Поделиться
Сверхлегкие оптические системы дистанционного зондирования Земли, разработанные учеными Самарского университета имени Королёва, пройдут испытания в космосе на борту российских наноспутников Cube SX-HSE и Cube SX Sirius HSE. Запуск этих наноспутников планируется 20 марта с космодрома Байконур в составе кластера полезной нагрузки ракеты-носителя "Союз-2.1а".
- Цикл наземных испытаний пройден нормально, но они касались, в первую очередь, устойчивости к перегрузкам и температурам. Посмотрим теперь, как будет работать оптика на орбите, это будет зависеть в первую очередь, от систем стабилизации спутников, - рассказал ведущий сотрудник Института систем обработки изображений РАН, профессор кафедры технической кибернетики Самарского университета Роман Скиданов.
Оптическую систему сделали на средства гранта Фонда содействия инновациям в рамках проекта "Дежурный по планете". В ее основе - созданная в университете плоская дифракционная линза. Она может заменить систему линз и зеркал современных телеобъективов. При этом мало весит. Ранее оптика на основе дифракционных линз в космосе не использовалась.
При производстве дифракционной линзы на поверхность кварцевого стекла наносится резист - фоточувствительное вещество толщиной десять микрометров (для сравнения, толщина человеческого волоса 40-90 микрометров). На резисте с помощью лазерного луча создается 256-уровневый микрорельеф. С его помощью происходит "приближение" объекта, а компенсацию искажений обеспечивает компьютерная обработка изображений на основе нейронных сетей.
Летные испытания в космосе покажут возможности подобных оптических систем, выявят недостатки технологии, которые нужно устранить. По словам разработчиков, кроме малого веса и размера, оптика на дифракционной линзе выгодна по цене в сравнении с зарубежными аналогами. Ее стоимость ниже в разы.
Планируется, что снимки с наноспутников Cube SX-HSE и Cube SX Sirius HSE после приема с орбиты будут передаваться для компьютерной обработки в Самарский университет.
- У нас уже готовы нейросети, обученные под эти камеры на дифракционных линзах. Понятно, что снимки из космоса будут значительно отличаться от тех, на которых проходило обучение на Земле. Опыт покажет, как здесь сработает искусственный интеллект, - отметил доцент кафедры технической кибернетики Самарского университета Николай Ивлиев.
Как отмечают самарские ученые, миниатюрные оптические системы наноспутников по своей разрешающей способности уступают специализированной оптике на больших аппаратах дистанционного зондирования земли весом от 500 килограмм до нескольких тонн. Ожидаемое разрешение первых оптических систем составит лишь порядка сотни метров на пиксель.
Но на основе низкобюджетных наноспутников с компактной оптикой можно будет создавать масштабные орбитальные группировки из сотен подобных космических аппаратов. А это позволит вести мониторинг Земли в режиме практически реального времени и не ждать, пока тяжелый спутник пролетит над местом съемки. Это важно для оперативного отслеживания, например, распространения природных пожаров, паводков, для наблюдения за сельскохозяйственными посевами.