Tavaly augusztusban pályára állították Magyarország eddigi legnagyobb műholdját, a WREN-1-et (Water Resources in Efficient Networks). A Grepton Zrt. legnagyobb leányvállalata, a COMBIT Számítástechnikai Zrt. vezetette konzorcium keretében megvalósult projektről beszélgettem Franz M Krumenacker projektvezetővel és Simon Lászlóval, a Grepton Zrt. vezérigazgató-helyettesével – aki a projekt szponzora a cégcsoportban, arról, hogy mit ad nekünk az, hogyha fentről nézzük Magyarországot.

Ma már szinte mindenki tudja, hogy léteznek műholdak. Elég csak bekapcsolni bármelyik csatorna híradóját, egészen biztos vagyok abban, hogy tíz percen belül látunk egy műholdfelvételt. Nagyjából az is köztudott, hogy az égi kísérők segítségével működik a navigáció és még sok minden is, és általuk kapunk képet az időjárás alakulásáról, mely utóbbi a beszélgetésünk egyik fókuszpontja is. Még ha a műholdak mindennapi felhasználói is vagyunk, feltehetőleg talán nem gondolunk arra, hogy Magyarországnak is vannak ilyen távoli eszközei.

Általában a világűrrel kapcsolatos ismereteink leszűkülnek Farkas Bertalanra, a PULI roverére, vagy a Masat-1-re, ami kishazánk első műholdja volt és melynek fejlesztő csapata a WREN-1 építését és pályára állítását is végezte. De miért kell nekünk egy saját műhold? Hova mutat a saját fejlesztés, mivel tud többet, mint többezer égi társa? A fő kérdés mellett persze számos más dolog is előkerül a holdudvarból a beszélgetés során.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Barna András (B.A.): Induljunk el a kályhától, miért kell nekünk saját műhold?

Franz M Krumenacker (F. M K.).: A műholdaknak számtalan fajtája létezik a csillagászatitól kezdve a felderítő műholdakon át a meteorológiai és a geodéziai műholdakig. Az agrárium főként az Egyesült Államok Geológiai szolgálata által üzemeltetett Landsat-8 és az Európai Űrügynökség Sentinel-2 műholdjainak adatait használja. Ezeket az általánosabb célú műholdakat olyan szenzorokkal szerelték fel, amelyeknek a kialakítása során az volt a tervezők célja, hogy többféle földmegfigyelési feladat számára is szolgáltathassanak adatokat. Ugyanakkor előfordul, hogy egy adott projektben ezektől eltérő frekvenciatartomány adatait is szükséges használni, vagy adott esetben egy szűkebb sávot tartunk eredményesebbnek vizsgálni. Másképp fogalmazva: a mi jelenlegi feladataink elvégzéshez  specifikusabb adatokra van szükségünk Magyarországról, mint amilyeneket a Landsat vagy a Sentinel műholdak szolgáltatni képesek.

B.A.: Az eddig legnagyobb megépített magyar műholdról van szó, milyen adatszolgáltatásokra lett kifejlesztve?

(F. M K.).: A WREN-1 nagyságát tekintve egy úgynevezett 6 unitos műhold, esetünkben ez 22 cm × 10 cm × 36 cm méretet jelent. Hogy érzékelni lehessen a különbséget: a Masat 1 unitos, azaz egy 1 köbdeciméteres kocka volt. A WREN-1 alacsony föld körüli pályán, megközelítőleg 500 km magasságban kering. Az egyik különlegessége, hogy eltérően a műholdak túlnyomó többségétől, nemcsak a közvetlenül alatta fekvő területet képes lefotózni, hanem oldalra is ki tud tekinteni, így a műhold üzemeltetése során a célterületeket rugalmasabban tudjuk konfigurálni, azaz végsősoron több képet készíthetünk egy adott területről. A projekt fő feladata az aszálymonitoring támogatása, azon belül is a talajnedvesség eloszlásának előrejelzése az ország szántóterületein. Az Országos Vízügyi Főigazgatóság mintegy 120 mérőállomást üzemeltet, amelyek az országban nem egyenletesen oszlanak el, így értelemszerűen akár több tíz vagy akár száz kilométerre is lehetnek egymástól. Ez a mérőhálózat jó áttekintést nyújt az általános aszályhelyzetről, de a mérőkertek közti területek talajnedvességviszonyairól a mezőgazdaság napi üzemvitele számára nem nyújt elegendő információt.  Ennek a problémának a megoldásaként került látótérbe a nagy térbeli felbontású műholdas távérzékelt adatok felhasználása. A WREN-1 esetében a műhold fedélzeti multispektrális képalkotó rendszere képes a földfelszínt 16 x 16 méteres részletességgel, közel 10 000 négyzetkilométeres területre vonatkozóan egy áthaladás alatt leképezni. Az ötlet folyományaként alakult meg a szakmai konzorcium a Grepton csoport, az Óbudai Egyetem, a Széchenyi István Egyetem és a C3S Kft. közreműködésével, mely utóbbi számos korábbi műholdat, valamint alapítói a korábbi Masat-1 projektet is tető alá hozták.

