Спутниковые технологии сейчас повсеместно проникают во все сферы жизнедеятельности человека. Навигация GPS интегрирована в наши смартфоны, а большинство крупных стриминговых сервисов транслируют свой контент при помощи выведенных на орбиту спутников. Помимо телекоммуникаций, NewSpace активно проникает и в области сельского хозяйства, дистанционной разведки ресурсов и даже природоохранную деятельность.

Очевидно, что с дальнейшим ростом цифровизации гражданской экономики NewSpace будет и дальше наращивать свое присутствие во всех сферах глобального рынка. Сегодня расскажем о том, кто и каким образом применяет новые космические технологии, и как они будут способны изменить нашу жизнь завтра.

Спутники, помогающие вырастить урожай

Дистанционный контроль состояния сельскохозяйственных угодий стал реальностью ХХІ века. Весомую роль тут начали играть дроны — их использование позволяет фермерам не только повысить качество мониторинга процессов посева и сбора урожая, но и значительно сэкономить на этом как время, так и финансы.

Однако возможности дронов применимы лишь к небольшим фермерским угодьям. Когда речь заходит об аграрном секторе промышленного масштаба, предусматривающем одномоментное наблюдение за тысячами гектаров сельскохозяйственных земель, на первый план выходит спутниковый мониторинг.

Контроль полей по спутниковым снимкам позволяет оценить вегетативное состояние посевных участков, их топографию, прогнозировать урожайность грунта и изучать общую динамику состояния поля в долгосрочной перспективе.

Чрезвычайно важны в отслеживании динамики сельскохозяйственных процессов интерактивные ГИС-карты. ГИС (геоинформационные системы) визуализируют пользователю основные данные о состоянии посевных участков в удобном интерактивном виде, при этом используя цветовые маркеры, числовые индикаторы и зональную сегментацию посевных участков по различным фильтрам. Информация на картах обновляется в режиме реального времени  (в среднем один снимок в 24-48 часов), благодаря чему осуществляется наиболее объективный и своевременный контроль состояния полей.  

Спутниковый мониторинг сельскохозяйственных условий
источник: miro.medium.com

Сейчас существует ряд компаний, предоставляющих свои услуги по спутниковому мониторингу посевных земель. Наибольшая доля этих компаний приходится на рынок США, так как теперь точное земледелие — среди самых надежных контроллеров себестоимости аграрного производства Америки.

Одним из сильных игроков в области предоставления услуг спутникового мониторинга является EOS Data Analytics, со штаб-квартирой в Менло-Парк, Калифорния. Взаимодействие с пользователем происходит через утилиту EOS Crop Monitoring. Данная платформа позволяет фильтровать информацию по зонам, отдельно выделяя картографирование систем водной ирригации полей, топографическую карту высот, вегетативную карту посевных участков. Помимо этого, сервис предоставляет информацию об инфраструктурной развязке региона для обеспечения наиболее выгодного уровня логистики во время перевозки посевного сырья.

 ALT ГИС-картография  Структура анализа поверхности поля
ГИС-картография  Структура анализа поверхности поля 
источник: static.eos.com

К конкурентам EOS Data Analytics можно отнести канадскую Farmers Edge — старожила рынка сельскохозяйственного мониторинга земли. Компания предоставляет свои услуги аграриям с 2005 года. На сегодняшний день Farmers Edge тоже обзавелась своей мониторинговой платформой Farm Command. Софт позволяет клиенту не только отслеживать состояние полей, но и, опираясь на алгоритмы нейросети, делать прогнозы урожайности, заболеваемости и уровня удобренности сельскохозяйственных культур.

Согласно данным отчета о цифровизации европейского сельскохозяйственного сектора, представленного Европейской комиссией, к 2025 году сектор спутникового мониторинга полей будет занимать второе место на рынке с общей капитализацией в $2,295 млрд, уступая в этом списке лишь спутниковой ирригации земель ($2,386 млрд). Важную роль играет и точечное орошение удобрениями и средствами защиты растений. Аналитика сельскохозяйственных данных пока занимает пятое место в списке расширения данного направления рынка — ей прогнозируется капитализация в районе 843 млн. Однако повсеместное внедрение аналитических систем на основе искусственного интеллекта может способствовать существенному увеличению инвестиций в данный сегмент рынка.

Прогноз от Европейской комиссии по рынку точного земледелия на 2025 год
Прогноз от Европейской комиссии по рынку точного земледелия на 2025 год
источник: ec.europa.eu

Росту значимости дистанционного мониторинга в будущем сельском хозяйстве попросту нет альтернатив. Анализ состояния и картографирование обширных сельскохозяйственных земель вручную влечет за собой массу экономических убытков, при этом совсем не гарантируя актуальный результат. С помощью спутникового мониторинга легко оценить степень рентабельности посевных наделов и принять верное решение о необходимости инвестирования в них.

