System satelitarny PIAST przekazał z orbity pierwszy obraz

Jak informuje WAT, która jest liderem projektu PIAST (pełna nazwa: „Nanosatelitarna konstelacja optoelektronicznego rozpoznania obrazowego PIAST – Polish ImAging SaTellites”), zdjęcie wykonał opracowany w Polsce instrument obserwacji Ziemi z polskiego satelity, sterowanego z centrum kontroli misji, znajdującego się na terenie Polski. Instrument dostarczyło Centrum Badań Kosmicznych PAN wraz ze spółką Scanway S.A., a platformę satelitarną firma Creotech Instruments S.A. W projekt zaangażowany jest również Instytut Lotnictwa Sieci Badawczej Łukasiewicz oraz spółka PCO S.A. Projekt PIAST jest współfinansowany przez NCBR w ramach programu SZAFIR zainicjowanego przez MON.

Zobrazowanie uzyskano w podczas uruchamiania satelitów PIAST, jeszcze przed dokonaniem kalibracji systemu optycznego i poprawą parametrów obrazu. Prezentowane zdjęcie, otrzymane w ramach prób, zostało wykonane nad północnym Atlantykiem w warunkach zachmurzenia i ma kilkukrotnie niższą rozdzielczość w porównaniu z docelowymi parametrami zobrazowań. Jednak już na tym etapie wiadomo, że cały proces pozyskiwania zobrazowań, z wykorzystaniem polskich technologii oraz pod kontrolą polskich podmiotów, działa. Pełna kalibracja systemu może jednak potrwać kilka miesięcy.

Pierwsze zdjęcie próbne przesłane przez pilskiego satelitę PIAST. Zobrazowanie ma charakter próbny i zostało wykonane nad Północnym Atlantykiem w warunkach zachmurzenia i ma rozdzielczość kilkukrotnie niższą w porównaniu z docelowymi parametrami zobrazowań / Zdjęcie: WAT

Celem projektu PIAST jest rozmieszczenie na orbicie konstelacji trzech nanosatelitów przeznaczonych do prowadzenia optoelektronicznego rozpoznania obrazowego i zademonstrowanie zdolności do pozyskiwania zobrazowań w rozdzielczości poniżej 5 m. Wszystkie kluczowe technologie zostały opracowane w Polsce i to nasz kraj ma pełną kontrolę nad całym procesem pozyskiwania zobrazowań, w tym nad satelitami, stacją naziemną, centrum gromadzenia danych i algorytmami przetwarzania.

W ramach polskiego konsorcjum spółka Creotech Instruments dostarcza platformy satelitarne z systemami komputera pokładowego, komunikacji, orientacji satelity w przestrzeni i zasilania. Platformy te mogą być zastosowane w zaawansowanych eksperymentach podwójnego zastosowania, czyli takich, których wyniki będzie można wykorzystać w wojskowości i przemyśle cywilnym. Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Lotnictwa opracowała systemy napędowe satelitów PIAST-S1 i PIAST-S2, współpracujące ze sterownikiem elektronicznym ECU. Satelity będą wykonywały zobrazowania ściśle wyznaczonych celów. Dzięki urządzeniom laserowym i czujnikom optycznym będą się nawzajem „widziały”.

Po wybudzeniu satelitów nastąpiło nawiązanie łączności. Na czas lotu rakiety satelity musiały pozostać wyłączone aby nie zakłócać toru jej lotu, nawet po separacji. Satelity PIAST zostały zaprojektowane w taki sposób aby wybudzić się godzinę po separacji. Każdy satelita musiał ustabilizować pozycję, a potem odszukać Słońce, żeby uzyskać zasilanie z paneli słonecznych.

Wizja artystyczna konstelacji satelitów PIAST na orbicie okołoziemskiej / Ilustracja: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Lotnictwa

Próba nawiązania połączenia mogła nastąpić gdy satelita pojawił się w zasięgu widzenia stacji naziemnej. Wówczas powstaje kilkuminutowe „okienko”, żeby nawiązać łączność. Segment naziemny WAT stanowiący sekcję naziemną to w pełni zintegrowany system do obsługi obserwacyjnych misji satelitarnych.

Proces uruchamiania trwa od kilku dni. Dzień po wystrzeleniu na orbitę, co miało miejsce 29 listopada br., uzyskano dwukierunkową łączność ze wszystkimi trzema satelitami. Jak podała w swoim komunikacie WAT, odebrane wstępnie dane telemetryczne dotyczyły podsystemów satelitów PIAST-M, PIAST-S1 i PIAST-S2 i podlegają obecnie analizie.

Segment Naziemny Wojskowej Akademii Technicznej został stworzony w latach 2024–2025 dzięki współpracy Wydziału Inżynierii Lądowej i Geodezji WAT ze spółkami KenBIT Sp. z o.o., Safran Data Systems, Terma GmbH, Leaf Space S.p.A. Składa się on z anteny nadawczo-odbiorczej wraz z urządzeniami towarzyszącymi, takimi jak system pozycjonowania, tory radiowe, modemy i serwer czasu. Antena Legion400 o średnicy 3,9 m jest umieszczona w kopule ochronnej, która minimalizuje negatywny wpływ warunków atmosferycznych na instalację, a tym samym na jakość połączeń. Drugi element systemu to Centrum Kontroli Misji wyposażone w kilka stanowisk operatorskich z oprogramowaniem do zarządzania i kontroli misji – MCS (Mission Control Software). Wsparcie dla wszystkich zadań związanych z obsługą satelitów zapewnia oprogramowanie Terma Ground Segment Suite.

Po utworzeniu Centrum Kontroli Misji Satelitarnych, WAT dysponuje infrastrukturą i kompetencjami niezbędnymi do samodzielnego prowadzenia operacji satelitarnych. Będzie również szkolić przyszłych operatorów systemów satelitarnych. Centrum umożliwia obsługę każdej misji satelitarnej działającej w pasmach S i X.

Satelity PIAST-S1 i S2 to satelity optyczne do wysokiej rozdzielczości obrazowania Ziemi, zdolne do rejestrowania szczegółów o rozdzielczości poniżej 1 m, co pozwoli na precyzyjne monitorowanie terenu. Są wyposażone w dwa teleskopy dostarczone przez polską spółkę Scanway z Wrocławia. Ta sama spółka dostarczyła także system akwizycji obrazu. PCO S.A. dostarczyło elementy optyczne i zwierciadła aluminiowe. Trzeci z satelitów PIAST M wyposażono w teleskop, system akwizycji obrazu oraz technologię zwierciadeł dostarczone przez Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk, a Instytut Optoelektroniki WAT współpracował z PCO przy technologii zwierciadeł aluminiowych. Wojskowa Akademia Techniczna, zapewniła segment naziemny sterowania misją, moduł satelitarnego dalmierza laserowego i sensory położenia Słońca. Moduł dalmierza będzie też wykorzystany w systemie laserowej transmisji danych.

Jeśli chodzi o czujniki optyczne, satelity PIAST wyposażone są w niewielkie teleskopy, co ogranicza pozyskiwanie zobrazowań o wysokiej rozdzielczości. Jednak polscy naukowcy poprawili jakość i rozdzielczość pozyskiwanych obrazów dzięki algorytmowi opartemu na sztucznej inteligencji. Rozwiązanie opracowane na Wydziale Inżynierii Lądowej i Geodezji WAT, bazuje na generatywnej sieci neuronowej zwiększając rozdzielczość przestrzenną zobrazowań.

Satelita PIAST-M został też wyposażony w radar SAR (Synthetic Aperture Radar) pozwalający na prowadzenie obserwacji niezależne od warunków pogodowych i pory doby. Czujniki optyczne i radarowe dostarczają różnego typu informacji. Zobrazowania optyczne idealnie nadają się do identyfikacji sprzętu i infrastruktury, ale wymagają dobrego oświetlenia i bezchmurnego nieba. Połączenie danych z obu źródeł daje pełniejszy obraz sytuacji i pozwala na szybsze wykrywanie zagrożeń.

Projekt PIAST służy budowie kompleksowych, autonomicznych polskich zdolności satelitarnych opartych na krajowych technologiach, który przyniesie polskiej armii korzyści związane z posiadaniem własnego, niezależnego źródła danych satelitarnych w zakresie obserwacji Ziemi.

W ramach misji satelitów konstelacji PIAST przetestowane zostanie całe spektrum opracowanych w Polsce technologii krytycznych podwójnego zastosowania, związanych z niezależnym dostępem do kosmosu. Wykonywanie zdjęć jest jednym z wielu zaplanowanych eksperymentów. Ich wyniki pozwolą na dopracowanie suwerennych polskich rozwiązań kosmicznych, które będą mogły znaleźć swoje zastosowanie w przyszłych satelitach, również tych przeznaczonych dla Wojska Polskiego.

Misja ma strategiczne znaczenie dla obu sektorów: wojskowego i cywilnego. Jeśli chodzi o zastosowania wojskowe, satelity PIAST wzmocnią zdolności rozpoznawcze i wywiadowcze Polski, umożliwiając samodzielne monitorowanie granic, infrastruktury krytycznej oraz potencjalnych zagrożeń hybrydowych.

Warto przy okazji wspomnieć, że ta sama rakieta Falcon 9 oprócz konstelacji PIAST wyniosła na orbitę satelitę MikroSAR polsko-fińskiej firmy ICEYE, który zapewnia polskiej armii zobrazowania SAR.

Czytaj także:

• Polska widziana z kosmosu: pierwsze zobrazowania wykonane przez satelitę Sił Zbrojnych RP
• Transporter-15: Polskie satelity wyniesione w kosmos