B.A.: Azt gondolom, hogy ma az aszálykérdéssel több mint időszerű foglalkozni. Sajnos esőt senki nem tud fakasztani, de hogyan tud segíteni az, ha fentről vizsgáljuk a talajt?

(F. M K.).: A víz jelenléte a talaj pórusaiban befolyásolja a Nap által kibocsátott elektromágneses hullámok, így a látható fény és az infravörös sugárzás visszaverődését is a különféle hullámsávokon. A műhold által észlelt adatok alapján számolt úgynevezett nedvesség és vegetációs indexekből következtetni lehet a talaj legfelsőbb rétegeiben a víz mennyiségére, illetve a területen lévő biomassza klorofilltartalmára. Ebből a két információból egy numerikus modell segítségével  becsülni tudjuk a felszíni talajréteg nedvességét. Sőt, a talajadatokat is figyelembe véve előrejelzést tudunk adni a gyökérzóna vízháztartására nézve is. További hozzáadott értéke a műholdról kapott képeknek, hogy vannak olyan növényi betegségek, amelyek nagyon jól láthatóak ezeken a felvételeken. Ennek ismeretében célzottan lehet vegyszeresen kezelni az adott területet, vagy éppen több tápanyagot kiszórni. Ezek mindegyike növeli a költséghatékonyságot.

B.A.: Két nagyon fontos kérdés is felvetődik: egyfelől az, hogy minden földművelő minél hamarabb szeretne látni és tudni, hogy mit hoz a jövő hosszú és rövid távon, hiszen ez nagyban befolyásolja azt, hogy adott területen mit termesszen. Másfelől az is egy kérdés, hogy ezekhez az adatokhoz később majd hogyan férhet hozzá? Kezdjük az elsővel.

(F. M K.).: Ez valóban így van: az új technológiákkal, automatizálással, adatalapú megközelítésekkel és erre épülő optimalizálással jellemezhető precíziós mezőgazdaság már a jelen, és úgy gondoljuk, hogy a jövőben ez a trend rövid és hosszabb távon is csak erősödni fog. A napi üzemvitel operatív feladatainak megoldása vagy a szárazságtűrőbb növénykultúrákra történő áttérés idejének megválasztása olyan fontos döntések, amelyeket a WREN projekt igyekszik adatokkal, előrejelzésekkel támogatni. Ma a precíziós mezőgazdasággal kapcsolatos tudás egy jelentős része a Széchenyi István Egyetemen koncentrálódik, nekik vannak kutatásaik és iránymutatásaik ezzel kapcsolatban.   És bár a precíziós gazdálkodás nemcsak ígéretes, hanem megkerülhetetlen is, az áttérés beruházással és az üzemvitel átalakításával jár, amelyre a gazdálkodók egy része érthetően még nem tudott felkészülni. Ugyanakkor ezek a befektetések később megtérülnek.

B.A.: Közbevetőleg: mennyire van jelen a precíziós mezőgazdaság ma Magyarországon?

(F. M K.).: Ma a precíziós mezőgazdaság abszolút jelen van a honi agráriumban és ezek formáit a gazdák 60-70 százaléka már használja is. A helyi adottságoktól, pályázati lehetőségektől, pénzügyi háttértől és a szakmai felkészültségtől függően ezek a megközelítések változatosak lehetnek és a távérzékelt adatok használata egyelőre nem tekinthető általánosan elterjedtnek.

Ami a távérzékelt adatokból kinyerhető előrejelzések időtávlatát illeti, figyelembe kell vennünk, hogy a talajnedvesség alakulásának fő mozgatórugói, tehát a csapadék, a szél és a besugárzás mértéke napokon vagy órákon belül is megváltozhatnak. Így talajfelszíni előrejelzéseket is legfeljebb néhány napra előre tudunk készíteni, több hétre előre nem. Ezeknek a jelenségeknek a dinamikája megjelenik a talajnedvesség függőleges eloszlásában is: minél közelebb vagyunk a felszínhez, a talajnedvesség változékonysága annál nagyobb, míg az alsóbb rétegekben kisebb.

Az említett adatalapú megközelítések nemcsak azt jelentik, hogy több, hanem azt is, hogy megfelelően feldolgozott adatokra van szükség. Ilyenek lehetnek pl. a növénykultúrák leváltását megalapozó idősorok, a kártevők elterjedésének kedvező körülmények vagy a talajok tápanyagtartalmának csökkenését eredményező tényezők meghatározása. Összességében tehát nekünk az a feladatunk, hogy olyan adatokkal lássuk el a gazdálkodókat, amelyek eddig nem álltak rendelkezésre és olyan döntéseket tudjanak a jövőben hozni, amelyekkel a tervezés is, az üzemvitel is optimalizálható.

