Ä¢¹½Ö±²¥

Spektri paljastaa taivaankappaleen koostumuksen

Avaruusteollisuudessa on käynnissä muutos, jossa pienet avaruuteen soveltuvat hyperspektrikamerat ovat tulleet yhä tärkeämmiksi.

Hyperspektrikamerat kuvaavat kohdetta useilla valon aallonpituuksilla aina näkyvästä infrapunaan asti. Tällöin jokaiselle kuvan pisteelle muodostuu spektri. Tätä voidaan hyödyntää tunnistamaan kuvattavan kohteen ominaisuuksia, kuten kuinka paljon sitä esiintyy kuvassa tai mistä aineesta kohde koostuu. Avaruudessa kameroita voidaan hyödyntää maapallon ja aurinkokunnan kohteiden tarkkailuun.

– Suomi, erityisesti VTT, on pioneeri pienikokoisten hyperspektrikameroiden kehittämisessä, kertoo hankkeen koordinaattori ja päätutkija yliopistotutkija Tomas Kohout Helsingin yliopistosta.

Laitteita ja ohjelmistoja nanosatelliiteille suomalaisvoimin

Ensimmäisen sukupolven pienet hyperspektrikamerat ovat parhaillaan maankiertoradalla Aalto-1 ja Reaktor Hello World nanosatelliiteissa.

Uuden hankkeen tutkijat kehittävät seuraavan sukupolven pieniä hyperspektrikameroita ja niiden tuottaman datan käsittelyä. Tavoitteena on kehittää menetelmiä, jotka mahdollistavat entistä itsenäisemmät tehtävät maan ja aurinkokunnan tutkimuksessa.

– Tässä hankkeessa kehitetään sekä laitteita että ohjelmistoja nanosatelliiteille. Tavoitteena on vähentää tulevaisuuden avaruushankkeiden kustannuksia, Kohout jatkaa.

Kolmivuotisessa Älykästä hyperspektrikuvausta maan ja planeettakunnan kaukokartoituksen uudelle aikakaudelle (Smart-HSI) – tutkimushankkeessa Helsingin yliopisto keskittyy aurinkokunnan muihin kohteisiin, Maanmittauslaitos maapallon tarkkailuun, VTT kameroiden kehittämiseen ja Jyväskylän yliopisto kameran tuottaman datan prosessointiin.

Suomen Akatemia on myöntänyt 1,2 miljoonan rahoituksen suomalaiseen avaruustutkimukseen, jossa kehitetään avaruudessa tapahtuvaa hyperspektrikuvantamista. Hankkeessa ovat mukana Helsingin yliopisto, Jyväskylän yliopisto, Maanmittauslaitoksen Paikkatietokeskus ja VTT. Koko hankkeen budjetti on 1,7 miljoonaa euroa. Smart-HSI -hanke alkaa tammikuussa 2021.

³¢¾±²õä³Ù¾±±ð³Ù´ÇÂá²¹

Dosentti Ilkka Pölönen
Jyväskylän yliopisto, informaatioteknologian tiedekunta
ilkka.polonen@jyu.fi
+358 400 248 140

Yliopistotutkija Tomas Kohout
Helsingin yliopisto
tomas.kohout@helsinki.fi
+358 29 415 1008

Professori Eija Honkavaara
Maanmittauslaitoksen Paikkatietokeskus
eija.honkavaara@nls.fi
+358 29 531 4716

Vanhempi tutkija Harri Ojanen
VTT
harri.ojanen@vtt.fi
+358 50 482 1354

Älykästä hyperspektrikuvausta maan ja planeettakunnan kaukokartoituksen uudelle aikakaudelle

Hankkeessa kehitetään uuden sukupolven miniatyroituja hyperspektrikameroita ja älykkäitä laskennallisia menetelmiä, jotka mahdollistavat näiden kameroiden käytön autonomisissa tehtävissä maapallon ja planeettojen havainnoinnissa.

Uusien laskennallisten menetelmien, pienikokoisten hyperspektrisensoreiden ja edistyneiden algoritmien käyttö yhdessä CubeSat-alustojen kanssa vähentävät merkittävästi avaruusoperaatioiden kustannuksia. Tutkimuksen tulokset mahdollistavat uudet, tällä hetkellä saavuttamattomat havainnot, joilla on ennennäkemätön alueellinen ja ajallinen kattavuus.

Tavoitteena on, että hyperspektrikameroista tulee helpommin käytettävä työkalu uusille kaukokartoitussovelluksille, jotka edistävät tieteen uudistumista ja mahdollistavat uudet tieteelliset läpimurrot ja kaupalliset sovellukset maan ja avaruuden kaukokartoituksessa.

Tutkimus toteutetaan Helsingin ja Jyväskylän yliopistoissa, Maanmittauslaitoksen Paikkatietokeskuksessa (FGI), ja VTT:llä.