Vyšší úroveň snímkování Země

Díky více než dvěma stovkám družic na oběžné dráze provozuje společnost Planet Labs největší družicovou sestavu v historii. Firma začínala jako startup v San Franciscu a jako první velký cíl si dala nemalou metu – jednou za den nasnímat celou zemskou pevninu. Tohoto významného milníku společnost dosáhla na konci roku 2017. A jak už to tak bývá – když se jeden milník překoná, je čas nastavit další. Firma proto chce posunout zpracování svých dat do celosvětového vyhledávacího systému.

Sojuz2-1A vynáší družici Bion M-1 a s ní i sekundární družice - mezi nimi i Dove-2.

Sojuz2-1A vynáší družici Bion M-1 a s ní i sekundární družice – mezi nimi i Dove-2.
Zdroj: https://www.nasaspaceflight.com/

Společnost založili v roce 2010 tři inženýři, kteří dříve pracovali pro NASA: Will Marshall, Robbie Schingler a Chris Boshuizen. Mottem společnosti bylo „globální změny viditelně, přístupně a akčně“. V dubnu 2013 se na oběžnou dráhu dostaly první dvě družice pojmenované Dove 1 a Dove 2, přičemž každá letěla na jiné raketě. Dove 1 startovala na premiérovém exempláři rakety Antares, Dove 2 pak na raketě Sojuz 2-1A.

V dalších letech se oblíbenou technikou firmy Planet Labs staly sdílené starty, kdy se jejich malé družice dostávaly do vesmíru jakožto sekundární náklad různých větších misí. Do dnešního dne má firma na svém kontě pouze jedinou misi, která byla čistě v jejich režii. I v tomto přístupu je vidět inovativní myšlení novátorské společnosti.

Rozdílů však najdeme více – dlouhé desítky let družicoví provozovatelé stavěli drahé a velké satelity, jejichž kontrakty se pohybovaly v řádech mnoha desítek milionů dolarů. Firma Planet naopak vsadila na malé a mnohem levnější družice. Díky jejich malé velikosti mohou letět jako sekundární náklad, což snižuje náklady. Tento režim navíc snižuje riziko. Vzhledem k ceně běžných velkých družic, bývá jejich selhání katastrofou. Naopak levné a snadno vyrobitelné družice selhat mohou – jsou snadno nahraditelné a ztráta jednoho kusu ve výsledku ničemu nevadí.

Exploze rakety Antares.

Exploze rakety Antares.
Zdroj: https://www.nasaspaceflight.com

Když 28. října 2014 jen pár sekund po startu explodovala raketa Antares, byla zničena zásobovací loď Cygnus se zásobami pro Mezinárodní vesmírnou stanici. Spolu s ní ale bylo na palubě i 26 družic Dove od firmy Planet. I v tom byla tato havárie rekordní – ještě žádná firma nepřišla najednou o 26 družic. V souvislosti s touto událostí vysvětlil Will Marshall, proč jeho firma umísťuje na oběžnou dráhu více družic, než kolik jich potřebuje. „Když nějaká družice selže, máme za ni náhradu. Nemáme všechna vejce v jednom košíku,“ objasnil pragmaticky. Nedlouho poté – 28. června 2015 se za letu rozpadla soukromá raketa Falcon 9 se zásobovací lodí Dragon, která také mířila k ISS. Při tomto letu bylo zničeno i osm družic Dove. Během necelého roku tak firma neplánovaně přišla o 34 družic!

Cubesaty Dove

Cubesaty Dove
Zdroj: https://www.nasaspaceflight.com

Další výhodou této inovativní strategie je to, že umožňuje rychlejší obnovu hardwaru za udržení přijatelných cen. Každý rok má firma zamluveno hned několik startů a pokaždé nasadí novou vývojovou verzi s vylepšenou elektronikou. Právě díky tomu si firma udržuje náskok v používání nejnovějších technologií – v čistém kontrastu proti tradičním družicím, které často spoléhají na technologie a systémy staré několik let.

