Спутниковые радарные изображения сверхвысокого разрешения стали доступны всем желающим — Naked Science
12 минут
Василий Парфенов

Спутниковые радарные изображения сверхвысокого разрешения стали доступны всем желающим

4.0

Компания из США начала предоставлять коммерческие услуги по радарной съемке земной поверхности из космоса в разрешении 50х50 сантиметров на пиксель. Это наилучший показатель из доступных на рынке, а сами изображения формируются таким образом, чтобы с ними мог работать даже непрофессионал.

Спутниковые радарные изображения сверхвысокого разрешения стали доступны всем желающим
Спутники Capella обращаются вокруг Земли с периодом около 90 минут. Чтобы получать от них данные в режиме реального времени связь устанавливается через партнеров — геостационарные аппараты Inmarsat. На фото — художественное представление аппарата Sequoia (Capella-2) в рабочем положении / ©Capella Space

Стартап Capella Space из Калифорнии предлагает всем желающим заказать съемку любого участка земной поверхности. Некоторые области планеты, конечно, доступны в меньшем разрешении из-за особенностей орбиты, но этот недостаток исправят. Совсем скоро в космос выведут еще шесть спутников, а ближайший запуск произойдет уже в этом месяце.

Съемка земной поверхности в режиме практически реального времени и высоком разрешении важна для многих структур — как коммерческих, так и государственных. Среди прочего в компании надеются, что их орбитальная группировка поможет спасать жизни во время стихийных бедствий, а также производить оперативный мониторинг инфраструктурных объектов. Иными словами, сфера применений довольно широка.

Слайдшоу из снимков порта Шанхая, по которым можно оценить нагрузку на транспортный узел / ©Capella Space

Изображения, которые получают клиенты компании, монохромные. Их создают методом радиолокационного синтезирования апертуры (synthetic-aperture radar, SAR) сантиметрового диапазона (X-band). Следовательно, снимки можно получать вне зависимости от времени суток и погодных условий. А что самое главное, теоретически реально увидеть даже то, что происходит за некоторыми преградами для видимого света. Например, под тканевыми тентами, шатрами или тонкими пластиковыми либо деревянными покрытиями.

Ранее на рынке спутниковой съемки безраздельно правили провайдеры оптических снимков в различных диапазонах. Однако у них есть несколько существенных и очевидных недостатков — зависимость от погодных условий и освещенности поверхности планеты. Радиолокационное дистанционное зондирование Земли обычно требует квалифицированных специалистов для расшифровки снимков. Это обусловлено разрешением и особенностями работы радаров. Поэтому до недавнего времени SAR-зондирование Земли не было широко доступно коммерческим клиентам и заказывалось, в основном, государственными подрядчиками и научными учреждениями.

В частности, получить детализацию на уровне менее 50 сантиметров на пиксель — для современных спутниковых радаров не проблема. Однако это будет разрешение только по одной из осей, значит, пиксель получается не квадратный. По второй оси нередко разрешение составляет и целый метр (например, 100х25 сантиметров — один из лучших результатов на рынке сейчас). К этому добавляются различные особенности отражения радиоволн от разных объектов. В итоге картинка для неподготовленного человека может выглядеть совершенно непонятной.

Ноу-хау Capella Space как раз состоит в финальной обработке снимков. Для клиентов они формируются так, будто это оптические изображения. Перепады яркости из-за особенностей материалов наблюдаемых конструкций и прочие нюансы нормализуются. Получается кадр, максимально похожий на «обычный» спутниковый снимок, но на котором видно больше деталей, чем обычно. Разумеется, при желании (вероятно, за отдельную плату) клиенту могут предоставить и «сырые» данные.

Спутниковые радарные изображения сверхвысокого разрешения стали доступны всем желающим
Художественное представление микроспутника Denali (Capella-1) / ©Capella Space

Сейчас в орбитальной группировке Capella всего один работающий спутник под номером два и кодовым наименованием Sequoia. Он был запущен 31 августа 2020 года на солнечно-синхронную орбиту высотой 550х536 километров при помощи ракеты Rocketlab Electron. До этого, в 2018 году, калифорнийская компания также запускала прототип Denali. Самое удивительное — размер этих аппаратов.

Спутники Capella Space разительно отличаются от всех ранее используемых SAR-аппаратов работающих с изображениями в высоком разрешении. Они относятся к классу кубсатов и весят около 100 килограммов. В транспортном положении их габариты не превышают размеров стиральной машины, а на орбите они раскладывают антенны на несколько метров вокруг. По описанию на официальном сайте компании, ее спутники — настоящее произведение инженерного искусства. В Sequoia (Capella-2) более 100 отдельных электронных плат, 400 метров проводов, а исходный код программного обеспечения превышает 250 тысяч строк на C, 10 тысяч на Python и еще полмиллиона строк инструкций для программируемых контроллеров (FPGA).

