Ελληνική διαστημική τεχνολογία: Νανοδορυφόροι, τηλεσκόπια και συστήματα δορυφορικής παρακολούθησης

Ένα ευρύ πρόγραμμα που αφορά την ελληνική παρουσία στην συνεχώς αναπτυσσόμενη διαστημική βιομηχανία έχει ξεκινήσει να υλοποιείται και μια σειρά από τεχνολογίες και συστήματα με το βλέμμα έξω από τη Γη φέρουν ελληνική υπογραφή ή θα εγκατασταθούν στη χώρα μας.

Τελικά πόσο τα δορυφορικά δεδομένα μας εξυπηρετούν κάθε ημέρα και πόσο σε περιπτώσεις ανάγκης; Υπάρχει ελληνική διαστημική τεχνογνωσία και ποιες είναι οι δυνατότητες που φέρνει το μέλλον για τους Έλληνες επιστήμονες και τις εταιρείες που δραστηριοποιούνται στον κλάδο που τα τελευταία χρόνια έχει διογκωθεί παγκόσμια; Σε συζήτηση που διοργάνωσαν το ΤΕΕ/ΤΚΜ και το Ελληνικό Κέντρο Διαστήματος (ΕΛΚΕΔ) το απόγευμα της Τρίτης 20 Ιουνίου 2023 στην Θεσσαλονίκη σχολιάστηκαν οι συγκεκριμένες θεματικές όπως και η χρησιμότητα των δορυφορικών δεδομένων σε ένα φάσμα αποστολών που δεν είναι πια αυστηρά επιστημονικές αλλά ακουμπούν την καθημερινότητά μας. Μέσα από τις νέες εξελίξεις που παρουσιάστηκαν διαφάνηκε πως τα τελευταία χρόνια η Ελλάδα έχει κάνει πολλά και σημαντικά διαστημικά βήματα.

Στόχος του ΕΛΚΕΔ : Περισσότερα δορυφορικά δεδομένα να είναι διαθέσιμα στην κοινωνία

Την περιγραφή των στόχων του Ελληνικού Κέντρου Διαστήματος (ΕΛΚΕΔ) και μια σειρά από σχεδιασμούς που είτε ολοκληρώνονται, είτε βρίσκονται σε ώριμο στάδιο, περιέγραψε ο κ. Νίκος Σέργης ερευνητής στο πεδίο της Διαστημικής Φυσικής και διευθύνων σύμβουλος του Ελληνικού Κέντρου Διαστήματος (ΕΛΚΕΔ). Ο κ. Σέργης παρουσίασε τη δομή και τους στόχους του ΕΛΚΕΔ που τα τελευταία χρόνια έχει προγραμματίσει πλειάδα πρωτοβουλιών στον τομέα της δορυφορικής παρατήρησης- τηλεπισκόπησης, της δορυφορικής εικόνας υψηλής και υπερ-υψηλής ευκρίνειας, έναν «τομέα ύψιστης προτεραιότητας και μεγάλης σημασίας για την Ελλάδα».

Από την πλευρά του ο δρ. Κωσταντίνος Καράντζαλος, καθηγητής Τηλεπισκόπησης της Σχολής ΑΤΜ-Μηχανικών Γεωπληροφορικής στο Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο και μέλος του ΔΣ του ΕΛΚΕΔ εξήγησε πως το τελευταίο διάστημα το ΕΛΚΕΔ έχει ολοκληρώσει διαγωνισμό για έργο «πρόσβασης από το ΕΛΚΕΔ σε δορυφορικά μέσα και δορυφόρους υψηλής ευκρίνειας» μέσα από το Ταμείο Ανάκαμψης και υπάρχει ανάδοχος. Με αυτό τον τρόπο θα είναι εφικτό για την Ελλάδα να προγραμματίζει λήψεις για τομείς που την ενδιαφέρουν, εικόνες που θα μπορούμε ως χώρα να λαμβάνουμε κατ’ αποκλειστικότητα με μεγαλύτερη ευκρίνεια από ότι ήταν εφικτό μέχρι σήμερα, στα 50 περίπου εκατοστά διακριτικότητας. Με αυτή τη συνδυασμένη δυνατότητα θα είναι εφικτό να ικανοποιηθούν και οι συστηματικές ανάγκες αλλά και έκτακτες ανάγκες χαρτογράφησης στη χώρα.

Ο κ. Καράντζαλος εξήγησε πως το ΕΛΚΕΔ ασχολείται με τον μηχανισμό με τον οποίο θα είναι εφικτό να γίνεται το επονομαζόμενο tasking στους δορυφόρους των οποίων τα δεδομένα θα είναι διαθέσιμα στους ενδιαφερόμενους αλλά και με ένα γεωπληροφοριακό σύστημα που σχεδιάζει το Ελληνικό Κέντρο Διαστήματος μέσα από το οποίο θα γίνεται πιο αποτελεσματική αξιοποίηση αυτών των δεδομένων. Ο Έλληνας επιστήμονας εξήγησε πως έτσι «θα παίρνει κανείς δεδομένα μετά από request για πολιτική χρήση», ένα κομμάτι του συνολικού πρότζεκτ που μπαίνει προς υλοποίηση.

Την ίδια ώρα ο κ. Καράντζαλος εξήγησε πως τα στελέχη του ΕΛΚΕΔ μελετούν «το οικοσύστημα του New Space» ήτοι τις νέες δυνατότητες δορυφορικής διαστημικής τεχνολογίας γενικότερα, είτε σε ότι αφορά τα μεγάλα πυραυλικά συστήματα είτε «σε σχέση με τα μικρότερα Small Sats (σ.σ μικρότεροι πυραυλικοί φορείς και πιο μικρά και μεσαία φορτία)». Στόχος του ΕΛΚΕΔ είναι να εξεταστεί «εάν υπάρχει opportunity (σ.σ. αποδοτικότητα του πρότζεκτ) που να μπορεί να αξιοποιήσει η Ελλάδα και να έχει Return of Investment (σ.σ. ROI ήτοι ανταπόδοση της επένδυσης) μέσα από το New Space,» όπως επισήμανε.

Όπως εξήγησε ο κ. Καράντζαλος στον τομέα των λεγόμενων μικροδορυφόρων τύπου Small Sats και σε αυτό το πλαίσιο, στο ΕΛΚΕΔ εξετάζουν «κάποια cubesats που θα έχουν και επεξεργασία δεδομένων μέσα στον δορυφόρων (σ.σ δυνατότητα που ονομάζεται on board processing)». Την ίδια ώρα για επόμενα εθνικά δορυφορικά πρότζεκτ, τα στελέχη του ΕΛΚΕΔ έχουν καταλήξει σε τρεις τεχνολογικές λύσεις από τις οποίες θα επιλέξει την βέλτιστη. Πρόκειται για την τεχνολογία συνδυαστικής εκτόξευσης hosted payload, την πιθανότητα συμμετοχής σε αστερισμούς δορυφόρων (σ.σ Access to Constellations) αλλά και τις αποστολές μικρών ή μεσαίων ελληνικών δορυφόρων (σ.σ Cubesat Missions).

Ο Οπτικός Σταθμός Εδάφους στο Χολομώντα και το δίκτυο παρακολούθησης δορυφόρων του ΑΠΘ

Από την πλευρά του ο κ. Κλεομένης Τσιγάνης, καθηγητής Αστρονομίας στο Τμήμα Φυσικής του ΑΠΘ και Επιστημονικός Υπεύθυνος Αστρονομικών Σταθμών του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης έκανε μια γενική παρουσίαση του καινοτόμου αυτού σχεδίου και μίλησε για το δίκτυο τηλεσκοπίων SST αλλά και το τηλεσκόπιο Χολομώντα που στήνεται αυτές τις μέρες. Ο κ. Τσιγάνης μίλησε για τον σχεδιασμό για τη συμμετοχή της Ελλάδας στο European Optical Network και στην Αρχιτεκτονική του EU- SST (European Union Space Surveillance and Tracking), μια ευρωπαϊκή προσπάθεια που έχει σαν στόχο να γίνεται μια παρακολούθηση και ιχνηλάτηση των δορυφόρων που βρίσκονται σε τροχιά.

Ο κ. Τσιγάνης εξήγησε πως το τηλεσκόπιο Χολομώντα με βάση τον σχεδιασμό θα είναι και δοκιμαστικός σταθμός οπτικής επικοινωνίας αφού υπάρχει ένα παγκόσμιο ενδιαφέρον για μια νέα γενιά τεχνολογιών επικοινωνίας που στόχος είναι να γίνεται χρήση δορυφόρων αλλά και λέιζερ. Όπως εξήγησε ο καθηγητής του ΑΠΘ, το τηλεσκόπιο Χολομώντα «θα μετατραπεί σε σταθμό βάσης και για έχει τη δυνατότητα να κάνει γρήγορη παρακολούθηση και διόρθωση της παρακολούθησης ενός δορυφόρου», μια διεργασία που θα ξεκινήσει το επόμενο διάστημα.

Ο καθηγητής Αστρονομίας εξήγησε πως το ΑΠΘ πρόθεση είναι και να μπει ως μέρος του ευρωπαϊκού συγχρηματοδοτούμενου έργου Hellas QCI με το οποίο η χώρα συμμετέχει στην Ευρωπαϊκή Πρωτοβουλία Ασφαλούς Υποδομής Κβαντικής Επικοινωνίας EuroQCI και σε εκείνο του EuroQCI που έχει στόχο την ανάπτυξη μιας ευρωπαϊκής υποδομής δικτύων κβαντικών υποδομών (Quantum Communication Infrastructure – QCI). Κλειδί για αυτά τα προγράμματα είναι τρία σημεία στην Ελλάδα, το Αστεροσκοπείο Σκίνακα, το Αστεροσκοπείο Χελμού και ο Αστρονομικός Σταθμός Χολομώντα του ΑΠΘ. Ο κ. Τσιγάνης εξήγησε τέλος πως ομάδα του ΑΠΘ «σχεδιάζει και να στήσει έναν μικρό δορυφόρο» που στόχος είναι σε ενάμιση χρόνο είναι να συνεργαστεί με το τηλεσκόπιο του Χολομώντα.

Οι νανοδορυφόροι «AcubeSAT» και «PeakSAT» του ΑΠΘ

Για το συγκεκριμένο πρόγραμμα νανοδορυφόρου όπως και για ένα έτερο πρόγραμμα κατασκευής νανοδορυφόρου μίλησε στη συνέχεια στη συζήτηση και στέλεχος της ομάδας SpaceDot ΑΠΘ από το Εργαστήριο Ηλεκτρονικής του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών (ΗΜΜΥ) του ΑΠΘ. Συγκεκριμένα ο φοιτητής του ΤΗΜΜΥ κ. Γιώργος Πλιάκης, Cubesat Project Leader της Spacedot που είναι μια μη κερδοσκοπική, διεπιστημονική ομάδα, με έδρα το ΑΠΘ περιέγραψε τα πρότζεκτ νανοδορυφόρων Cubesat που είναι εξέλιξη από την ομάδα.

Η Spacedot όπως εξήγησε ο κ. Πλιάκης εκτελεί τα προγράμματα μέσα από το πρόγραμμα «Fly Your Satellite!» του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA) από τις αρχές του 2020 μαζί με άλλα δύο πανεπιστήμια αφού η ομάδα έχει εξασφαλίσει τη συμμετοχής στο πρόγραμμα «Fly Your Satellite! 3».