Jelikož se v dalších letech bude trh s nosiči malých družic rozrůstat, firma Planet Labs chce tohoto trendu využít. Společnosti jako Rocket Lab, Vector Space Systems, Virgin Orbit nebo Stratolaunch cílí právě na trh malých družic, které budou moci cestovat na oběžnou dráhu bez čekání na hlavní misi. To pro firmu Planet Labs (i pro jiné provozovatele malých družic) znamená, že její družice budou moci letět jako primární náklad, ale vyhnou se tradičně vysokým cenám pro vyhrazené starty. Využití specializované rakety má navíc i další výhody – například možnost doručení na přesně plánovanou dráhu.

Firma Planet Labs už ukázala, že se nebojí vsadit na nové hráče v kosmických závodech už od jejich začátků. Kupříkladu s firmou Rocket Lab se dohodla na vynesení své družice už při druhém testovacím letu rakety Electron. Mise Still Testing odstartovala 21. ledna letošního roku a nesla družici pojmenovanou Dove Pioneer. Kromě nejznámější série Dove však Planet Labs provozuje i další dvě typové řady – RapidEye a SkySat.

Flotila družic firmy Planet Labs

Flotila družic firmy Planet Labs
Zdroj: https://www.nasaspaceflight.com

Družice Dove jsou cubesaty s rozměrem 3U (tvořeny třemi základními cubesatovými kostkami) a jejich rozměr je srovnatelný s bochníkem chleba. Družice Dove se do vesmíru dostávají v hejnech, proto se jim anglicky také říká Flocks (stádo či hejno). Každá družice Dove nese snímkovací aparát PlanetScope. Ten je schopen dosáhnout pozemního rozlišení okolo tří metrů. V době vzniku článku krouží na oběžné dráze téměř 180 družic Dove.

Systém RapidEye

Systém RapidEye
Zdroj: https://directory.eoportal.org/

Firma navíc disponuje pěti družicemi RapidEye, které pořizují fotky s rozlišením 4 metrů. Jedná se o družice s hmotností 150 kilogramů a do portfolia firmy se dostaly poté, co Planet Labs v roce 2015 získala společnost BlackBridge. Tyto družice jsou na oběžné dráze od roku 2009, takže firma Planet Labs získala přístup ke starším snímkům, které jsou nyní dostupné jejím zákazníkům.

Třetí vývojovou řadou je SkySat – momentálně je na oběžné dráze 13 těchto družic, které vyvinula společnost Terra Bella. Tu si Planet Labs vloni koupili od Googlu. V době obchodu se na oběžné dráze nacházelo sedm těchto družic, ale v říjnu loňského roku už pod hlavičkou Planet Labs vynášela raketa Minotaur C kromě jiného i šestici těchto družic. Každá družice SkySat váží sto kilogramů a její rozlišení je menší než jeden metr, což z nich dělá nejpodrobnější řadu v arzenálu firmy. Pokud klienti stojí o snímky s vysokým rozlišením, pak se používají právě tyto družice.

Princip skenování Země.

Princip skenování Země.
Zdroj: https://www.nasaspaceflight.com

Družice obíhají  po heliosynchronní dráze a díky tomu mohou být uspořádány do řad místo toho, aby byly rozptýleny po celé oběžné dráze. Jak se Země otáčí, každá další družice v řadě nasnímá trochu jinou část zemského povrchu než ta před ní. Výsledkem je systém, který zakladatel Will Marshall přirovnává k zemskému skeneru.

V listopadu loňského roku firma dosáhla významného milníku. Jak jsme psali již na začátku, vůbec poprvé se jim podařilo nasnímat za jediný den veškerou zemskou pevninu. Splnění milníku označovaného jako Mise 1 vytvořilo nevídané množství dat, která mohou zákazníci využívat. Pro lepší představu – tyto družice každý den vyprodukují 1,4 milionu snímků. Poté, co jsou fotky pořízeny, se uloží do palubní paměti družice a odešlou se až když dojde k přeletu nad pozemní stanicí.

