En banbrytande finsk nanosatellit har nu nått rymden utrustad med världens minsta infraröda hyperspektralkamera. Bilderna med infraröd data tagna från satelliten ger nya lösningar för att övervaka och hantera effekterna av klimatförändringar. Den hyperspektrala kameran är en banbrytande innovation från Finlands tekniska forskningscenter VTT. Nanosatelliten Reaktor Hello World sköts upp i rymden den 29 november av den finska rymdteknologistartupen Reaktor Space Lab.

Förr, hyperspektral avbildning – den samtidiga insamlingen av det optiska spektrumet vid varje punkt i en bild – var möjligt endast med större, orimligt prissatta satelliter. De större satelliterna kom också med betydande begränsningar:en enda satellit ger ny data endast när den passerar en specifik plats och producerar nya bilder med flera dagars intervall.

Nya små nanosatelliter, såsom satelliten Reaktor Hello World, som bara väger ett par kilo är relativt billiga och snabba att bygga. I grupper, nanosatelliter kan bilda kostnadseffektiva konstellationer. Med hjälp av den nya finska bildtekniken, nanosatelliter kan nu samla in kritiska, nästan realtidsdata om tillståndet på vår planet. Den utvecklingen har långtgående fördelar för att övervaka klimatförändringarna.

Den banbrytande innovationen kommer vid en avgörande tidpunkt när klimatförändringarna fortsätter i snabb takt. "Denna speciella typ av bilddata gör det möjligt att övervaka statusen för kolsänkor. Det möjliggör också optimering av livsmedelsproduktionen och minskar miljöbelastningen orsakad av jordbruk, tillhandahålla ett sätt att känna av vattenbevattningsbehov och optimera användningen av gödningsmedel på fält, säger Anna Rissanen, Research Team Leader på VTT.

Unika hyperspektrala data kan hjälpa till att förutsäga naturkatastrofer som skogsbränder

Det infraröda våglängdsområdet som visas av den hyperspektrala avbildaren innehåller en betydande mängd data. Denna data kan användas för att känna igen markmål som fält, skogar, gruvor eller byggd infrastruktur och analysera deras egenskaper baserat på unika spektrala fingeravtryck. Sådana egenskaper kan vara relaterade till förekomsten av kemikalier som gödningsmedel, biomassainnehåll eller stenarter, till exempel. Hyperspektrala bildapparater kan också övervaka vegetationens hälsa och sammansättningen av växthusgaser.

"Denna nya teknik kommer att tillåta oss att reagera på globala miljöförändringar i nästan realtid. Det öppnar upp för många nya affärsmöjligheter såväl som sätt att bekämpa klimatförändringar, säger Tuomas Tikka, VD för Reaktor Space Lab, Reaktors portföljbolag som specialiserat sig på att bygga avancerade nanosatelliter för rymdbaserade tjänster.

De första bilderna togs den 2 december över Saharaöknen och de laddades ner från Reaktor Hello World under de första veckorna i december.

"Bilden ovanför Sahara (Figur 1) visar hur vatteninnehållet i ett område kan bestämmas och kartläggas baserat på infraröd spektral bilddata, " förklarar Antti Näsilä, Senior forskare vid VTT och den ledande tekniska experten för kamerautvecklingen av Reaktor Hello World nanosatellituppdrag.

"Den här typen av information kan visa sig vara avgörande för områden som bekämpar torka eller skogsbränder, båda blir allt vanligare med det förändrade klimatet. I framtiden, nanosatellitkonstellationer kan ge, till exempel, samstämmiga uppdateringar om hur allvarliga torkan är i varje stadsdel i Kalifornien, säger Näsilä.

Den infraröda hyperspektrala avbildaren ombord på Reaktor Hello World nanosatelliten är en liten, lättvikt, 2-D-snapshot avstämbar spektral avbildare som arbetar i kortvågiga infraröda spektra (900–1400 nm). Världens första nanosatellitkompatibla hyperspektrala bildapparat byggd av VTT lanserades ombord på Aalto-1-satelliten i juni 2017, demonstrerar hyperspektral avbildning för synligt och VNIR-område (500—900 nm). Nu, Tekniken har framgångsrikt utökats till att även täcka det infraröda området. I framtiden, teamet tror att denna hyperspektrala bildteknik kan ge helt nya lösningar för rymdutforskning.