Европейское космическое агентство (ESA) представило первые данные, полученные с космического аппарата Biomass (инициатива FutureEO, класс Earth Explorer). Миссия, запущенная менее двух месяцев назад, находится на этапе ввода в эксплуатацию и калибровки бортовой аппаратуры. Тем не менее, полученные изображения демонстрируют штатную работу P-диапазонного радиолокатора с синтезированной апертурой (SAR) и подтверждают заявленные возможности миссии по количественной оценке древесной биомассы и связанного с ней запаса углерода.

Biomass — первый спутник, оснащённый полноценным SAR P-диапазона (центральная частота ~435 МГц, длина волны ~69 см). Выбор диапазона обусловлен его способностью проникать сквозь кроны деревьев (достигая уровня подстилки и стволовой древесины) из-за низкого коэффициента экстинкции растительностью. Оптическая съёмка (как на Sentinel-2) регистрирует лишь верхнюю часть полога, тогда как радар P-диапазона чувствителен к геометрии и диэлектрическим свойствам крупных древесных элементов (стволов, ветвей) независимо от облачности и освещённости.

Первичная цель миссии — глобальное картирование биомассы лесов с погрешностью не более ±10 т/га для диапазона значений 50–500 т/га, что позволит уменьшить неопределённость в оценках углеродного бюджета наземных экосистем.

Получено поляриметрическое RGB-изображение (комбинация каналов HH, HV, VV). Зелёные тона соответствуют нетронутым тропическим лесам высокой биомассы; красные — затопляемым лесам с повышенным содержанием влаги в почвенно-растительном слое; сине-фиолетовые — травянистым сообществам (саванны, луга). Чёрные области — водные поверхности (реки, озёра), где сигнал полностью поглощается. Характер меандрирования реки Бени указывает на отсутствие антропогенных регуляций стока.

Сравнение со снимком Sentinel-2 (оптический, видимый и ближний ИК-диапазоны) демонстрирует, что радиолокационное изображение той же территории содержит дополнительную информацию о подпологовой структуре леса. Это принципиально для оценки полной надземной биомассы, которая коррелирует с обратным рассеянием P-диапазона с учётом его поляризационной зависимости.

Самая первая съёмка миссии выявила зоны водно-болотных угодий (пурпурно-красные оттенки на южной части изображения). Проникновение сигнала сквозь густые кроны подтверждает расчётную глубину проникновения в растительность — не менее 20–30 м эквивалентного водного слоя при влажности почвы до 30% объемной влажности.

На изображении идентифицированы активные вулканы, включая Гамконору. Способность радара отслеживать топографию под лесным покровом демонстрируется чёткими структурными линиями вулканических конусов и лавовых потоков — сигнал P-диапазона отражается от подстилающей горной породы, а не только от растительности.

Преобладание зелёного спектра соответствует плотному влажному тропическому лесу. Видимость складчатой топографии под лесом подтверждает пригодность P-SAR для построения цифровых моделей рельефа (ЦМР) ниже уровня растительности — характеристика, востребованная при изучении углеродных циклов в условиях неровного ландшафта.

Хотя миссия ориентирована на леса, свойства P-диапазона открывают дополнительные приложения.

Ожидаемая глубина проникновения радиоволны (λ ≈ 69 см) в сухой песок (ε' ≈ 3–5, затухание менее 0.5 дБ/м) достигает 5 м. На снимке видны погребённые палеорусла и структуры кристаллического фундамента, что позволяет реконструировать влажные периоды голоцена и оценивать запасы ископаемых подземных вод.

P-диапазон обеспечивает более глубокое проникновение в холодный лёд (по сравнению с C- и L-диапазонами) из-за меньшего объёмного рассеяния на микровключениях. Полученное изображение показывает зоны различной внутренней структуры ледникового потока и области базального скольжения. Это даёт возможность измерять скорость движения льда с использованием повторных проходов (интерферометрия) и исследовать слоистость ледяной толщи.

На этапе ввода в эксплуатацию все данные считаются предварительными. Окончательная калибровка радиолокационных сечений, фазовая стабилизация и устранение артефактов, связанных с ионосферной дисперсией (P-диапазон чувствителен к полному электронному содержанию), будут завершены ориентировочно через 6–8 месяцев. Только после этого начнётся штатное глобальное картографирование биомассы с интервалом повторения 12 дней.

Представленные изображения подтверждают, что P-диапазонный SAR может:

Миссия Biomass создаёт прецедент для следующего поколения низкочастотных космических SAR. Штатный режим работы спутника начнётся в 2026 году после завершения калибровки.