W dniu 11 listopada 2023 roku o godzinie 10:47 czasu lokalnego z bazy Sił Kosmicznych Stanów Zjednoczonych w Vandenberg (Kalifornia) wystrzelono w przestrzeń kosmiczną polskiego satelitę obserwacyjnego – Intuition–1. W procesie transportu na orbitę okołoziemską została zaangażowana dwustopniowa rakieta nośna Falcon–9¹, należąca do firmy SpaceX. Całe przedsięwzięcie zostało zorganizowane w ramach misji kosmicznej Transporter–9².

Intuition–1 to urządzenie sklasyfikowane jako sztuczny satelita teledetekcyjny, czyli zdolny do prowadzenia obserwacji i rozpoznania obrazowego z użyciem adekwatnych technik teledetekcyjnych oraz specjalistycznego wyposażenia, najczęściej hiperspektralnego³. Został skonstruowany przez inżynierów firmy z sektora lotniczego i kosmicznego – KP Labs z siedzibą w Gliwicach. Satelitę wyniesiono na orbitę okołoziemską do przestrzeni kosmicznej wraz z dedykowanym osprzętem, czyli komputerem pokładowym Antelope o dużej mocy obliczeniowej. Wykonując obliczenia i analizę danych jeszcze na pokładzie satelity przebywającego w kosmosie znacznie obniży poniesienie kosztów operacyjnych. W praktyce, oznacza to, że do naziemnych centrów nie trafią olbrzymie ilości zebranych danych, lecz jedynie wyciągnięte na ich podstawie wnioski⁴.

Satelitę zaprojektowano w celu wsparcia rozwoju licznych dziedzin, lecz w pierwszej kolejności ma zostać wykorzystany na rzecz rolnictwa, badania środowiska naturalnego i analiz procesu wylesienia. W związku z tym, Intuition–1 doposażono w wydajną jednostkę przetwarzania danych – Leopard DPU – dzięki której możliwe będzie interpretowanie aktualnego stanu roślin i lasów, tworzenie map gleb, prognozowanie wielkości plonów, planowanie zalesiania, monitorowanie zmian zachodzących w środowisku naturalnym m. in. za pośrednictwem opracowywania map zanieczyszczeń powietrza, wód, gleby⁵.

Celem misji satelitarnej z udziałem satelity Intuition–1 jest prowadzenie skoordynowanej obserwacji Ziemi za pomocą instrumentu hiperspektralnego i pokładowej jednostki obliczeniowej zdolnej do przetwarzania danych za pomocą sieci neuronowych (sztucznej inteligencji) rozmieszczonych na orbicie. Dodatkowo, Intuition–1 posiada moc obliczeniową umożliwiającą segmentację pozyskanych obrazów hiperspektralnych na orbicie. Segmentacja oznacza zdolność do automatycznego określania cech obrazów, czyli wyszukiwania podobnych wzorców. Takimi wzorcami mogą być np. choroby upraw lub anomalie klimatyczne, takie jak susze⁶. Rozmiar przesyłanych danych został zredukowany do niezbędnego minimum (dla rejestracji wyników obrazowania obszaru 40 km x 40 km z rozdzielczością przestrzenną 25 m/pikseli dla pomiarów spektralnych z wykorzystaniem 150 pasm/zakresów długości fal, około 7 GB danych). Po przetworzeniu danych istnieje możliwość ich ponad 100–krotnej redukcji, aby zachować wyłącznie istotne informacje⁷. Kamera hiperspektralna będzie wykorzystywać do 192 pasm spektralnych w zakresie od 465 nm do 940 nm. Każda scena zarejestrowana przez kamerę będzie zawierać obraz podzielony na wiele klatek, zaś każda klatka będzie rejestrować inny zakres widma. Oznacza to, że aby uzyskać hiperspektralny obraz konkretnego obszaru, klatki ze wszystkich zakresów spektralnych będą musiały zostać zmontowane i przetworzone przez jednostkę przetwarzania danych – Leopard DPU – która będzie również przechowywać obrazy w pamięci nieulotnej tzw. „chmurze”⁸.

Satelita Intuition–1 to demonstrator technologii, który ma udowodnić, że wykorzystanie sztucznej inteligencji do przetwarzania danych hiperspektralnych już na orbicie pozytywnie wpływa na efektywność procesu teledetekcji, a instrumenty hiperspektralne oparte na optyce mogą obserwować zjawiska dotychczas niemożliwe do wykrycia przez standardowe satelity panchromatyczne, multispektralne czy radarowe. Satelita charakteryzuje się masą własną 12 kg oraz wymiarami 30x20x10 cm i zalicza się do grupy mikrosatelitów.

Wykaz źródeł:

Fot.: Rawpixel, U.S. Forest Service, online – https://www.rawpixel.com/image/8728375/photo-image-space-light-public-domain [dostęp: 14.11.2023].

Tekst powstał w ramach realizacji zadania publicznego zleconego w ramach Rządowego Programu Rozwoju Organizacji Obywatelskich na lata 2018–2030 r. „Bezpieczna Polska jutra – rozwój działań misyjnych Alioth Foundation”.