Австралийская гиперспектральная камера на орбите

Австралийские ученые анализируют первые изображения, сделанные CyanoSat, спутником гиперспектральной съемки, разработанным и построенным CSIRO (Государственное объединение научных и прикладных исследований (англ. Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation, CSIRO) в партнерстве с Университетом Аделаиды.

CyanoSat оснащен специальной системой визуализации, предназначенной для обнаружения опасных цианобактерий, производимых водорослями вдоль побережья и внутренних водных путей Австралии.

Команде потребовалось всего 18 месяцев, чтобы довести CyanoSat от проектирования до запуска на борту спутника Skykraft в июне 2023 года. Команде пришлось решать проблемы, вызванные пандемией COVID-19.

«Было много сомнений в том, сможем ли мы сделать это вовремя, и у нас было много проблем с локдаунами и нехваткой электронных компонентов. Были времена, когда мы не могли путешествовать или даже работать в наших собственных лабораториях, но энтузиазм команды и поддержка наших партнеров имели решающее значение», — сказал д-р Стивен Генсемер, руководитель проекта.

После запуска полезная нагрузка была подвергнута испытаниям, были проведены тесты ее способности получать серии изображений, обрабатывать данные на борту и перепрограммировать камеру на орбите.

«Эти данные показывают нам, что здесь, в Австралии, мы можем спроектировать и построить сложную полезную нагрузку, специально разработанную для конкретного применения, интегрировать ее в спутник и запустить на орбите в течение очень короткого периода времени», — сказал доктор Генсемер.

«Мы очень рады, что помогли сделать испытательный полет CyanoSat успешным. Это сотрудничество является отличным примером того, как австралийская космическая компания может поддержать новые исследования национального значения, опираясь на разработку нашей коммерческой группировки для управления воздушным движением», — добавил доктор Дуг Гриффин, главный инженер Skykraft.

CyanoSat был задуман как способ тестирования мониторинга качества воды с низкой околоземной орбиты, параллельно с разработкой миссии CSIRO AquaWatch.

AquaWatch будет включать в себя систему технологий, включая спутники наблюдения за Землей и наземные датчики воды, для мониторинга качества воды с помощью данных в режиме реального времени и прогнозного анализа.

Технология тестирования

Успех CyanoSat основан на новом пакете телескопов, изображений и электроники.

Телескоп использует трехзеркальную внеосевую конструкцию, чтобы избежать астигматизма и улучшить качество изображения и оптическую пропускную способность, позволяя захватывать широкий диапазон длин волн. Он обеспечивает 50-метровое разрешение с орбитальной высоты около 600 километров.

Система визуализации имеет линейно-переменный оптический фильтр, разработанный и изготовленный командой CSIRO Space Optics совместно с Институтом индустрии будущего при Университете Южной Австралии.

Согласно CSIRO, «пропускающий оптический фильтр имеет резонансную длину волны, которая линейно изменяется в одном измерении. Он производится путем точного осаждения многослойного стека различной толщины, который может быть адаптирован для захвата любого спектрального диапазона».

Фильтр прикрепляется непосредственно к датчику камеры и регистрирует данные в более чем 30 диапазонах, от видимого до ближнего инфракрасного. В корпусе электроники используются радиационно-устойчивые компоненты и специальные радиационно-защитные материалы, разработанные CSIRO.

Чтобы решить проблему отправки больших объемов данных на землю, система имеет встроенные алгоритмы, которые хранят данные, предварительно обрабатывают их для уменьшения их размера и отдают приоритет передаче по нисходящей линии. Система также может быть перепрограммирована на орбите.

CSIRO работает над полезной нагрузкой следующего поколения, CyanoSat 2.0, которая должна быть запущена в 2024 году, в которой будут учтены уроки, полученные в ходе эксплуатации CyanoSat. Новая полезная нагрузка будет иметь более широкое поле зрения и будет использоваться для дальнейшей проверки способности тепловизора обнаруживать и отслеживать цветение водорослей с низкой околоземной орбиты.