Družice SkySat

Družice SkySat
Zdroj: https://www.nasaspaceflight.com

Nasbírané údaje se dají použít v širokém spektru oborů – od zemědělství, přes boj s přírodními katastrofami, budování infrastruktury až po odlesňování. Velká část údajů je dostupná i veřejnosti. Stačí navštívit adresu planet.com/explorer a můžete se bez registrace podívat na aktuální snímky. Pokud se registrujete, získáte přístup i ke pokročilejším službám jako je porovnání dvou fotek stejného místa z různých časů a vyznačení změn.

Ovšem společnost Planet Labs se nechce spokojit se současným už tak velmi pokročilým systémem, ale hledí do budoucna. Konkrétně věří strojovému učení, které by mohlo drasticky vylepšit užitečnost snímkování. Will Marshall představil plán, ve kterém by vznikl systém „schopný rozpoznávat objekty a umožnil uživatelům dotázat se na konkrétní věci jako třeba: „Kolik domů je v Pákistánu“. Systém také nabízel možnosti, jak vytěžená data zobrazit – například by byl schopen počítat kolik lodí připlulo do deseti největších přístavů světa v průběhu času.“ Níže přiložené video ukazuje i další možnosti využití. Představuje otázky jako: „Jaká bude letos úroda kukuřice ve státě Illinois?“ „Kolik kancelářských budov se minulý měsíc začalo stavět v Šanghaji?“ „Kolik aut parkuje před obchodním centrem?“ „Kolik je v Rusku aktivních ropných vrtů?“

„Ve zkratce chceme indexovat fyzické změny Země stejně, jako Google indexuje internet. Zkuste si představit ty možnosti,“ nastiňuje Marshall. Strojové učení masivních objemů dat a fotek celého světa, které se každý den aktualizují nabízí skutečně nepředstavitelné spektrum využití. Tato nová mise se v roce 2018 stane primárním cílem firmy. Kromě softwarových změn se ale chystají i změny hardwarové. Asi nejviditelnější změnou bude vypuštění dvou družic SkySat pro podrobné snímkování na raketě Falcon 9 z Kalifornie. Půjde o misi SSO-A, která nepřijde dříve než v létě a na palubě budou i družice Dove (opět jako hejno tedy Flock).

Zdroje informací:
https://www.nasaspaceflight.com/2018/01/planet-labs-targets-search-engine-world/
https://www.planet.com/explorer

Zdroje obrázků:
https://www.nasaspaceflight.com/wp-content/uploads/2018/01/2018-01-29-201728-1.jpg
https://www.nasaspaceflight.com/wp-content/uploads/2018/01/2018-01-29-181745.jpg
https://www.nasaspaceflight.com/wp-content/uploads/2018/01/2018-01-29-181047.jpg
https://www.nasaspaceflight.com/wp-content/uploads/2018/01/2018-01-29-181207.jpg
https://www.nasaspaceflight.com/…/Screen-Shot-2018-01-29-at-2.36.55-PM.png
https://directory.eoportal.org/documents/163813/2862549/RapidEye_Auto1D.jpeg
https://www.nasaspaceflight.com/…/Screen-Shot-2018-01-29-at-2.44.00-PM.jpg
https://www.nasaspaceflight.com/wp-content/uploads/2018/01/2018-01-29-182039.jpg

Vyšší úroveň snímkování Země, 5.0 out of 5 based on 16 ratings
Pin It
(Visited 2 828 times, 1 visits today)
Kontaktujte autora článku - hlášení chyb a nepřesností, rady, či připomínky

Hlášení chyb a nepřesnostíClose

VN:F [1.9.22_1171]
Rating: 5.0/5 (16 votes cast)
(Visited 2 828 times, 1 visits today)
Níže můžete zanechat svůj komentář.