B.A.: Térjünk rá arra a kérdésre, hogyan jutnak el a gazdákhoz az adatok? Van erre valami modell már?

(F. M K.).: Több modell létezik arra, hogy például meteorológiai vagy egyéb földműveléssel kapcsolatos adatokhoz ki-ki hogyan fér hozzá – jellemzően átalány vagy területalapú elszámolásokkal találkozhatunk. Mi egyelőre még nem vagyunk ebben a fázisban. Technikai oldalról a hozzáférésre két módot dolgozunk ki. Az eredmények megtekinthetők lesznek egy web oldalon, illetve készítünk egy programokból elérhető interfészt is, ami lehetőséget ad külső rendszerek számára az automatikus adatelérésre.

(S.L.):  A nálunk előálló adatbázis hasznosítására több módot is el tudunk képzelni. Az egyik lehetséges alternatíva az, hogy a létrejövő adatbázist az üzemeltetésünk mellett egyben értékesítjük egy ebben a témában múlttal rendelkező állami vagy for profit szereplőnek. Ebben az esetben az adatokról ez a szereplő tud rendelkezni, akár ingyen biztosítva a hozzáférést, akár valamilyen fizetős konstrukcióban. Ugyanakkor azt sem zárjuk ki, hogy közvetlenül az adatokat felhasználók számára alakítunk ki egy fizetős elérést célzottan az őket érdeklő területekre. De lehet, hogy egy harmadik opció lesz a megoldás – szóval ez még képlékeny – az üzleti modell kialakítása még folyamatban van.

B.A.: Nézzünk vissza az égre. A WREN-1 élettartamát tekintve mivel lehet számolni?

(F. M K.).: Legalább három év üzemidőre számítunk, de nem elképzelhetetlen, hogy a műhold fedélzeti berendezései ennél hosszabb ideig is működni tudnak. A WREN-1 azért kering alacsony földkörüli pályán – a felszíntől nagyjából 520 kilométer távolságban -, hogy jó képeket tudjunk készíteni. Az alacsony pályája miatt viszont az atmoszféra felső rétegével folyamatosan súrlódik. Miután méretoptimalizált kis műholdról van szó, ezért semmilyen hajtómű nem kapott rajta helyet, amellyel a pályáját emelni lehetne, ezért, amikor egyszer pályára állt, akkor azon már nem lehet változtatni. Az élettartama alatt folyamatos ereszkedésben van, majd egyre inkább belesüllyed az atmoszférába és a végén elég. Ennek az időpontja nagyjából 5 éven belül várható.

B.A.: Mennyibe került A WREN-1 projekt?

(F. M K.).: Maga a műhold és a felbocsátás hozzávetőleg egy piacvezető traktorgyártó csúcskategóriás járművének az árával vetekszik. A világűrbe való kijuttatása SpaceX Falcon-9 rakétájával történt.

B.A.: Azt gondolom, hogy maga a projekt már önmagában is siker, hiszen a WREN-1 pályára állt, a funkciói működnek, küldi az adatokat. Attól függetlenül, hogy ezek az információk milyen módon és feltételekkel kerülnek majd gazdákhoz ugyan még kérdés, de a nap végén azt azért kijelenthetjük, hogy ez a siker előrevetítheti a folytatást. Van ilyen szándék vagy akár egy újabb műhold gondolata is megfogalmazódott már?

(F. M K.).: Hogyne, folyamatosan kutatjuk az új lehetőségeket. Az egyik pl. további műholdak pályára állítása, hiszen a még több információ és rövidebb időn belül egy adott területről, így egy idő után minőségi változást is magával hoz és nem csupán még pontosabb adatokkal tudunk majd szolgálni, hanem több műholddal olyan dolgok válnak lehetségessé, amelyek eggyel nem. Egy másik távlat az Európai Űrügynökség földmegfigyelési pályázatain történő részvétel. Ezeknek a modernizációs törekvéseknek az a célja, hogy az európai műholdak adataival a szolgáltató államok, a gazdaság szereplői és a honvédelem a modern társadalmaknak a működését bizonyos irányokban optimalizálni legyenek képesek. Ilyenformán, ha tapasztalatot szerzünk abban, hogy ilyen adatokhoz hogyan tudunk hozzáférni, feldolgozni, illetve felhasználni, akkor a pályázás is, valamint arra épülő további projektek is sikeresebbek lehetnek. Ezért a WREN projekt másik fő célkitűzése az aszálymonitoring támogatásán túl az is, hogy kifejlődjön egy olyan szakembergárda, amely megfelelő szakértelemmel és otthonosan mozog ezen a nagyon izgalmas területen.

Írta: Barna András Képek: Balogh Róbert