Pseudosatelity – świat rozwiązań i zastosowań

Pseudosatelity, czyli HAPS (High Altitude Pseudo Satellites) to platformy latające, które działają w stratosferze, średnio na wysokości 20 kilometrów, powyżej tras komercyjnych linii lotniczych, silnych prądów ogólnej cyrkulacji atmosferycznej i wilgotności troposfery. Ogólnie rzecz biorąc, na platformy HAPS składają się dwie podstawowe konstrukcje: szybowce – cięższe niż powietrze (HTA, Heavier Than Air), oraz nawigatory i balony – lżejsze niż otaczające je powietrze (LTA, Lighter Than Air). Ich wykorzystanie, uzupełniające misje satelitarne, prezentuje bardzo obiecujące perspektywy dla zastosowań telekomunikacyjnych i obserwacji Ziemi.

Relatywna bliskość HAPS względem Ziemi ma oczywiste zalety techniczne. Platformy te pozostają w locie przez tygodnie lub miesiące i wracają do bazy w celu poddania się czynnościom konserwacyjnym. Praktycznie niezmienna lokalizacja LTA pozwala na rejestrowanie danych w trybie wideo, podczas gdy mobilność HTA umożliwia pozyskiwanie danych dotyczących tego samego obiektu z różnych punktów widzenia. Rozdzielczość pozyskiwanych obrazów jest znacznie lepsza dzięki mniejszej odległości od obiektów; transmisja danych ma mniejsze opóźnienia w porównaniu, na przykład, z satelitami, co zwiększa wydajność jednostek segmentu naziemnego. Dodatkowo – w porównaniu do naziemnych stacji pomiarowych, wykonujących pomiary w sposób punktowy i nieciągły – HAPS rejestrują dane w sposób ciągły i niezależnie od warunków topograficznych, co jest szczególnie interesujące w przypadku obserwacji np. kolumn atmosfery czy powierzchni mórz.

Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) wykazała zainteresowanie przyszłością HAPS poprzez przeprowadzenie badania komplementarności tych platform z satelitami w kwestii oceny jakości powietrza. Dlatego właśnie powstało konsorcjum HAPSVIEW, którego celem jest wykazanie wartości dodanej HAPS dla modeli oceny jakości powietrza opartych na sieciach lokalnych i obserwacjach satelitarnych.

GMV jest liderem konsorcjum HAPSVIEW, w którym uczestniczą również Holenderski Instytut Meteorologiczny (KNMI), szwajcarska firma SCEYE, twórca nawigatora LTA, oraz kanadyjska firma ABB, specjalizująca się w lotniczych urządzeniach obserwacyjnych. Z konsorcjum współpracują cztery instytucje odpowiedzialne za kontrolę, monitorowanie, zarządzanie i sprawozdawczość w zakresie jakości powietrza: Urząd Gminy i Urząd Miasta Rotterdam, Regionalny Rząd Andaluzji oraz Urząd Miasta Sewilla.

Jakość powietrza w Rotterdamie i Sewilli, podobnie jak w wielu innych miastach europejskich, stanowi poważne wyzwanie dla zdrowia publicznego i zgodności z postanowieniami Porozumienia Paryskiego w kontekście Ramowej konwencji Narodów Zjednoczonych w sprawie zmian klimatu, która przewiduje wprowadzenie środków mających na celu ograniczenie emisji gazów cieplarnianych.

W trakcie realizacji projektu konsorcjum określi wymagania użytkowników w zakresie danych dotyczących jakości powietrza w Rotterdamie i Sewilli, platform latających, ładunku użytecznego, segmentu naziemnego oraz wymogów misji HAPS. Ponadto przeanalizowane zostaną również regulacje dotyczące przestrzeni powietrznej, produkty związane z gromadzonymi danymi oraz synergie z misjami satelitarnymi. W ramach projektu zostaną przeanalizowane wszelkiego rodzaju ograniczenia i niedobory HAPS w celu określenia kierunku ich rozwoju.

Coraz większa świadomość ekologiczna społeczeństwa wynika nie tylko z konieczności zapewnienia dziedzictwa naturalnego dla przyszłych pokoleń, ale także z dbałości o kondycję zdrowotną naszych obecnych środowisk miejskich, mając na względzie fakt, że – zgodnie z wynikami najnowszych badań ONZ z 2018 r. dotyczących ludności miejskiej – 54% ludności świata mieszka na obszarach miejskich.

Projekt konsorcjum HAPSVIEW został zaprezentowany społeczności naukowej we wrześniu podczas ESA Phi-Week – spotkania, którego celem jest badanie najnowszych technologii pod kątem wykorzystania w przyszłych misjach satelitarnych i usługach obserwacji Ziemi.