Více se o tomto tématu dočtete zde »
(odkaz vede na příslušné vlákno diskuzního fóra www.kosmonautix.cz)


13 komentářů ke článku “Vyšší úroveň snímkování Země”

  1. bill napsal:

    Wow! 🙂

  2. Jakub napsal:

    Měl jsem teď v Izraeli možnost poslechnout si Agnieszku Lukaszczyk z Planet Labs a firma je opravdu našláplá. Přesně jak se píše v článku, jejich cílem je indexovat Zemi tak, jako Google indeoxval internet a pracují na strojové analýze snímků (tohle například dělá skvěle český start-up SpaceKnown, ale ten nemá své satelity), kde ale spolupracují s dalšími, jako například Orbital Insight (opět start-up založený ex výzkumníkem NASA) či Descartes Labs.

    Zajímavé bude sledovat ten vývoj vztahu mezi down-streamem v podobě čistě SW firem a HW společnostmi, kdy je jasné, že kdo dokáže efektivně zvládat obojí (vyvíjet a posílat na orbity satelity a zároveň dál zajímavě zpracovávat raw data), bude mít náskok. Asi ale bude nadále i prostor pro čistě SW firmy (těch možností co se snímky dělat je přehršel a inovativní nápady často vznikají v garážích malých start-upů, nikoliv uvnitř velkých korporací jako např. Airbus), jakkoliv asi bude v budoucnu docházet k různým mergers a akvizicím.

    • Fisma napsal:

      Dobry den, a muze mi, prosim, nekdo vysvetlit jak bude fungovat „business case“?
      Kdo bude na konci platit za data a proc i jemu se to bude rentovat?

      Diky moc.

      • Dušan Majer napsal:

        Hezký den,
        to je spíše otázka na samotnou firmu, ale jak se píše v článku, využití je velmi široké. Zájemců o tyto informace se tak mohou rekrutovat z širokého spektra oborů. Díky získaným informacím může zákazník získat výhodu, bude vědět, jaký je trh, na který vstupuje, s čím musí počítat atd.

  3. Alois napsal:

    Složité družice a sondy zastarávají již během stavby. Lze jen těžko představit si, že by pružně absorbovali nejnovější poznatky, odporovalo by to zákonům spolehlivosti.
    Pokud se staví 5 let a dodrží životnost 15 let, má v ten okamžik technologii starou 20 let. Důsledkem je, že odkládané projekty se s časem neustále mění a to produkuje další a další odklady.
    Zdá se že prodlužování plánované životnosti nějakými opravami je neefektivní.

    • vj napsal:

      Jenže když se podíváte na satelitní snímky klidně z dob studené války, tak budou často mnohem detailnější než ty z Dove. Pak záleží na tom, co vlastně potřebujete.
      Na některé aplikace je potřeba časté přelety (Dove), na jiné chcete detailní snímky (Worldview) a jinde Vám tolik nezáleží na rozlišení, ale chcete mít aktualizace velké oblasti třeba každých několik minut (Meteosat).
      Je logické, že pokud kvůli optice stavíte velký satelit, který vynese velká raketa, tak budete chtít, aby sloužil delší dobu – sice Vám to prodraží stavbu, ale třeba vynesení stojí stejně. Opravy u satelitů pro snímkování země se snad neplánují, jen u Envisatu se mluvilo o tom, že by ho rádi nechali shořet v atmosféře.

    • maro napsal:

      Ta družice je jen „senzor“. Vlastně jen pořádná „webkamera“, která vám pravidelně posílá snímky z celé snímané plochy. To jak ty raw obrázky dokážete pořádně zpracovat a využít už na technologii družice nezáleží. O to se stará stále pokročilejší technologie zpracování obrazu na zemi. Její vývoj jde pořád dopředu. A klidně časem můžete pro zpřesnění poslat nahoru ještě jednu podobnou synchronizovanou družici, která bude snímkovat stejnou oblast ve stejném čase a oba obrazy kombinovat pro ještě přesnější data. Je to jako u mobilů, když vyjde nový typ a umí lépe zpracovat obraz z fotočipu, který zůstal stejný. A časem k tomu fotočipu přidáte paralelní druhý. Ten první nezahazujete. Oba dohromady poskytnou lepší obraz.