Ο κ Πλιάκης περιέγραψε αρχικά τον πρώτο νανοδορυφόρο της με την ονομασία SpaceDot, τον AcubeSAT, ο οποίος ετοιμάστηκε ώστε να περιλαμβάνει ένα βιολογικό πείραμα με ένα τσιπ μικρομηχανικής (σ.σ τσιπ τύπου lab on a chip) με 150 πρωτεΐνες. Πρόκειται για έναν νανοδορυφόρο που “χτίστηκε” με 3 μονάδες μεγέθους κύβου και έχει μέγεθος όσο ένα κουτί από παπούτσια ήτοι 34.5 x 10 x 10εκ. Η ομάδα της SpaceDot αυτή τη στιγμή και σε ότι αφορά τον AcubeSAT βρίσκεται, όπως εξήγησε ο κ. Πλιάκης, στη φάση ανάπτυξης με κάποια υποσυστήματα του AcubeSAT να είναι σε φάση δοκιμών ενώ «ήδη έχουν δοκιμαστεί τα δύο υποσυστήματα του δορυφόρου σε test campaign» όπως ανέφερε ο νεαρός Έλληνας επιστήμονας.

Ο δεύτερος μικροδορυφόρος που παρουσιάστηκε είναι ο PeakSAT που σχεδιάζεται να αναπτυχθεί μέσα από ευρωπαϊκό πρόγραμμα 200 εκατομμυρίων ευρώ. Ο Cubesat Project Leader της SpaceDot περιέγραψε πως σε αυτό το πρότζεκτ η ομάδα θα συνεργαστεί με την ομάδα του κ. Τσιγάνη ώστε να μελετηθούν οι οπτικές δορυφορικές επικοινωνίες σε συνεργασία με τον Σταθμό Χολομώντα του ΑΠΘ. Απώτερος στόχος να ωριμάσει η ταχεία επικοινωνία Γης και Διαστήματος (σ.σ Earth Space high speed communication). Ο PeakSAT είναι επίσης «ένα σχέδιο μικροδορυφόρου τριών unit» όπως ο AcubeSAT με όμοιες διαστάσεις και στόχος είναι να χρησιμεύσει στην εκπαίδευση του προσωπικού του σταθμού βάσης οπτικών επικοινωνιών στον Χολομώντα.

Γεωπαρατήρηση και υπηρεσίες για την πολιτική προστασία

Στη συζήτηση παρουσιάστηκαν και οι δραστηριότητες και οι υπηρεσίες Δορυφορικής Τηλεπισκόπησης του Κέντρου Παρατήρησης Γης και Ωκεανών, του ΚΕΔΕΚ του ΑΠΘ. Για το Εργαστήριο Εφαρμογών Τηλεπισκόπησης και GIS του τμήματος Γεωλογίας του ΑΠΘ και για το Κέντρο Διεπιστημονικής Έρευνας και Καινοτομίας (ΚΕΔΕΚ) που ιδρύθηκε το 2003 μίλησε ο κ. Αντώνιος Μουρατίδης. Ο κ. Μουρατίδης περιέγραψε τη χρήση δεδομένων από την Οικογένεια Δορυφόρων Sentinel, τις δυνατότητες της τεχνολογίας Snapping PSI που έχουν αυτά τα συστήματα ώστε να γίνεται σύγκριση σε μια περίοδο χρόνου των χαρακτηριστικών μια περιοχής, ενώ εξήγησε ταυτόχρονα πως σημαντική παράμετρος είναι η επεξεργασία πλέον των εικόνων κάθε είδους από δορυφόρους να γίνεται on line και οι επιστήμονες να κατεβάζουν τα δεδομένα που έχουν ανάγκη, μια «σημαντική καινοτομία». Ο κ. Μουρατίδης τόνισε πως στη νέα πλέον εποχή του Διαστήματος «υπάρχει πλέον τεράστια προσφορά σε δορυφορικά προϊόντα και δεδομένα» προς τους επιστήμονες και την κοινωνία την ίδια ώρα παραδέχτηκε πως το γενικό κοινό περιμένει να κάνει χρήση αυτών των τεχνολογιών. «Κατανοούμε την ανάγκη της κοινωνίας να έχει απτά αποτέλεσμα και κινούμαστε σε αυτή την κατεύθυνση», σχολίασε ο επιστήμονας του ΑΠΘ που πάντως εξήγησε πως έχει γίνει αρκετά εύκολο για το μέσο χρήστη να παράξει αποτέλεσμα, αυτό όμως «δεν είναι όμως ακόμα αρκετά εύκολο για όλους», όπως χαρακτηριστικά σχολίασε.