Мониторинг лесных массивов и природоохранная деятельность

Спутниковый мониторинг состояния лесов — схожий по своей сути тип дистанционного зондирования лесных массивов. Спутниковые технологии позволяют отслеживать динамику обновления лесохозяйственных угодий, а также своевременно выявлять лесные пожары и прогнозировать риск их распространения. Помимо этого, они способствуют обнаружению незаконных вырубок леса, существенно снижая экономические убытки владельцам лесных хозяйств.

В настоящее время точное лесное хозяйство дает возможность программно спланировать процессы создания новой инфраструктуры (строительство складов и дорожных развязок) в областях лесозаготовок, и предоставляет детальную бизнес-аналитику производственных процессов на основании данных, полученных со спутников. Наземные системы полевой поддержки позволяют осуществлять круглосуточный мониторинг и контроль состояния почвы.

Помимо коммерческой выгоды, спутниковый мониторинг лесов способствует развитию природоохранной деятельности. Так, в 2019 году природоохранное министерство Норвегии в партнерстве с GFOI (Global Forest Observation Initiative) согласилось бесплатно предоставлять доступ к спутниковым снимкам высокого разрешения всех тропических лесов на планете Земля. Главная цель данной инициативы — контроль вырубки тропических лесов и общий вклад в проблему изменения мирового климата. Инвестиции в программу стоили природоохранным организациям Норвегии и инвесторам $50 млн, однако команда верит, что эти деньги помогут существенно повлиять на вопросы глобального изменения климата. 

мониторинг лесов из космоса
источник: www.fao.org

От увеличения количества лесов напрямую зависит и формирование облачного покрова, который препятствует нагреванию земной поверхности, отражая тепловое излучение Солнца.

В результате глобального спутникового исследования, инициированного ЕКА (Европейским космическим агентством) в рамках CCI (Climate Change Initiative), был выявлен дефицит образования плотных слоев облаков более чем на двух третях поверхности земного шара. Данные процессы были обусловлены повсеместным обезлесением — уменьшением лесной поверхности из-за вырубки, лесных пожаров, техногенных факторов. Следствием недостатка лесного покрова являются снижение уровня вегетации растительности, общая засушливость и выгорание лесной почвы. Руководитель проекта CCI Cloud Мартин Стенгель настаивает на увеличении роли спутниковых наблюдений во время глобализации данной инициативы. Итогом этого может стать создание общемировой карты зонирования земных участков, наиболее нуждающихся в новых лесопосадках.

Исследование CCI Cloud по образованию облачного покрова
Исследование CCI Cloud по образованию облачного покрова
источник: climate.esa.int

В Европе похожие проекты спутникового мониторинга состояния вырубки лесов тоже приносят свои плоды. Так, благодаря усилиям уже упомянутой выше EOS Data Analytics, было выявлено существенное увеличение темпов незаконной вырубки лесов в Ровенской и Житомирской областях Украины. За год темп вырубки увеличился более чем вдвое — с 2101 га в 2019-м до 5395 га в 2020-м. По прогнозам специалистов из EOS Data Analytics, если данный темп вырубки сохранится, а темпы наращивания новых лесов не будут увеличены, указанные области могут превратиться в степь уже к 2050 году, что нанесет существенный удар по лесохозяйственному сектору всей Восточной Европы (прогнозируются потери на уровне 3,9 млн га лесов).

Роль космоса в поиске полезных ископаемых и строительном секторе

Космос проникает и в сферу разработки новых месторождений природных ресурсов и горнодобывающую промышленность, а новые спутниковые технологии помогают отслеживать уровень вредных выбросов в окружающую среду метана, углекислого газа и нефти. Это стало возможным вследствие активного внедрения спутниковых радаров с синтезированной апертурой, или SAR (Synthetic Aperture Radar).

Принцип действия спутников SAR основан на радиолокационном спектральном анализе поверхности Земли. Главным преимуществом радаров с синтезированной апертурой является их независимость от метеоусловий и освещенности земной поверхности. Радары с синтезированной апертурой могут также успешно осуществлять зондирование поверхности в условиях ураганов и сильной задымленности, вызванной пожарами, при этом уровень детализации разрешения их снимков не уступает в качестве аэрофотосъемке.

Схема функционирования SAR-спутника
Схема функционирования SAR-спутника
источник: www.researchgate.net

Одна из сфер применения технологии мониторинга по SAR-системам — горнодобывающая промышленность. При разработке угольных и добывающих руду шахт существует большой риск обвала и изменения топографии земного покрова. Неверный геологический прогноз на этапе разработки новых месторождений чреват не только экономическими убытками, но и опасностью для жизни шахтеров.

Именно здесь 3D-моделирование топологии земной поверхности на основе спутниковых данных играет ключевую роль. Минимизация негативного воздействия на окружающую среду в сочетании с обеспечением безопасного процесса добычи значительно увеличивают спрос на радиолокационный спутниковый мониторинг среди крупных инвесторов и бизнесменов данного сектора рынка добычи энергии.