Спутниковые радарные изображения сверхвысокого разрешения стали доступны всем желающим
В режиме Spotlight Mode, который и обеспечивает максимальное разрешение картинки, спутник сканирует радаром область наблюдения с нескольких ракурсов в течение 20-60 секунд, пока пролетает над ней по орбите / ©Capella Space

При этом поражает реальное разрешение снимков до обработки — 5-10 сантиметров на пиксель. Чтобы получить итоговую картинку без шумов и искажений, таких кадров нужно несколько, принцип построения изображения называется InSAR. Столь впечатляющих результатов удалось добиться благодаря возможности спутника держать в поле зрения наблюдаемую область около минуты. Этот режим работы даже имеет фирменное название Spotlight Mode — для его осуществления Sequoia отклоняется целиком.

Интересно, что разрешение 50х50 сантиметров на пиксель — это качество картинки для коммерческих клиентов, ограниченное американским законодательством. Для государственных структур Capella может предоставлять и вдвое более четкие снимки (25х25 сантиметров на пиксель). Глава стартапа Паям Баназадеш (Payam Banazadeh) надеется, что регуляторные органы в ближайшем будущем снимут ограничения.

Нельзя сказать, что у Capella Space нет конкурентов даже при столь впечатляющих характеристиках продукта. Еще весной компания Iceye заявила, что ее 100-килограммовые спутники показали возможность делать SAR-изображения с разрешением 10х10 сантиметров на пиксель. Правда, пока в коммерческую эксплуатацию эти аппараты не вышли.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
8 часов назад
9 минут
Мария Азарова

Существует распространенное мнение, что женщины, скрывая овуляцию, получили возможность удерживать мужчин рядом с собой. Однако авторы нового исследования заявляют о преимуществах, которые женщины, напротив, таким образом могли возыметь во взаимоотношениях с представительницами своего же пола.

7 часов назад
5 минут
Василий Парфенов

Строительная компания Илона Маска The Boring Company завершила создание транспортной петли под Конференц-центром Лас-Вегаса. Как только введенные для ограничения распространения Covid-19 меры будут ослаблены, ее торжественно откроют. И, по словам эксцентричного миллиардера, мероприятие пройдет в стилистике постапокалиптической серии игр Fallout.

Вчера, 16:35
5 минут
Илья Ведмеденко

Российские инженеры приступили к опытно-конструкторским работам в рамках проекта истребителя-перехватчика, получившего обозначение МиГ-41. В будущем самолет должен заменить МиГ-31 и дополнить Су-57 пятого поколения.

Позавчера, 19:05
4 минуты
Мария Азарова

Пациент — уроженец Исландии Феликс Гретарссон, лишившийся верхних конечностей более 23 лет назад из-за несчастного случая на работе — уже идет на поправку.

22 января
52 минуты
Александр Березин

Решение Совета по космосу РАН повременить с созданием сверхтяжелой ракеты для полетов на Луну звучит странно. Куда откладывать лунную ракету, когда в США средство полета туда отправится в космос уже в 2022 году? Если присмотреться к ситуации внимательно, все еще хуже. Starship — не просто ракета для полетов к Луне и Марсу, а технологическое решение, которое навсегда перевернет военно-политический баланс на Земле. Попробуем разобраться, откуда у «Роскосмоса» такое нежелание посылать людей в дальний космос и как прорывной проект Илона Маска может оказаться дорогой к настоящей Звезде Смерти.

22 января
4 минуты
Ольга Иванова

Особенно это касается витаминов D и A, а также холестерина и незаменимых аминокислот. Все эти показатели у детей, которых кормили в соответствии с веганским меню, оказались значительно ниже, чем у малышей, придерживавшихся обычной диеты.

4 января
2 минуты
Илья Ведмеденко

В России приступили к летным испытаниям нового Ту-214. По имеющимся данным, речь идет о третьем и заключительном экземпляре Ту-214ПУ, изготовленном по контракту от 2017 года.

6 января
42 минуты
Александр Березин

Попытки нашей страны создать замену сверхмассовому биплану советской эпохи терпят неудачи вот уже тридцать лет. Причина проста: кризис легкомоторной авиации в целом. Когда-то самая передовая часть авиастроения сегодня застряла на решениях большой древности — и без резкого изменения всей концепции "летающего такси" так и не увидит заметных результатов.

4 января
7 минут
Василий Парфенов

Наступление Мирового океана на сушу, как правило, связывают с глобальным потеплением. Однако испанские геологи описали еще одну проблему, которая только усугубляет ситуацию. Они подсчитали, что из-за проседания почв территория, на которой проживает 19% населения Земли, окажется ниже уровня моря уже к 2040 году.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: