SmallSat Lab - hyperspektralt kamera - alger

SmallSat lab sender kamera i bane rundt jorda for å hjelpe laks å unngå alger

Satellitten skal samarbeide med droner på havet.

Sivert Bakken skal behandle informasjonen fra kameraene og kretskortet.
Sivert Bakken skal behandle informasjonen fra kameraene og kretskortet. ( )

Satellitten skal samarbeide med droner på havet.

Hei, dette er en Ekstra-sak som noen har delt med deg.
Lyst til å lese mer? Få fri tilgang for kun 235,- i måneden.
Bli Ekstra-abonnent »

Opp trappene og inn en gang i et av de anonyme byggene på NTNU i Trondheim, langt unna NASA, ligger den nystartede SmallSat lab. Fra to små, hvite rom styrer 20 studenter og åtte doktorgradsstipendiater universitetets romfartsprogram.

Evelyn Honoré-Livermore leder satellittprosjektet. Foto: Arne Fenstad

På bordet midt i rommet ligger to kameraer og en ramme som skal romme utstyret som etter planen skal sendes i bane rundt jorda innen 2020.

Det hyperspektrale kameraet skal blant annet overvåke algeoppblomstringen langs kysten og advare oppdretterne når skadelige alger er på ferde. 

– Space er kult, slår Evelyn Honoré-Livermore fast. 

Hun leder senteret som er et samarbeid mellom flere institutter på universitetet, og skal snart legge fram satellittplanene for en ekstern undersøkelse.

Samarbeider med droner

Vi spoler to år tilbake i tid. Fra forskningsskipet Gunnerus ble det testet om flere autonome fartøy kan samarbeide autonomt. Skipet sendte ut en undervannsdrone (AUV), et autonomt overflatefartøy (USV) og en flygende drone (UAV). Fartøyene delte informasjon med hverandre og morskipet Gunnerus.

Tanken var, og er fortsatt, at de tre plattformene skal kunne gi et bedre oversiktsbilde enn om bare en av dronene blir brukt. Et tenkt scenario hvor systemet kan brukes, er ved oljeutslipp.

Samarbeidende droner er et av hovedprosjektene til universitetets senter for autonome marine operasjoner, Amos, som har et 10-årsbudsjett på én milliard kroner. Om lag 60 prosent av budsjettet går til forskning på robotisering og autonome farkoster. 

Satellitten SmallSat lab utvikler skal bli det fjerde leddet i Amos' program for samarbeidende droner, og skal samarbeide med dronene på havet med så lite innblanding fra mennesker som mulig.

Hypersyn

Hovedlasten i satellitten er det hyperspektrale kameraet. Kameraet er av samme type som blant annet brukes på sykehus, men mindre. Det viser bilder med fargenyanser som er usynlig for det blotte øye. 

Fargesensitiviteten er gitt av tappene i øyet. Mens menneskesynet har tre tapper, har det hyperspektrale kameraet 100. 

Dermed kan det se algeoppblomstringen langs kysten og skille mellom ulike typer alger fra rommet.

Enkelte typer alger er potensielt dødelig for laksen. De samler seg i gjellene og kan kvele fisken. Det hyperspektrale kameraet kan identifisere to typer skadelige alger direkte og enda flere hvis man tar med vær og temperatur i beregningene.

Stopper fôringen

For å bekrefte om satellittbildene viser riktig type alger, og for å kunne ta bilder også når det er overskyet, skal satellitten samarbeide med de tre dronene på havet. Dronene kan i tillegg finne ut om andre typer alger som kameraet på satellitten ikke ser. 

Siden algeoppblomstringen foregår i det øverste vannlaget langs kysten, er det mens laksen blir fôret og er høyt oppe i vannet at den er utsatt for algene. 

Hensikten med algevarslingssystemet er at oppdretterne skal slutte å fôre laksen når dronene og satellittbildene viser at skadelige alger er på vei. Dermed vil laksen holde seg dypt i merdene, og unngå algelaget.

I denne videoen forklarer Sivert Bakken hvorfor de har valgt et kamera med vinkel i satellitten:

Mer optikk i rett kamera.

Leter etter «rosa hval»

I det ene av de to hvite rommene i SmallSat lab kommer flere til. Sivert Bakken jobber med å behandle stordata, og sier de skal prøve å forbedre systemene til den litauiske leverandøren av satellittplattformen.

– De leverer en satellitt med sine algoritmer for å vite hvor kameraet peker og har pekt. Vi har våre algoritmer som kanskje er bedre. Det skal vi teste, sier Bakken.

Honoré-Livermore legger til at bildene fra kameraet de sender opp også kan brukes til blant annet klimaforskning.

– Og så er vi alltid opptatt av å finne «den rosa hvalen i havet» - altså det vi ikke vet at er der, som en av våre samarbeidspartnere pleier å si, sier Honoré-Livermore.

F. v. Roger Birkeland, Sivert Bakken, Petter Rossvoll, Evelyn Honoré-Livermore og Elisabeth Frances utvikler innholdet minisatellitten. Foto: Arne Fenstad

Komprimerer bildene

Fargenyansene i de hyperspektrale bildene gjør at det blir nærmest umulig å sende dem i sanntid fra rommet. Et bilde er på flere gigabyte.

Løsningen blir å komprimere bildene fra det som tilsvarer bilder tatt med fargesensivitet på 100 tapper til 10, for så å pakke dem ut igjen når de er lastet ned.

Dataene som går tapt i prosessen, tilsvarer det som uansett ville blitt regnet som bildestøy, ifølge Bakken.

Demokratisering av rommet

Pakken Smallsat lab utvikler skal festes som en av flere deler på en satellitt av typen Cubesat. Ferdig oppskutt i rommet koster pakken mellom 500.000 og én millioner kroner per kilo, som er relativt billig. For 30 år siden ville samme pakke kostet 100 ganger mer.

Ifølge satellittdatabasen nanosats.eu ble det skutt opp mellom en og 25 små satellitter årlig mellom 2000 og 2012. Deretter økte aktiviteten, og i 2018 forventes det at 352 små satellitter skal skytes opp. I 2023 forventer databasen over 700 oppskytninger. 

Utviklingen er blitt kalt en demokratisering av rommet. Årsaken til utviklingen er at teknologien som skal skytes opp har blitt mindre, lettere og billigere. 

– Designet har blitt lettere, og dermed billigere. Om det vi sender opp ikke fungerer, er det ikke så dyrt å sende opp en ny pakke, sier Honoré-Livermore.

Demokratiseringen av rommet fører også til mer søppel som kan kollidere med satellitter. Et problem som i rommet kan få katastrofale følger. De små satellittene skal derimot gå i en bane nærmere jorda enn større satellitter. Før det er gått 25 år vil små rester av atmosfære og stråling fra sola presse satellitten mot jorda igjen, slik at den brenner opp.

Startet for to måneder siden

Senteret på NTNU er en av få norske satellittprogrammer. Amos' planer om å koble en satellitt på de samarbeidende dronene startet i fjor, men Smallsat lab ble først opprettet i august i år. 

Det er fortsatt ikke klart hvor satellitten skal skytes opp fra, men mer sikkert at det skal skje på slutten av 2019 eller starten av 2020. 

– Det er planen, men vi skal si ifra om det blir endringer, sier Honoré-Livermore.

Kommentarer (0)

Kommentarer (0)

Eksklusivt for digitale abonnenter

På forsiden nå