Rozhovor – Co nám družice mohou sdělit o Zemi: družice Sentinel a program Copernicus

Co se vám honilo hlavou, když družice Sentinel-2C vzlétla?

Bylo to neuvěřitelně emotivní. Nejvíce mě překvapilo, jak moc se mě to dotklo. Všude byla tma. Z místa, kde jsme stáli, jsme neviděli ani místo startu.

Pak se najednou v dálce objevilo světlo, které protnulo tmu, a my pozorovali, jak stoupá vzhůru. Zvuk jsme uslyšeli až za chvíli, protože odpalovací plocha byla daleko, což jen zesílilo naše očekávání. Ta chvíle, kdy jsme raketu zaslechli, byla ohromující.

Vykreslila na obloze dokonalý půlkruh, na chvíli zmizela v nízkých oblacích a znovu se vynořila. Bylo to tak dokonalé, že jsem tomu nemohla uvěřit. Pomyslela jsem si: „Tak se to opravdu podařilo“.

© ESA–S. Corvaja

Družicovými snímky se zabývám již od své diplomové práce, kterou jsem psala ve Wageningenu začátkem tohoto století. Vždycky jsem věděla o existenci družic, že jsou tam nahoře a sbírají data, ale samotné vyslání družice do vesmíru – to byla pro mě poněkud abstraktní představa.

Když jsem viděla raketu odstartovat, všechno bylo najednou tak reálné. Těžko se to popisuje. Představa je to jednoduchá, ale v tu chvíli to bylo velmi intenzivní.

Jaká zlepšení přinesla družice Sentinel-2C?

Družice Sentinel-2C navazuje na družici Sentinel-2A. Program Copernicus Evropské unie je rozsáhlý a dlouhodobá údržba je jeho nedílnou součástí. Družice Sentinel-2C zajistí kontinuitu dat. Pokryje časový úsek mezi využíváním družic Sentinel-2A, 2B a případně 2D. Tyto družice pracují ve dvojicích a poskytují pevný základ pro naši práci v rámci služby monitorování území programu Copernicus (CLMS).

Pro dlouhodobé monitorování, které provádíme v rámci služby CLMS v Evropské agentuře pro životní prostředí (EEA) je zásadní kontinuita. Když pracujete s daty o životním prostředí, nejde vždy o zvýšení rozlišení nebo frekvence poskytování dat, ale o zajištění konzistentních časových řad po mnoho let. Pokud změny zavádíte příliš často, konzistentnost se zajišťuje obtížně.

Díky družici Sentinel-2C budeme mít k dispozici spolehlivé časové řady od vypuštění družice Sentinel-2A až po další generaci družic, tj. po dobu přibližně 15 let. Tento konzistentní datový tok je pro sledování změn životního prostředí v průběhu času nedocenitelný.

Budoucí generace družic Sentinel budou i nadále přinášet zlepšení, jako je lepší prostorové rozlišení a další prvky.

Co se stane se staršími družicemi?

Družice Sentinel-2A bude stažena. Diskutovalo se o tom, že by se na oběžné dráze mohly nechat současně tři družice, aby se zvýšila frekvence sběru dat, což by nám umožnilo pořizovat snímky každé tři dny namísto každých pěti.

Největšími zastánci tohoto konceptu byly skandinávské země a Rakousko, kde je kvůli oblačnosti v horském terénu obtížné získat snímky, na kterých by nebyly mraky. Družice Sentinel-2A již překročila svou předpokládanou sedmiletou životnost. I když je stále funkční, blíží se konec její mise, a proto Evropská komise rozhodla, že ji již nebude udržovat.

Jak služba CLMS využívá data z družice Sentinel-2?

Služba CLMS je jedním z největších uživatelů dat z družice Sentinel-2, jelikož se jedná o družici určenou k monitorování území a úkolem služby CLMS je monitorovat území v rámci programu Copernicus. Proto jsme se podíleli na stanovení specifikací pro družici Sentinel-2 a proto se aktivně zapojujeme i do definování budoucích misí.

Naši poskytovatelé služeb využívají snímky z družice Sentinel-2 k vytváření různých produktů a poskytují informace o krajinném pokryvu, využívání půdy, stavu vegetace, vodních zdrojích či dokonce o proměnných týkajících se energie. Umíme například pomocí strojového učení automaticky klasifikovat krajinný pokryv nebo vytvořit produkty týkající se stavu vegetace. Dokážeme také použít data k analýzám využívání půdy, například k rozlišení sadů od vinic, což se často provádí ručně.

