Sign In

VTT:n hyperspektrikamera avaruudessa jo yli vuoden – Kamera lähettää hyvälaatuista spektridataa maan kiertoradalta

1.10.2018

VTT:n hyperspektrikamera on matkannut avaruudessa jo yli vuoden Aalto-1-nanosatelliitin kyydissä. Näin pieni spektrikamerateknologia, joka toimii piensatelliitista käsin, on maailmanlaajuisesti ainutlaatuinen. Teknologia on myös osoittanut erinomaista kestävyyttä, kun syksyn 2017 vakava avaruusmyrsky altisti spektrikameran maan kiertoradalla äärimmäisille olosuhteille. 

Spektrikuvan avulla voidaan avaruudesta käsin nähdä sellaisia kohteita, jotka eivät erotu esimerkiksi ohuen pilviverhon takia tavallisella kameralla. Spektrikamera pystyy mittaamaan 500–900 nanometrin aallonpituuksia ja on kooltaan puoli cubesat-yksikköä (0,5U) eli 5 cm x 10 cm x 10 cm. Avaruudesta mitattavia spektrikaistoja on kyetty ohjelmoimaan ja kalibroimaan maasta käsin eli samaa laitteistoa pystyy joustavasti soveltamaan erityyppisiin mittauksiin.

Elokuussa Keski-Afrikan yläpuolella otetussa kuvassa näkyy Mbandakan lähellä oleva Tshuapa-joki. Spektri-informaatio on ilmaistu väärävärikuvana: sademetsän kasvillisuuden aiheuttama ns. "punainen reuna" näkyy selvästi heijastavuuden kasvuna lähellä 700 nanometrin aallonpituutta.

"Samasta kohteesta otetusta tavallisesta kuvasta on paljon hankalampaa nähdä tämän kohteen piirteitä, joten spektrikameran datan avulla voi saada sellaista informaatiota, jota tavallinen kamera ei kykene erottamaan. Spektrikameran elektroniikka pohjautuu tavalliseen kuluttajaelektroniikkaan, mutta järkevällä suunnittelulla se on saatu avaruuskelpoiseksi," kommentoi erikoistutkija Antti Näsilä Aalto-1:n maasta ottamia spektrikuvia.

"Syksyn 2017 voimakas avaruusmyrsky oli äärimmäinen testi kameran kyvylle selviytyä haastavissa olosuhteissa, ja se selvisi siitä", toteaa Näsilä.

Kustannustehokkuuden avulla piensatelliiteista voidaan luoda suuria useiden satelliittimittalaitteiden konstellaatioita, jotka tuottavat maailmanlaajuisesti dataa perinteisiä satelliitteja nopeammalla syklillä. Tämä mahdollistaa avaruusteknologian hyödyntämisen erityyppisinä dataa ja tekoälyä soveltavina palveluina laajentaen hyödyntämismahdollisuudet tutkijoiden lisäksi myös uusille toimialoille ja markkinoille. 

Seuraava VTT:n kehittämä kamera odottaa jo laukaisua avaruuteen

Seuraavaksi avaruuteen laukaisua odottaa VTT:n kehittämä maailman ensimmäinen piensatelliittikäyttöön soveltuva lähi-infrapuna-alueen (NIR/SWIR) hyperspektrikamera.

"Tämän spektrialueen data laajentaa teknologian hyödyntämismahdollisuuksia huomattavasti, koska se aistii myös näkyvän valon ulkopuolella aallonpituuksia, jotka sisältävät paljon informaatiota kappaleiden koostumuksesta ja ympäristön kemiasta. Tällaista dataa voidaan tulevaisuudessa hyödyntää esimerkiksi maatalouteen suunnattavissa uudenlaisissa palveluissa tai asteroidin koostumuksen tutkimisessa", sanoo tutkimustiimin vetäjä Anna Rissanen.

VTT:n hyperspektriteknologiaa on kehitetty useille eri aallonpituuksille ja sovellettu erittäin laajasti aina lääketieteen laitteista mobiileihin mittalaitteisiin.

 "Teemme jatkuvasti yhteistyötä niin yritysten kuin tutkimuslaitosten kanssa, jotta teknologia päätyy erilaisten kaupallisten tuotteiden kautta hyödyntämään yhteiskuntaa", toteaa Rissanen.

Lue lisää vuoden 2017 vakavasta avaruusmyrskystä: https://ilmatieteenlaitos.fi/tiedote/411041112

Kuva 1: Keski-Afrikan yläpuolella Aalto-1:stä otetussa kuvassa näkyy Mbandakan lähellä oleva Tshuapa-joki. Kasvillisuuden aiheuttama nk. "punainen reuna" näkyy selvästi: metsien reflektanssin aiheuttama signaali kasvaa lähellä 700 nm:n aallonpituutta. Kuvassa 750 nm ilmaistaan punaisin pikselien, 670 nm vihreiden pikselien ja 565 nm sinisten pikselien avulla. (Kuvalähde: VTT)

Kuva 2: Samasta kohteesta samalla hetkellä tavallisella kameralla otettu kuva. Sademetsän piirteet ovat huomattavasti hankalammin havaittavissa ilmakehästä sironneen valon takia. (Kuvalähde: VTT)