Kolejny instrument kosmiczny współtworzony przez Polaków trafił na orbitę. Nazywa się DESIS i posłuży do satelitarnych obserwacji Ziemi aż w 235 „kolorach”. Na Międzynarodową Stację Kosmiczną dostarczył go statek transportowy Dragon.
DESIS (skrót od DLR Earth Sensing Imaging Spectrometer) ma za zadanie prowadzenie hiperspektralnych obserwacji naszej planety, co oznacza jednoczesne obrazowanie powierzchni globu w 235 zakresach promieniowania elektromagnetycznego. Około 150 zakresów przypada na kolejne barwy światła – od niebieskiego po czerwień. Pozostałe zakresy obejmują bliską podczerwień, tj. „kolory” niewidzialne dla ludzkiego oka. Pojedyncze zdjęcie satelitarne uzyskane za pomocą DESIS ukaże pas lądu lub oceanu o szerokości 30 km. Rozdzielczość przestrzenna danych wyniesie 30 m.
Głównym wykonawcą instrumentu jest Niemiecka Agencja Kosmiczna (DLR), a jednym z kluczowych podwykonawców Centrum Badań Kosmicznych PAN (CBK PAN). Polscy inżynierowie odpowiadali za zaprojektowanie i wykonanie systemu, który steruje i pozycjonuje ruchome lustro wejściowe sensora. Lustro to jest pierwszym elementem DESIS, na jaki pada promieniowanie przybywające z powierzchni Ziemi. Zadaniem zwierciadła jest skierowanie promieniowania do dalszej części instrumentu, w tym kolejnych luster (już nieruchomych) oraz teleskopu.
Ruchome lustro to nowość w kosmicznych skanerach hiperpsketralnych. Do tej pory instrumenty tego typu były w zasadzie pozbawione ruchomych części, co uważano za jedną z ich zalet. W konsekwencji takie sensory patrzyły tylko w nadir, a więc obserwowały wyłącznie teren znajdujący się dokładnie pod satelitą. Innowacyjne lustro DESIS pozwoli instrumentowi DLR spojrzeć także do 15 przed i za instrument. Umożliwi to uzyskanie danych do opracowania trójwymiarowych modeli terenu, ale także zapewni poprawę jakości danych zbieranych w nadirze (lepsza korekta atmosferyczna obrazów).
Z drugiej strony ruch lustra otwiera drogę do stosowania zaawansowanych metod teledetekcyjnych, jak na przykład kompensowania ruchu satelity w czasie wykonywania obserwacji. Dla mnie jest to szczególnie ważne w kontekście nocnego obrazowania planety. Aby taki obserwacje się udały, wybrany fragment planety musi być na celowniku DESIS znacznie dłużej niż w ciągu dnia. (Nocą ilość promieniowania docierającego do sensora jest o rzędy wielkości mniejsza, niż za dnia.) Co oczywiste, satelita nie może się zatrzymać na orbicie by „pstryknąć lepsza fotkę”. Może jednak tak manewrować lustrem, by wybrany obszar wydawał się nieruchomy dla instrumentu.
W czasie startu i lotu do ISS instrument DESIS znajdował się wewnątrz kapsuły Dragon. Teraz zostanie z niej przeniesiony do wnętrza stacji, a następnie poprzez śluzę powietrzną w japońskim module Kibo trafi na zewnątrz ISS. Przez najbliższych pięć lat sensor będzie przymocowany do platformy MUSES (Multiple User System for Earth Sensing Facility), którą zbudowała amerykańska firma Teledyne Brown Engineering. Teledyne jest partnerem DLR w projekcie DESIS i będzie odpowiadała za komercyjną dystrybucję danych z niemieckiego instrumentu.
DESIS to już drugi przyrząd opracowany przy udziale naukowców z CBK PAN, jaki w ostatnim czasie trafił na Międzynarodową Stację Kosmiczną. 2 kwietnia br. kapsuła Dragon dostarczyła na ISS zestaw detektorów ASIM (Atmosphere-Space Interactions Monitor), których zadaniem jest badanie tajemniczych zjawisk elektromagnetycznych występujących w stratosferze i mezosferze w czasie silnych burz. ASIM przeszedł już fazę testów i wkracza w fazę regularnych obserwacji naukowych. DESIS powinien osiągnąć ten etap za około 3-4 miesiące.
Artykuł naukowy opisujący instrument: Krutz i in., 2018. DESIS – DLR Earth Sensing Imaging Spectrometer. w: Satoh S. (red.) Image and Video Technology. PSIVT 2017. Lecture Notes in Computer Science, vol 10799. Springer. doi: 10.1007/978-3-319-92753-4_28.