ПРОЕКТ DLR «FIREBIRD» – ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ ПО ОПЕРАТИВНОМУ МОНИТОРИНГУ ЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ
© О.Фрауенбергер, В.Халле, Е.Лоренц, Т.Терзибашьян
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "Проблемы ракетной и космической техники"
2017 г.
Проект FireBIRD представляет собой группировку из двух небольших спутников, спроектированных и изготовленных Институтом оптических систем (DLR, Берлин) с участием других институтов DLR. Первый спутник TET-1 был запущен в 2012 году с космодрома Байконур, второй спутник BIROS был запущен в 2016 году из Космического центра Satish Dhawan (Индия). Основная полезная нагрузка каждого спутника состоит из мультиспектральной системы (MSC), предназначенной для обнаружения и наблюдения высокотемпературных событий, например, лесные пожары или вулканы. Помимо основной полезной нагрузки, оба спутника имеют аппаратуру для проведения ряда технологических экспериментов. В случае спутника BIROS основными элементами являются: силовая установка с холодным газом для орбитальных маневров; маховики с большим крутящим моментом для быстрого изменения ориентации, которые могут быть использованы для расширения поля обзора; экспериментальная система OSIRIS для проверки и демонстрации возможности оптической линии передачи данных на небольшом спутнике.
Система MSC состоит из 3-х камер с 5-ью спектральными каналами: зелёный (510 нм), красный (645 нм), ближний инфракрасный (860 нм), средневолновый инфракрасный - MWIR (3,8 мкм) и длинноволновый инфракрасный - LWIR (8,9 мкм). Канал MWIR предназначен для наблюдения за высокотемпературными событиями, такими как лесные пожары с температурами в диапазоне 1000°K, и поэтому рассчитан на большой динамический диапазон. В рамках проекта FireBIRD на спутнике TET-1 было получено более 4500 сцен с большим разнообразием областей интереса. Наиболее широко используемым применением является мониторинг пожаров от крупномасштабных кустарниковых и лесных пожаров до небольших очагов и тлеющих пожаров с низкой интенсивностью. Обнаружение и наблюдение за такими событиями обеспечивает информацией для оперативной поддержки пожарных бригад, для обнаружения горячих точек, для оценки выбросов CO2 горящей растительностью и, наконец, вносит вклад в программы мониторинга, поддерживающие климатические модели.
Другими наблюдаемыми горячими объектами являются вулканы, пожары на угольных шахтах и газовые факелы на нефтяных и газовых разработках. Приложения в спектре нормальной температуры представляют собой наблюдения с умеренным геометрическим разрешением, такие как температура поверхности моря, мониторинг внутренних водоёмов среднего размера или тепловых островков в городских районах.
Работа по проекту осуществляется в прерывистом режиме ─ это означает, что наблюдение за данной областью интереса должно быть заказано заранее, за 1 ─ 3 дня. Типичный размер наблюдаемой области составляет приблизительно 400x200 км. После успешного маршрута «сырые» данные передаются на одну из наземных станций DLR, главным образом на Нойштрелиц. Полученные данные загружаются в систему обработки псевдореального времени, которая из продуктов уровня 0 («сырые» данные) вырабатывает продукты уровня 1b (гео-привязанные, радиометрически откалиброванные, черно-белые изображения), уровня 1c (совмещённые изображения) и уровня 2 (пожары). Пользователь может получить доступ к этим продуктам в течение 15 минут после сброса данных и основным параметрам продукта, публикуемым на WEB-сайте Данных Наблюдения Земли. На сайте можно заказать продукты для выбранных областей и периодов времени.
Поскольку маленькие спутники имеют ограниченные возможности по хранению и передаче данных, планируется внедрить подготовку данных на борту для обработки горячих зон и предварительного отбора данных, чтобы предоставлять информацию по таким событиям через короткое время после обработки изображений. В случае если сможет быть реализована оптическая линия передачи данных, также можно будет увеличить размеры изображений, улучшая возможности проекта.