Jak tato data ovlivňují každodenní život Evropanů?

Data z družic jsou užitečná nejen v politice a veřejné správě. Například zemědělci je mohou využít k monitorování zdraví plodin či k identifikaci nedostatku vody, nadměrné vlhkosti nebo potřeby hnojiv. Ve dřevozpracujícím průmyslu je možné posoudit stav lesů, aniž by byly nutné inspekce na místě.

Zaznamenali jsme také rostoucí zájem pojišťoven, které naše data používají k posuzování žádostí o náhradu škod. Finanční instituce začínají využívat naše data k vydávání osvědčení o udržitelnosti a k posouzení rizik.

Tato data mají obrovský potenciál pro využití i v dalších oblastech, jako je civilní ochrana, dodržování předpisů v oblasti životního prostředí či dokonce předcházení trestným činům proti životnímu prostředí, jako je nelegální těžba dřeva nebo čerpání vody. Jedna ze služeb programu Copernicus byla pověřena monitorováním dodržování předpisů v oblasti životního prostředí, což zahrnuje boj proti protiprávním činnostem, jako jsou nelegální skládky nebo těžba dřeva. I když služba CLMS za tímto účelem nevytváří žádné konkrétní produkty, její data mohou zcela jistě využít jiní k identifikaci takovýchto protiprávních činností. Jedná se o účinný nástroj pro zajištění dodržování právních předpisů v oblasti životního prostředí.

Je třeba dodat, že všechna data jsou bezplatně k dispozici on-line.

Jak mohou být produkty programu Copernicus týkající se krajiny využívány na evropské úrovni?

Jednou z výhod našich produktů je konzistentnost. Chcete-li znát stav něčeho v celé Evropě, naše produkty vám poskytnout konzistentní přehled o celém kontinentu. To má zásadní význam, protože zatímco národní soubory dat jsou obvykle u některých zemí kvalitnější, my nabízíme harmonizovaná data pro celé území, o které se zajímáte. Jedním z našich stěžejních produktů je například databáze Corine – krajinný pokryv (Corine Land Cover), která uplatňuje stejnou definici tříd krajinného pokryvu ve všech 39 členských zemích agentury EEA a ve Spojeném království. Tato konzistentnost je obrovskou výhodou, protože můžete porovnávat třídy krajinného pokryvu, například v Itálii a Irsku, neboť víte, že jsou klasifikovány podle stejných kritérií.

Díky tomu je databáze Corine – krajinný pokryv jedním z nejpoužívanějších a nejčastěji stahovaných produktů. Byla vytvořena v roce 1990 a poprvé aktualizována v roce 2000. Od té doby se aktualizuje každých šest let. V současné době pracujeme na její aktualizaci pro rok 2024.

Jaký budou mít podle vás data z družic Sentinel v budoucnu dopad na politiku v oblasti životního prostředí a klimatu?

V současné době pracujeme na definici třetí fáze programu Copernicus, která bude zahrnovat nové mise zaměřené na otázky, jako je půdní vlhkost a kvalita vody. Z jedné mise jsem obzvlášť nadšená – z hyperspektrálního zobrazování. Umožní nám mnohem podrobnější monitorování nejen zdraví vegetace, ale také složení půdy. Ve své diplomové práci jsem se zabývala hyperspektrálními daty, takže jsem se na vývoji této technologie osobně podílela.

V budoucnu budeme těmto novým prvkům nadále přizpůsobovat naše portfolio. Díky příští generaci družic Sentinel a rozšiřujícím misím budeme schopni zlepšit kvalitu dat, která používáme, a využívat zcela nové možnosti monitorování. Pro pozorování Země je to velmi vzrušující období.

Co byste chtěla vyzdvihnout, pokud jde o program Copernicus a družice Sentinel?

Program Copernicus problematiku pozorování Země zcela proměnil. Když jsem v tomto oboru začínala, měli jsme přístup jen k jednomu nebo dvěma snímkům, zatímco nyní můžeme využívat velké množství dat zdarma. Pozorování Země tak získalo úplně nové rysy, kdy je možné realizovat to, co bylo kdysi jen pouhou teorií. Byl to převratný vývoj.

Měli bychom být nesmírně hrdí na to, že Evropa vedla tuto iniciativu a inspirovala další globální aktéry, jako je NASA, k tomu, aby ji následovali. Dostupnost otevřených dat zcela změnila způsob, jakým monitorujeme naši planetu, a má obrovský dopad na aplikované vědy.