Rozmowa — Co satelity mówią nam o Ziemi: Sentinele i Copernicus

Jakie myśli towarzyszyły Pani podczas startu satelity Sentinel—2C?

Niesamowite emocje. Najbardziej zaskoczyło mnie to, jak bardzo to na mnie wpłynęło. Staliśmy tam, wokół było ciemno, a z miejsca, w którym się znajdowaliśmy nawet nie było widać platformy startowej.

Wtem w oddali pojawiło się światło rozjaśniając ciemność i zobaczyliśmy jak rakieta się wznosi. Dźwięk docierał z opóźnieniem, ponieważ platforma startowa była bardzo daleko. To potęgowało napięcie. W chwili, gdy usłyszeliśmy dźwięk, byliśmy oszołomieni.

Rakieta zatoczyła na niebie idealny półkrąg. W pewnym momencie zniknęła wśród niskich chmur, a następnie ponownie się z nich wyłoniła. Było to tak idealne, że wydawało się niemal nierealne. Pomyślałam: „To naprawdę się dzieje”.

© ESA–S. Corvaja

Odkąd obroniłam pracę magisterską w Wageningen na początku XXI wieku zajmuję się obrazami satelitarnymi. Zawsze wiedziałam, że satelity są gdzieś tam na niebie i zbierają dane — ale sam akt wysłania ich w kosmos był dla mnie raczej abstrakcyjną koncepcją.

Widok startu rakiety sprawił, że wszystko stało się realne tak, że trudno to opisać. To prosta myśl, ale w tamtym momencie wydała mi się bardzo głęboka.

Jakie ulepszenia wprowadza Sentinel—2C?

Sentinel—2C zapewnia ciągłość Sentinel—2A. Copernicus to unijny program na szeroką skalę, a jego długoterminowe utrzymanie musi stanowić zasadniczą część tego planu. Sentinel—2C zapewni ciągłość danych, łącząc ze sobą dane z Sentinel—2A, 2B i ostatecznie 2D. Satelity te pracują parami, zapewniając solidną podstawę do naszej pracy w ramach usługi programu Copernicus w zakresie monitorowania obszarów lądowych (CLMS).

Ciągłość ma kluczowe znaczenie dla długoterminowego monitoringu, jaki prowadzimy w CLMS i Europejskiej Agencji Środowiska (EEA). Gdy mamy do czynienia z danymi środowiskowymi, nie zawsze chodzi o zwiększenie rozdzielczości czy częstotliwości, lecz o tworzenie spójnych szeregów czasowych na przestrzeni wielu lat. Zbyt częste wprowadzanie zmian utrudnia zachowanie spójności.

Dzięki Sentinel—2C będziemy mogli uzyskać wiarygodny szereg czasowy od momentu wystrzelenia Sentinel—2A aż do pojawienia się kolejnej generacji satelitów – czyli około 15 lat. Ten spójny strumień danych jest niezwykle cenny do śledzenia zmian środowiskowych na przestrzeni czasu.

Przyszłe generacje Sentineli będą wprowadzać dalsze udoskonalenia, np. lepszą rozdzielczość przestrzenną i inne funkcje.

Co dzieje się ze starszymi satelitami?

Sentinel—2A zostanie ostatecznie wycofany. Prowadzono dyskusje na temat jednoczesnego utrzymywania trzech satelitów, aby zwiększyć częstotliwość zbierania danych, co pozwoliłoby nam wykonywać zdjęcia co trzy dni, a nie co pięć.

Kraje takie jak Skandynawia i Austria, gdzie zachmurzenie w górzystym terenie utrudnia prowadzenie obserwacji na bezchmurnym niebie, były największymi orędownikami tego rozwiązania. Sentinel—2A już przekroczył oczekiwany, siedmioletni okres eksploatacji. Choć system nadal działa, zbliża się już do końca swojej misji, dlatego Komisja Europejska podjęła decyzję o jego wycofaniu.

W jaki sposób CLMS wykorzystuje dane z satelity Sentinel—2?

CLMS jest jednym z największych użytkowników satelity Sentinel—2, gdyż jest to satelita przeznaczony do monitorowania lądu, a my świadczymy usługę monitorowania lądu w ramach programu Copernicus. Dlatego właśnie braliśmy udział w definiowaniu specyfikacji Sentinel—2 i aktywnie uczestniczymy w określaniu przyszłych misji.

Nasi dostawcy usług wykorzystują obrazy Sentinel—2 do tworzenia różnorodnych produktów, dostarczających informacji na temat pokrycia terenu, użytkowania gruntów, stanu roślinności, zasobów wodnych, a nawet zmiennych energetycznych. Na przykład możemy wykorzystać uczenie maszynowe do automatycznej klasyfikacji pokrycia terenu lub do uzyskania produktów powiązanych ze stanem roślinności. Możemy również wykorzystać dane do przeprowadzania analiz użytkowania gruntów, na przykład do odróżnienia sadów od winnic, co często wykonuje się ręcznie.

