Спутники покажут состояние моря и многое другое, недоступное глазу

Инженеры из Университета Нового Южного Уэльса (UNSW Sydney) разрабатывают новую спутниковую технологию, которую можно использовать для определения состояния моря, а также для ряда других полезных применений. Технология пассивного радара, разрабатываемая инженерами UNSW, может предоставлять информацию в реальном времени о бурном море и неблагоприятных океанских условиях, делая судоходство более безопасным и эффективным.

Австралийские силы обороны также проявили интерес к этой технологии из-за её способности «видеть» сквозь облачный и лесной покров, сохраняя при этом радиомолчание. Профессор Эндрю Демпстер из Школы электротехники и телекоммуникаций UNSW разрабатывает и испытывает новый тип приёмника, который ищет сигналы спутниковой навигации, отражённые от поверхности Земли, — процесс, называемый рефлектометрией.

Система анализирует сигналы GPS, приходящие напрямую со спутников, а также места и углы их отражения от земной поверхности. Команда построила четыре поколения приёмников для поиска этих отражённых сигналов. Последнее поколение приёмников было размещено в космосе на борту миниатюрных спутников CubeSat (размером 10×10×20 см, весом около 2 кг), таких как UNSW-EC0.

«Мы измеряем задержку сигнала от спутника до поверхности и обратно до приёмника на спутнике, — объясняет профессор Демпстер, который также является директором Австралийского центра космических инженерных исследований. — Поскольку на океанских волнах есть множество граней для отражения, мы получаем более широкий отклик по задержке. Чем сильнее волнение, тем шире отклик. Мы также измеряем доплеровский сдвиг частоты в отражённых сигналах».

На основе этой информации можно определить высоту волн, их направление, длину волны, скорость и направление ветра. Эти данные представляют интерес для судоходных компаний, таких как Lloyd's Register, океанографов и специалистов по волновой энергетике. Например, точное знание состояния моря может оптимизировать операции по дозаправке танкеров в открытом море, повышая безопасность и экономическую эффективность.

Кроме того, устройство может обнаруживать корабли в зоне наблюдения, поскольку сигнал GPS отражается от судна особым образом. Это одна из причин интереса со стороны обороны. В ходе испытаний с самолёта система смогла обнаружить скрытую лесом опору ЛЭП, демонстрируя способность выявлять инфраструктуру, невидимую на обычных спутниковых снимках. Пассивный характер приёмника означает, что он работает в режиме радиомолчания, не выдавая свою позицию.

Технология также перспективна для интеграции с беспилотными авиационными системами (RPAS) и высотными псевдоспутниками (HAPS) на солнечной энергии для картографирования наводнений. Создание созвездия недорогих CubeSat с такими пассивными радарами позволит «видеть» сквозь облака и дым, что полезно для оценки масштабов наводнений или лесных пожаров.

В ближайшие месяцы команда продолжит совершенствовать последнее поколение приёмников «Kea». Текущая архитектура использует два приёмника: один смотрит вверх для определения позиции, а другой — вниз для анализа отражённых сигналов. В среднесрочной перспективе учёные планируют разработать одноплатное решение, которое будет выполнять все функции GNSS, включая управление, хранение данных и коммуникацию.