RU 
EN 
CN 
ES 
Самарский университет им. Королёва и частная космическая компания "СПУТНИКС" (входит в Sitronics Group) создали наноспутник с рекордной остротой гиперспектрального "зрения", позволяющего увидеть из космоса на поверхности Земли то, что нельзя обнаружить с помощью обычной оптики. Гиперспектральное "зрение" позволяет увидеть мир в многоканальном спектральном отображении и помогает более эффективно вести экологический мониторинг, следить за состоянием лесов и сельскохозяйственных посевов, отслеживать возникновение лесных пожаров и выполнять другие задачи, выявляя невидимые для человека характеристики и свойства наблюдаемых объектов. Космический аппарат планируется запустить в космос в конце 2024 года.
Наноспутник-рекордсмен представляет собой шестиюнитовый космический аппарат на базе наноспутниковой платформы собственной разработки инженеров космической компании "СПУТНИКС". Аппарат уже собран, на нем завершена интеграция полезной нагрузки, спутник прошел функциональные испытания и ожидает предполетной подготовки. На спутнике установлен созданный в Самарском университете им. Королёва компактный гиперспектрометр, который отличается крайне высокой для такого класса приборов разрешающей способностью - 7 метров на пиксель - это превышает показатели многих гораздо более крупных космических аппаратов гиперспектрального мониторинга Земли, как российских, так и зарубежных. Наноспутников со столь острым гиперспектральным "зрением" ранее в России не создавали.
"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 наноспутников, который ранее также был разработан у нас в университете и успешно прошел испытания в космосе. 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.
Гиперспектрометр оснащен мощным длиннофокусным объективом отечественного производства и предназначен для работы в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне (так называемом VNIR-диапазоне, от 400 до 1000 нм). Количество спектральных каналов - от 150 до 300. Длина гиперспектрометра вместе с объективом - всего порядка 30 см. Прибор уже успешно прошел стендовые испытания в лаборатории "СПУТНИКС" и готов к работе на орбите.
Проект реализуется при поддержке Фонда содействия инновациям в рамках научно-образовательного проекта Space-Pi программы "Дежурный по планете". Планируется, что на основе данных, которые будет передавать с орбиты наноспутник с гиперспектрометром, ученые Самарского университета им. Королёва будут обучать команды российских школьников основам анализа и обработки гиперспектральных изображений.
"Нам интересен данный проект не только с точки зрения поддержки развития аэрокосмического образования, но и в плане самой перспективы 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. Это может открыть новые возможности для развития сферы частного космоса, в чем мы сами заинтересованы в первую очередь как лидеры этого рынка", - подчеркнул генеральный директор "СПУТНИКС" Владислав Иваненко.
Как отметил Владислав Иваненко, частная космическая компания "СПУТНИКС" в 2023 году создала более 100 космических аппаратов, часть из которых в текущем году были выведены на орбиту и пополнили частную российскую группировку спутников для дистанционного зондирования Земли и автоматической идентификации судов Sitronics Group.
О пользе гиперспектрального "зрения"
По словам профессора Романа Скиданова, с помощью нового гиперспектрометра для наноспутников можно будет решать гораздо больше сложных задач, получая более точные данные об объектах на поверхности Земли. Новая аппаратура сможет, например, более качественно и точно следить за состоянием сельскохозяйственных посевов, вычислять вегетационные индексы, применяемые для решения задач умного земледелия, и выявлять из космоса проблемы и стресс у растений.
Вегетационные индексы рассчитываются на основе спектральных данных и показывают самые различные параметры и свойства растений, необходимые сельхозпроизводителю для правильного ухода за посевами культур. 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.
Справочно
Самарский университет им. Королёва (вуз-участник нацпроекта "Наука и университеты") является одним из мировых лидеров в области фотоники. Более 40 лет назад в вузе была создана и успешно работает школа компьютерной оптики и обработки изображений под руководством академика РАН, президента Самарского университета Виктора Сойфера. Учеными университета разработана инновационная дифракционная оптика, которая нашла свое применение в самых различных сферах — космосе, медицине, сельском хозяйстве.
"СПУТНИКС" (входит в Sitronics Group) - российская частная космическая компания, специализирующаяся на разработке высокотехнологичных спутниковых компонент и технологий для малых космических аппаратов, а также сервисов на их основе. В первую очередь речь идет о сверхкомпактных спутниках, аппаратах для оптического и радарного дистанционного зондирования Земли высокого и сверхвысокого разрешения и всепогодной съемки.
Sitronics Group — российская ИТ-компания, реализующая цифровые проекты для бизнеса и государства, занимается внедрением комплексных решений для "умного города", безопасности и транспорта, цифровизацией стратегических отраслей экономики, судоходства, морской навигации, производит ИТ-оборудование под собственной маркой, разрабатывает IoT-системы и программное обеспечение.
Space-Pi ("Space π" ) - научно-образовательный проект по разработке и производству малых космических аппаратов формата CubeSat (“кубсат”) на отечественных спутниковых платформах с целью формирования в течение нескольких лет на орбите группировки в составе около 100 кубсатов для создания инфраструктуры по вовлечению школьников в научно-техническое творчество в области космических технологий.