SAR-изображение угольного карьера с высоким разрешением и моделирование оценки объема извлеченного грунта
SAR-изображение угольного карьера с высоким разрешением и моделирование оценки объема извлеченного грунта
источник: spaceknow.com

Наложение нескольких спутниковых изображений одной и той же области, выполненных с разных ракурсов, позволяет прибегать к методам пространственной интерометрии (цифровой голографии) и создавать предсказания, руководствуясь созданными 3D-моделями исследуемых производственных районов.

Различные спектральные диапазоны, которые используют спутники SAR, помогают осуществлять мультиспектральное картографирование земной поверхности с разделением на зоны участков возможных месторождений минералов и других полезных ископаемых. Фотогеология способна определять литографию местности, ее химический состав и уровень окисления посредством анализа радиоволнового изображения в различных спектральных диапазонах. На базе этих данных крупными промышленниками принимаются окончательные решения о рентабельности разработки новых месторождений ресурсов, а также делается прогноз количества залежей полезных ископаемых в регионе. 

Геологическая интерпретация минеральной карты WorldView-3 SWIR — Куприт, Невада
Геологическая интерпретация минеральной карты WorldView-3 SWIR — Куприт, Невада
источник: content.satimagingcorp.com

Сфера дистанционного мониторинга SAR-спутников не ограничивается исключительно промышленным сектором экономики. К услугам SAR-мониторинга и построенному на нем анализу данных прибегают страховые компании для наиболее точной оценки причиненного материального ущерба в результате природных катаклизмов и техногенных катастроф. Правильная оценка состояния земельных участков перед началом строительства позволяет сэкономить инвесторам миллионы долларов ежегодно. Очевидно, что роль космических технологий в сфере гражданского и промышленного строительства в дальнейшем будет только расти.

Биржевой трейдинг и финансы

Выиграли от интеграции космических технологий в повседневную жизнь биржевые трейдеры и инвесторы. Эти люди и компании поверили в развитие NewSpace еще на начальных этапах внедрения его инноваций в различные секторы гражданского рынка.

Компании, которые задают новые технологические тренды, собирают сливки первыми. В декабре 2021 года на Нью-Йоркской фондовой бирже начались торги акциями Planet — компании, специализирующейся на предоставлении данных спутникового мониторинга, с их последующей обработкой. Planet торгуется с биржевым индексом PL. В настоящее время она имеет около 190 выведенных на орбиту спутников, и заявила об амбициях наращивать эту группировку посредством внедрения новой линейки спутников — Pelican. Всего за первый день торгов ее акции прибавили в цене 5%, и к окончанию торгов их цена составила $11,35 за одну штуку.

Благодаря недавнему слиянию со SPAC-компанией dMY Technology Group IV капиталооборот Planet вырос сразу на $590 млн. Предполагается, что порядка $90 млн от этой сделки уйдет на погашение финансовых задолженностей и выплаты комиссии за слияние со SPAC-компанией. Около $200 млн Planet собирается потратить на создание оборотного капитала, который в ближайшие годы должен помочь ей выйти на стабильный уровень безубыточного развития. Оставшиеся $300 млн от сделки планируется направить на консолидацию индустрии, а также на другие возможности, которые могут предстать перед компанией в обозримом будущем.

По оценкам экспертов, EBITDA (прибыль до вычета процентов, налогов, износа и амортизации) Planet на 2026 год может составить $700 млн.

Удачный пример слияния Planet с dMY Technology Group IV свидетельствует об одном — SPAC-компании больше не избегают инвесторов. А напротив, рассматривают как самый надежный вариант выхода коммерческих компаний в публичную сферу в обход процедуры IPO (Initial Public Offering). Успешных примеров этой тенденции множество: июльское слияние Astra Space с Holicity (HOL), публичность Momentus через слияние с Stable Road Capital, а также объединение Redwire Space (RDW) и Genesis Park (GNPK) в сентябре.

Теперь стратегия слияния со SPAC-компаниями используется повсеместно, при этом способствуя существенному повышению акций поглощаемых компаний в цене.

Перспективы внедрения NewSpace в повседневную жизнь

Новая космическая экономика открыла перед человечеством целый спектр технологических возможностей, без которых просто немыслимо наше существование сегодня. Применение тефлоновых сковородок, беспроводных инструментов и спортивных стелек, использование систем антиобледенения в авиации и даже наш спокойный сон на подушках из пеноматериала с памятью формы — все это никогда бы не появилось в нашей жизни, если бы однажды не разрабатывалось в рамках космических программ.

Хочется верить, что это только начало. Посредством частных компаний, которые разрабатывают и внедряют свои передовые технологии, NewSpace все быстрее просачивается во все сферы нашей жизни. Нам же остается постепенно приобщаться к этому процессу, стараясь извлечь из него максимальную выгоду.