      • Jakub napsal:

        To je sice částečně pravda, ale „post-processing“ má svá omezení a limity. Kvalitu optiky člověk neobejde, protože jakkoliv lze dnes díky různému SW dělat se snímky zázraky, když méně kvalitní či přesná optika některé věci nezachytí, na zemi už je člověk nepřidělá.

        Jde samozřejmě vždycky o požadavky zákazníka, jak má nastavenou představu o poměru ceny, životnosti a kvality, k čemu snímky potřebuje atd.

        Jinak tématu SW-defined Space se už pár firem věnuje, sází na univerzální HW platformy pro více využití, vývoj aplikací i po startu s možností „re-taskingu“ či možnost nechat zákazníka vyvinout si aplikace in-house.

  4. Lubomír napsal:

    Zajímavé … “ hejna “ družic , které budou fotit cokoliv a koholiv , ale když se pak náhodou ztratí takový malinký Boeing s 300 lidmi na palubě ,jako ten z Kuala Lumpur před pár lety ,tak dodnes nikdo neví nic , kam vlastně spadl jestli u Austrálie , u Vietnamu nebo u Madagaskaru ??? Takže zřejmě začíná družico – Cubesato mánie a toho (s prominutím ) sarajtu na oběžných drahách bude čím dál tím víc a i přes všechna přecevzetí že to “ bude muset “ řešit . A jak to dopadne ??? no jako když v Praze spadne lávka přes Vltavu a pak se to teprve řeší v celé republice … a tam nahoře třeba také tak , nějaká posádka poletí na kosmickou misi a nebo se z ní bude vracet a … jen tak náhodou se potká s nějakou kostkou tak 30x30x30 cm a skončí to i tak , že to ti hoši v té kosmické lodi nepřežijou … , takže tomuto CubeSat_elitnímu šílenství vůbec nefandím Lub.

    • Dušan Majer napsal:

      Zbytečně přeháníte a fakta nahrazujete emocemi. to není dobrá cesta. Problém kosmického smetí se velmi často nesprávně míchá dohromady s cubesaty, ale to jsou opravdu hrušky a jablka. Cubesaty se dají ze Země velmi dobře sledovat, takže rozhodně nehrozí jejich srážka s jiným objektem. Navíc cubesaty vydrží na svých drahách jen pár let, pak shoří v atmosféře.
      A ta zmínka o zmizelém letounu je mimo úplně – jak sám píšete, bylo to před několika lety, kdy snímkování neprobíhalo, takže netuším, co se snažíte tímto argumentem dokázat. Navíc je potřeba říct, že pokud se letadlo ztratí nad oceánem, tak mu snímky z tohoto hejna nepomohou. Fotí se jen pevnina, protože kdo by fotil tuny a tuny fotek mořské hladiny? To by jen zbytečně zatěžovalo výpočetní systémy.

    • vj napsal:

      Letadlo se ztratí klidně i dnes – kvalita snímků a četnost přeletů cubesaty je stále nízká, šance že tam poletí zrovna v tu správnou chvíli něco jako Pleiades nebo Worldview je minimální.
      Cubesaty jsou (alespoň teda z velké části) na nízkých oběžných drahách a celkem katalogizované (byť údajně krátce po vypuštění to není moc snadné).
      Momentálně jsou rizikovější asi spíš polární dráhy (jestli něco trefí Envisat, tak to bude srandy kopec). Do budoucna by mohly být problém megakonstelace.

    • tyčka napsal:

      Fotí se především tam, kde se něco zajímavého děje – třeba válečný konflikt.

  5. ldx napsal:

    Fantastické! Už jsem se zaregistroval a v příštích dnech to pořádně prozkoumám.
    Bez registrace se mi to rozlišení zdá zatím dost slabé, ale věřím, že se budou zlepšovat.

Zanechte komentář