Suomalainen nanosatelliittikamera mullistaa ilmastonmuutoksen hallinnan

VTT tiedottaa kehittäneensä uuden suomalaisen nanosatelliittikameran, joka mullistaa ilmastonmuutoksen hallinnan. Kameran tuottaman datan avulla voidaan reagoida entistä täsmällisemmin tulossa oleviin ympäristökatastrofeihin ja toimia ennalta ehkäisevästi.

Suomalaisen Reaktor Hello World -satelliitin kyydissä on maailman ensimmäinen pieni infrapuna-alueen hyperspektrikamera, jonka ottamien kuvien sisältämä spektridata tuo uudenlaisia keinoja ilmastonmuutoksen vaikutusten torjumiseen ja ympäristön havainnointiin. Kameran tuottaman datan avulla voidaan esimerkiksi ennakoida metsäpaloja ja ehkäistä lannoitteiden ympäristökuormitusta.

Mullistavan kamerainnovaation on kehittänyt Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy.  Uutuuskamera laukaistiin avaruuteen suomalaisen startup-yrityksen Reaktor Space Labin satelliitissa 29.11.2018.

Mikä on hiilinielujen, vesistöjen ja peltojen tila?

Hyperspektrikameran avulla pystytään mittaamaan heijastuneen valon spektri kuvan jokaisessa pikselissä. Käytännössä se tarkoittaa sitä, että kuvauskohteista saadaan selville ominaisuuksia, joita ei voida nähdä muilla kuvausmenetelmillä.

Maata kuvatessa voidaan seurata esimerkiksi hiilinielujen kehitystä, vesistöjen tilaa sekä peltojen kastelutarvetta.

Aiemmin hyperspektrikuvaus on ollut mahdollista ainoastaan isojen ja kalliiden satelliittien avulla.

Pikkukamera mahtuu nanosatelliittiin

VTT:n kehittämä pieni hyperspektrikamera mahtuu kokonsa ansiosta nanosatelliittiin, joten avaruuteen on vihdoinkin mahdollista lähettää useita hyperspektrisatelliitteja. Nanosatelliittien joukko pystyy kuvaamaan maapallon samaa kohtaa entistä useammin ja tarjoamaan entistä reaaliaikaisempaa tietoa maan päällä tapahtuvista muutoksista.

VTT:n mukaan käänteentekevä innovaatio tulee ratkaisevalla hetkellä ilmastonmuutoksen edetessä ripeästi.

”Kehittämämme teknologia tarjoaa nyt entistä tarkemmat mahdollisuudet seurata esimerkiksi hiilinielujen kehitystä. Se auttaa myös optimoimaan ruoan tuotantoa ja vähentämään maatalouden ympäristökuormitusta havainnollistamalla visuaalisesti, millä peltoalueilla on esimerkiksi tarve kastelulle tai lannoittamiselle”, kuvailee kameran kehittäneen tutkimusryhmän johtaja Anna Rissanen VTT:ltä.

Kuvat Saharasta paljastavat  maaperän kosteustasapainon

Reaktor Hello Worldin kyydissä olevalla kameralla on jo otettu kuvia vajaan parin kuukauden ajan. Ensimmäiset kuvat saatiin Saharan autiomaan yltä joulukuun 2. päivä viime vuonna.

”Kuva Saharan yltä (kuva 1 sivulla __) osoittaa, miten hyperspektrikameralla pystytään erottamaan muun muassa maaperän kosteuseroja. Nanosatelliiteilla tuotetun kuvamateriaalin avulla on mahdollista saada lähes reaaliaikaista tietoa maaperän kuivuudesta ja ehkäistä siten esimerkiksi Kalifornian maastopalojen kaltaisia massiivisia luonnonkatastrofeja”, selventää erikoistutkija Antti Näsilä VTT:ltä.

Ilmaston seuraamisen lisäksi hyperspektriteknologialla on merkittäviä taloudellisia mahdollisuuksia.

”Uusi satelliittiteknologiamme mahdollistaa nopean reagoinnin ympäristössä tapahtuviin muutoksiin. Nopeammin päivittyvä data tarjoaa uusia liiketoimintamahdollisuuksia myös yrityksille ja auttaa torjumaan ilmastonmuutoksen ja ympäristön kuormittumisen aiheuttamia riskejä”, jatkaa puolestaan Reaktor Space Labin toimitusjohtaja Tuomas Tikka

Hyperspektrikameran tekniset yksityiskohdat

° Reaktor Hello World -satelliitin kyydissä lentävä hyperspektrikamera toimii lähi-infrapuna-alueen aallonpituuksilla (900-1400 nm).

° Teknologia perustuu säädettävään optiseen suodattimeen, joten kameran toimintaa voidaan ohjelmoida laukaisun jälkeen eri sovellusten tarkoituksiin, esimerkiksi mittaamaan tarkasti tiettyjä aallonpituuksia.

° VTT on aiemmin kehittänyt maailman ensimmäisen nanosatelliittiin mahtuvan hyperspektrikameran, jonka toimivuus on jo demonstroitu vuonna 2017 laukaistussa Suomen ensimmäisessä satelliitissa Aalto-1:ssä. Aalto-1:n spektrikamera mittaa näkyvän valon aallonpituusaluetta (500 - 900 nm).

° Teknologia on nyt kehitetty toimimaan myös infrapuna-alueella, jossa mittauskohteista on saatavilla huomattavasti enemmän tietoa kuin näkyvän valon alueella. Tulevaisuudessa kameraa on mahdollista käyttää myös ulkoavaruuden tutkimiseen, muun muassa havainnoimaan asteroidien koostumusta.

Tämä Saharan yltä, Libyan, Egyptin ja Sudanin rajalta otettu kuva kertoo kastelukokeiluun kuuluvien peltoalueiden kosteustilanteesta. Punainen lähikuva paljastaa maaperän kosteuden vaihtelut. Sinivihreät alueet kuvaavat kosteampaa, ja keltaoranssit alueet kuivempaa aluetta. Hyperspektrikameran ottama infrapunakuva on aseteltu Google Earth -kuvan päälle.

3D-mallinnus Reaktor Hello World -satelliitista, jonka kyydissä on maailman ensimmäinen nanosatelliittiin mahtuva infrapuna-aluetta kuvaava hyperspektrikamera. Satelliitti painaa vain noin kaksi kiloa.