следующий шаг — разработка HYPSO-3, который будет оснащен более мощным компьютером, дополнительными инструментами и, возможно, новыми камерами. Этот спутник будет сосредоточен на мониторинге озер, рек и водных путей.

«Прототип инструментов может быть готов к весне 2025 года. Если все пойдет хорошо, HYPSO-3 будет запущен через два-три года», — говорит Биркеланд.

Норвегия стремится занять лидирующие позиции в области малых спутников. NTNU активно сотрудничает с бизнес-сообществом, чтобы продвигать технологии и готовить специалистов для быстрорастущей космической отрасли.

«Мы стремимся к тому, чтобы наши студенты не только находили работу в этой перспективной сфере, но и активно участвовали в исследованиях, которые двигают технологии вперед», — подчеркивает Роджер Биркеланд. По его словам, NTNU видит свою роль не только в подготовке кадров, но и в создании инноваций, которые помогут Норвегии занять лидирующие позиции в космической отрасли.

HYPSO-2: маленький спутник с большим будущим

HYPSO-2 — это не просто технологическое достижение, а важный инструмент для изучения и защиты океанов. Его способность быстро и точно собирать данные открывает новые возможности для мониторинга окружающей среды, борьбы с последствиями изменения климата и предотвращения экологических катастроф.

С запуском HYPSO-3 и дальнейшим развитием космических технологий Норвегия демонстрирует, что даже небольшие страны могут играть значительную роль в глобальных исследованиях и инновациях. Эти проекты не только укрепляют научный потенциал страны, но и вносят вклад в решение общепланетарных проблем, таких как загрязнение океанов и изменение климата.

Норвежский университет науки и технологий (NTNU) активно сотрудничает с промышленностью и международными партнерами, чтобы обеспечить устойчивое развитие космических технологий. Это создает основу для будущих поколений исследователей и инженеров, которые продолжат развивать эту перспективную отрасль.