Jak te dane wpływają na codzienne życie Europejczyków?

Dane te są przydatne nie tylko w kontekście polityki i administracji. Na przykład rolnicy mogą używać ich do monitorowania stanu swoich upraw, sprawdzając, czy nie występuje niedobór wody, nadmiar wilgoci lub czy konieczne jest nawożenie. Przemysł drzewny może ocenić stan lasów bez konieczności przeprowadzania inspekcji na miejscu.

Obserwujemy również rosnące zainteresowanie ze strony firm ubezpieczeniowych, które wykorzystują nasze dane do oceny roszczeń odszkodowawczych. Instytucje finansowe zaczynają wykorzystywać te dane do certyfikacji zrównoważonego rozwoju i oceny ryzyka.

Istnieje ogromny potencjał wykorzystania tych danych w obszarach takich jak ochrona ludności, zgodność z przepisami dotyczącymi ochrony środowiska, a nawet zapobieganie przestępstwom środowiskowym, takim jak nielegalne pozyskiwanie drewna lub wody. Jedną z usług programu Copernicus jest monitorowanie zgodności z przepisami dotyczącymi ochrony środowiska, co obejmuje zwalczanie nielegalnych działań, takich jak składowanie odpadów lub wycinka drzew. Chociaż CLMS nie tworzy konkretnych produktów do tego celu, nasze dane z pewnością mogą być wykorzystywane przez innych do identyfikacji takich działań. Jest to potężne narzędzie zapewniające przestrzeganie przepisów dotyczących ochrony środowiska.

Wszystkie te dane są dostępne w internecie i to bezpłatnie.

W jaki sposób produkty badań powierzchni ziemi programu Copernicus można wykorzystać na poziomie europejskim?

Jedną z zalet naszych produktów jest spójność. Jeśli chce się poznać stan jakiegoś parametru w Europie, nasze produktu zapewniają spójny pogląd na sytuację na całym kontynencie. Jest to bardzo ważne, ponieważ jakkolwiek krajowe zbiory danych mają zazwyczaj wyższą jakość w przypadku poszczególnych krajów, my oferujemy dane zharmonizowane w całym obszarze. Przykładowo jednym z naszych sztandarowych produktów jest Corine Land Cover, który wykorzystuje tę samą definicję klas pokrycia terenu we wszystkich 39 krajach członkowskich EOG i w Wielkiej Brytanii. Taka spójność jest dużą zaletą, ponieważ umożliwia porównywanie klas pokrycia terenu, na przykład we Włoszech i Irlandii, wiedząc, że są one klasyfikowane według tych samych kryteriów.

Sprawia to, że Corine Land Cover jest jednym z najpowszechniej używanych i najczęściej pobieranych produktów. Początki projektu sięgają 1990 r., a kolejna aktualizacja miała miejsce w 2000 r. Od tego czasu jest on aktualizowany co sześć lat. Obecnie pracujemy nad aktualizacją na rok 2024.

Jak według Pani dane z satelity Sentinel wpłyną na politykę klimatyczną i środowiskową?

Obecnie pracujemy nad zdefiniowaniem trzeciej fazy programu Copernicus, która obejmie nowe misje skoncentrowane na obszarach takich jak wilgotność gleby i jakość wody. Jest jedna misja, na którą czekam ze szczególną niecierpliwością: obrazowanie hiperspektralne. Dzięki temu będziemy mogli znacznie dokładniej monitorować nie tylko stan roślinności, ale także skład gleby. Moja praca magisterska dotyczyła danych hiperspektralnych, więc osobiście zależy mi na rozwoju tej technologii.

Patrząc w przyszłość, będziemy nadal dostosowywać naszą ofertę do tych nowych możliwości. Dzięki nowej generacji satelitów Sentinel i misjom rozszerzającym będziemy mogli poprawić jakość wykorzystywanych przez nas danych i dodać zupełnie nowe możliwości monitorowania. To niezwykle ekscytujący czas dla obserwacji Ziemi.

Co chciałaby Pani podkreślić na temat programu Copernicus i Sentinel?

Program Copernicus był przełomowy dla obserwacji Ziemi. Gdy zaczynałem pracę w tej dziedzinie, mieliśmy dostęp zaledwie do jednego, dwóch obrazów. Teraz możemy bezpłatnie uzyskać dostęp do ogromnej liczby danych. Stworzyło to nowy paradygmat w obserwacji Ziemi, umożliwiający wdrożenie koncepcji, które kiedyś istniały jedynie w teorii. To była rewolucja.

Powinniśmy być niezwykle dumni z faktu, że Europa stanęła na czele tej inicjatywy, inspirując inne globalne podmioty takie jak NASA, do pójścia w jej ślady. Dostępność otwartych danych zrewolucjonizowała sposób monitorowania naszej planety i wywarła ogromny wpływ na naukę stosowaną.