Компания из США начала предоставлять коммерческие услуги по радарной съемке земной поверхности из космоса в разрешении 50х50 сантиметров на пиксель.
Спутники Capella обращаются вокруг Земли с периодом около 90 минут. Чтобы получать от них данные в режиме реального времени связь устанавливается через партнеров — геостационарные аппараты Inmarsat. На фото — художественное представление аппарата Sequoia (Capella-2) в рабочем положении / ©Capella Space
Это наилучший показатель из доступных на рынке, а сами изображения формируются таким образом, чтобы с ними мог работать даже непрофессионал.
Стартап Capella Space из Калифорнии предлагает всем желающим заказать съемку любого участка земной поверхности. Некоторые области планеты, конечно, доступны в меньшем разрешении из-за особенностей орбиты, но этот недостаток исправят. Совсем скоро в космос выведут еще шесть спутников, а ближайший запуск произойдет уже в этом месяце.
Съемка земной поверхности в режиме практически реального времени и высоком разрешении важна для многих структур — как коммерческих, так и государственных. Среди прочего в компании надеются, что их орбитальная группировка поможет спасать жизни во время стихийных бедствий, а также производить оперативный мониторинг инфраструктурных объектов. Иными словами, сфера применений довольно широка.
Изображения, которые получают клиенты компании, монохромные. Их создают методом радиолокационного синтезирования апертуры (synthetic-aperture radar, SAR) сантиметрового диапазона (X-band).
Следовательно, снимки можно получать вне зависимости от времени суток и погодных условий. А что самое главное, теоретически реально увидеть даже то, что происходит за некоторыми преградами для видимого света. Например, под тканевыми тентами, шатрами или тонкими пластиковыми либо деревянными покрытиями.
Получить детализацию на уровне менее 50 сантиметров на пиксель — для современных спутниковых радаров не проблема. Однако это будет разрешение только по одной из осей, значит, пиксель получается не квадратный.
По второй оси нередко разрешение составляет и целый метр (например, 100х25 сантиметров — один из лучших результатов на рынке сейчас). К этому добавляются различные особенности отражения радиоволн от разных объектов. В итоге картинка для неподготовленного человека может выглядеть совершенно непонятной.
Ноу-хау Capella Space как раз состоит в финальной обработке снимков. Для клиентов они формируются так, будто это оптические изображения. Перепады яркости из-за особенностей материалов наблюдаемых конструкций и прочие нюансы нормализуются. Получается кадр, максимально похожий на «обычный» спутниковый снимок, но на котором видно больше деталей, чем обычно. Разумеется, при желании (вероятно, за отдельную плату) клиенту могут предоставить и «сырые» данные.
The Port of Shanghai handled a record breaking 4.2 Million containers throughout October. We used #SAR imagery to gain a timely and precise view into the change in cargo and vessel activity. #port #monitoring pic.twitter.com/3UmyhwR9re
— Capella Space (@capellaspace) November 10, 2020
Сейчас в орбитальной группировке Capella всего один работающий спутник под номером два и кодовым наименованием Sequoia. Он был запущен 31 августа 2020 года на солнечно-синхронную орбиту высотой 550х536 километров при помощи ракеты Rocketlab Electron. До этого, в 2018 году, калифорнийская компания также запускала прототип Denali. Самое удивительное — размер этих аппаратов.
По описанию на официальном сайте компании, ее спутники — настоящее произведение инженерного искусства. В Sequoia (Capella-2) более 100 отдельных электронных плат, 400 метров проводов, а исходный код программного обеспечения превышает 250 тысяч строк на C, 10 тысяч на Python и еще полмиллиона строк инструкций для программируемых контроллеров (FPGA).
В режиме Spotlight Mode, который и обеспечивает максимальное разрешение картинки, спутник сканирует радаром область наблюдения с нескольких ракурсов в течение 20-60 секунд, пока пролетает над ней по орбите / ©Capella Space
При этом поражает реальное разрешение снимков до обработки — 5-10 сантиметров на пиксель. Чтобы получить итоговую картинку без шумов и искажений, таких кадров нужно несколько, принцип построения изображения называется InSAR. Столь впечатляющих результатов удалось добиться благодаря возможности спутника держать в поле зрения наблюдаемую область около минуты.
Интересно, что разрешение 50х50 сантиметров на пиксель — это качество картинки для коммерческих клиентов, ограниченное американским законодательством.
Для государственных структур Capella может предоставлять и вдвое более четкие снимки (25х25 сантиметров на пиксель). Глава стартапа Паям Баназадеш (Payam Banazadeh) надеется, что регуляторные органы в ближайшем будущем снимут ограничения.
