Gdy o kosmosie mówimy z perspektywy Polski, rzadko kiedy padają słowa: „największe”, „najbardziej zaawansowane” czy „hegemonia”. Tymczasem od kilku lat polsko-fińska firma ICEYE może pochwalić właśnie takimi rzeczami. Firma jest właścicielem i operatorem największej konstelacji satelity wyposażonych w radary z syntetyczną aperturą, która wykorzystuje jedną z bardziej innowacyjnych technologii obrazowania Ziemi. Ta technologia to SAR (ang. Synthetic Aperture Radar), i to ona właśnie pozwala dziś widzieć Ziemię w zupełnie nowy sposób, niezależnie od pogody, pory dnia, zachmurzenia czy mgły.
Radar z syntetyczną aperturą – co to jest i jak działa?
Dotychczas obrazowanie Ziemi z orbity odbywało się przy pomocy klasycznych aparatów fotograficzny na satelitach (głównie należących do państw), a więc wykorzystujących fotony (czyli światło) do robienia zdjęć. Fala świetlna (bardzo krótka fala elektromagnetyczna w świetle widzialnym) odbija się od obiektu i wraca do urządzenia, na którym możemy dokonać zapisu.
Satelita ICEYE wysyła natomiast falę radiową (czyli falę dużo „dłuższą”, tj. mikrofalę o długości ok. 3 cm) mocy około 5 kW (czyli mniej więcej tak, jakby włączyć 5 mikrofalówek na raz) w stronę Ziemi. Fala ta przelatuje 500-600 kilometrów w stronę Ziemi, odbija się od różnych obiektów i wraca z powrotem do satelity (dużo, dużo słabsza niż początkowe 5 kW). Satelita robi to dziesiątki tysięcy razy w ciągu kilkudziesięciu sekund (wszystko przy poruszaniu się po orbicie z prędkością 7 km na sekundę), a następnie dzięki specjalnym algorytmom składa tysiące danych w jedno, bardzo dokładne zdjęcie (a w zasadzie nie zdjęcie, tylko obraz). Mowa więc o klasycznym radarze, tyle że w przypadku SAR mówimy o radarze z kosmosu, który porusza się z zawrotną prędkością i symuluje ogromną antenę – znacznie większą niż ta, którą rzeczywiście posiada. Stąd też nazwa „syntetyczna apertura”, czyli syntetycznie powiększona powierzchnia zbierająca dane.
Po co nam takie zdjęcia?
Obrazy SAR są niezwykle użyteczne, ponieważ działają niezależnie od światła dziennego i warunków atmosferycznych. Można nimi monitorować powodzie, lawiny, zmiany poziomu rzek, topnienie lodowców, a nawet… przemieszczanie się budynków o kilka milimetrów w czasie (np. po trzęsieniach ziemi). To właśnie dzięki SAR możliwe jest niemal natychmiastowe zobrazowanie skutków katastrof naturalnych – i to wtedy, gdy zwykłe satelity „nic nie widzą”.
Nie bez znaczenia są też zastosowania wojskowe: radar SAR pozwala dostrzec aktywność na powierzchni Ziemi w trudnych warunkach – w dżungli, nocą, podczas burz piaskowych. Nie zdradza się też światłem – jak klasyczna kamera, co czyni z niego narzędzie strategiczne. Jest to bardzo przydatne na przykład przy konflikcie rosyjsko-ukraińskim, zwłaszcza po niedawnych wydarzeniach w USA, gdzie cofnięto dostęp do amerykańskich danych wywiadowczych z satelitów po zmieni władzy.
ICEYE – czyli SAR w wersji „smart i kompakt”
Tradycyjnie satelity z SAR były wielkimi i bardzo drogimi konstrukcjami. ICEYE postanowiło to zmienić. Ta założona w 2014 roku firma (z silnym udziałem polskich inżynierów) zbudowała pierwszego na świecie mikrosatelitę z SAR-em, który mieści się… w skrzyni z lodówką!
Mniejsze satelity to niższe koszty, większą elastyczność i możliwość wysłania całych konstelacji, które przelatują nad danym miejscem Ziemi co kilka godzin – a nie raz na kilka dni, jak tradycyjne satelity. Dzięki temu ICEYE oferuje niemal ciągłe monitorowanie (obraz z każdego miejsca na świeci firma jest w stanie dostarczyć co godzinę!) określonych obszarów – co zmienia zasady gry w monitoringu środowiskowym, rolnictwie, logistyce czy geopolityce.
Chociaż pierwotnym założeniem firmy miało być obserwowanie zmniejszających się czap lodowych na biegunach, szybko się okazało, że zapotrzebowanie na dane jest dużo szersze. Firma odegrała na przykład ważną rolę w dokumentowaniu zniszczeń po trzęsieniu ziemi w Turcji, powodzi w Pakistanie czy rosyjskiej inwazji na Ukrainę. Satelity ICEYE widziały to wszystko – z kosmosu, przez chmury i noc.
Co dalej?
SAR to technologia przyszłości, a ICEYE jest dziś jednym z pionierów tej zmiany. Z jednej strony stawia na miniaturyzację, automatyzację i dostępność danych, z drugiej – pracuje nad coraz lepszym przetwarzaniem obrazów (wspomaganym przez AI) i integracją danych z różnych źródeł. Opatentowała już trzy rodzaje składania danych w szczegółowe obrazy – potrafi robić to w zależności od zapotrzebowania bardzo szybko lub bardzo dokładnie (w rozdzielczości 25 cm na 5 km kwadratowych!).
Czy SAR stanie się „okiem planety”? A może kolejnym narzędziem rewolucji w analizie danych? Jedno jest pewne – w tych niepewnych czasach warto mieć więcej niż jedno na Ziemię.