Τεχνολογία και δεδομένα από το Εργαστήριο Δασικής Διαχειριστικής και Τηλεπισκόπησης ΑΠΘ για το δημόσιο συμφέρον

Για μια σειρά από τεχνολογικά εργαλεία που σχετίζονται με την δορυφορική παρατήρηση τα οποία έχουν εξελιχθεί και τεθεί στην υπηρεσία και των κρατικών υπηρεσιών μίλησε ο κ. Δημήτριος Σταυρακούδης εκ του Τμήματος Δασολογίας και Φυσικού Περιβάλλοντος. Ο κ. Σταυρακούδης εξήγησε πως από το 2016 γίνεται συστηματικά και εφαρμόζεται επιχειρησιακά με τη χρήση δορυφορικών συστημάτων η χαρτογράφηση των καμένων εκτάσεων, αρχικά για κάθε δασική πυρκαγιά που ξεπερνούσε τα 1000 στρέμματα, στη συνέχεια όμως με το να καταγράφονται και μικρότερες καμένες εκτάσεις. Πρόκειται για την αποτύπωση έτσι «όλων των σημαντικών πυρκαγιών στην χώρα με τη χρήση και ενός αυτοματοποιημένου αλγορίθμου», εξήγησε ο Έλληνας επιστήμονας, που σημείωσε πως έτσι από 2016 ολοκληρώθηκε η χαρτογράφηση για περισσότερα από 2.000.000 στρέμματα καμένης γης με την πλειονότητα αυτών των εκτάσεων να αφορούν την Βόρεια Εύβοια και τις περιοχές που κατέκαψε στη συγκεκριμένη περίπτωση η φωτιά.

Ο κ. Σταυρακούδης παρουσίασε επίσης και έναν μεσοπρόθεσμο δείκτη κινδύνου έναρξης πυρκαγιάς που ετοιμάζει το συγκεκριμένο Εργαστήριο, έναν δείκτη που δίνει πληροφορίες με πρόβλεψη για οκτώ ημέρες με έμφαση στον κίνδυνο έναρξης πυρκαγιάς σε κάποια περιοχή αλλά και έναν ειδικό χάρτη με μια ταξινόμηση τύπων καύσιμης ύλης στη χώρα που ετοιμάζει η επιστημονική ομάδα για τις ανάγκες της Πυροσβεστκής Υπηρεσίας. Εργαλεία που πρέπει, τόνισε, να υπάρχουν και για την προετοιμασία της χώρας σε επίπεδο πρόβλεψης, πριν από την έναρξη μιας αντιπυρικής περιόδου. Ο επιστήμονας του ΑΠΘ προσέθεσε πως στόχος της επιστημονικής ομάδας είναι και η ανάλυση στο μέλλον δεδομένων υπερυψηλής ανάλυσης από μικροδορυφόρους αλλά και «η διερεύνηση δυνατότητας ανάπτυξης εφαρμογής προσομοίωσης πυρκαγιάς»

Στην εκδήλωση τέλος έγινε και μια ενημερωτική και συμπεριληπτική παρουσίαση των νέων εξελίξεων στον τομέα των δορυφορικών Αποστολών και της Παρατήρησης Γης, μια παρουσίαση που έκανε ο κ. Γεώργιος Βέργος, καθηγητής του ΑΠΘ και διευθυντής του Τομέα Γεωδαισίας και Τοπογραφίας Τμήματος Αγρονόμων και Τοπογράφων Μηχανικών. Ο κ.Βέργος έδειξε πως με τις δορυφορικές τεχνολογίες έχουμε την δυνατότητα να διαθέτουμε «την εικόνα μιας δυναμικής Γης» και πως καταγράφονται οι μεταβολές του πλανήτη σε πολλά επίπεδα ενώ παρουσίασε και τις διαστημικές αποστολές των τελευταίων ετών όπως και τις σημαντικές αποστολές που θα μας έρθουν στο μέλλον στον τομέα της διαστημικής παρατήρησης.

Naftemporiki.gr με πληροφορίες από ΑΠΕ-ΜΠΕ