Супутникові технології наразі повсюдно проникають у всі сфери життєдіяльності людини. Навігація GPS інтегрована в наші смартфони, а більшість великих стримінгових сервісів транслюють свій контент за допомогою виведених на орбіту супутників. Окрім телекомунікацій, NewSpace активно проникає і в галузі сільського господарства, дистанційної розвідки ресурсів та навіть природоохоронну діяльність.

Безперечно, з подальшим зростанням цифровізації громадської економіки NewSpace лише нарощуватиме свою присутність у всіх сферах глобального ринку. Сьогодні розповімо про те, хто та яким чином застосовує нові космічні технології, і як вони будуть здатні змінити наше життя завтра.

Супутники, які допомагають виростити врожай

Дистанційний контроль за станом сільськогосподарських угідь став реальністю ХХІ сторіччя. Значну роль тут почали відігравати дрони — їхнє застосування дозволяє фермерам не просто підвищити якість моніторингу процесів посіву та збирання врожаю, а й значно заощадити на цьому як час, так і фінанси.

Проте можливості дронів помічні тільки для невеликих фермерських угідь. Коли йдеться про аграрний сектор промислового масштабу, що передбачає одномоментне спостереження за тисячами гектарів сільськогосподарських земель, на перший план виходить супутниковий моніторинг.

Контроль полів за супутниковими знімками дозволяє оцінити вегетативний стан посівних ділянок, їхню топографію, прогнозувати врожайність ґрунту та вивчати загальну динаміку стану поля у довгостроковій перспективі.

Надзвичайно важливі для відстеження динаміки сільськогосподарських процесів інтерактивні ГІС-карти. ГІС (геоінформаційні системи) візуалізують користувачеві основні дані про стан посівних ділянок у зручному інтерактивному вигляді, водночас використовуючи маркери кольору, числові індикатори та зональну сегментацію посівних ділянок за різноманітними фільтрами. Інформація на картах оновлюється в режимі реального часу (загалом один знімок за 24-48 годин), завдяки чому здійснюється найбільш об’єктивний та своєчасний контроль стану полів.

Спутниковый мониторинг сельскохозяйственных условий
джерело: miro.medium.com

Наразі існує низка компаній, що надають свої послуги із супутникового моніторингу посівних земель. Найбільша частка цих компаній припадає на ринок США, оскільки тепер точне землеробство — серед найнадійніших контролерів собівартості аграрного виробництва Америки.

Одним із сильних гравців у галузі надання послуг супутникового моніторингу є EOS Data Analytics, зі штаб-квартирою у Менло-Парк, Каліфорнія. Взаємодія з користувачем відбувається через утиліту EOS Crop Monitoring. Дана платформа дозволяє фільтрувати інформацію за зонами, окремо виділяючи картографування систем водної іригації полів, топографічну мапу висот, вегетативну карту посівних ділянок. Окрім цього, сервіс надає інформацію про інфраструктурну розв’язку регіону для забезпечення найбільш вигідного рівня логістики під час перевезення посівної сировини.

ГИС-картография  аналізу поверхні поляsource: static.eos.com
Структура аналізу поверхні поля в EOS Crop Monitoring
source: static.eos.com

Конкурентом EOS Data Analytics можна назвати канадську Farmers Edge — старожила ринку сільськогосподарського моніторингу землі. Компанія надає послуги аграріям з 2005 року. Farmers Edge також вже розробила свою моніторингову платформу Farm Command. Софт дозволяє клієнтові не лише відстежувати стан полів, але й за допомогою алгоритмів нейромережі робити прогнози врожайності, захворюваності та рівня удобреності сільськогосподарських культур.За даними звіту про цифровізацію європейського сільськогосподарського сектора, представленого Європейською комісією, до 2025 року сектор супутникового моніторингу полів посідатиме друге місце на ринку із загальною капіталізацією в $2295,4 млн, поступаючись у цьому списку тільки супутниковій іригації земель ($2386,6 млн). Важливу роль відіграє й точкове зрошення добривами та засобами захисту рослин. Аналітика сільськогосподарських даних займає поки що п’яте місце у списку розширення даного напряму ринку — їй прогнозується капіталізація близько 843 млн. Однак повсюдне впровадження аналітичних систем на основі штучного інтелекту може сприяти істотному збільшенню інвестицій у цей сегмент ринку.

Прогноз від Європейської комісії щодо ринку точного землеробства на 2025 рік
Прогноз від Європейської комісії щодо ринку точного землеробства на 2025 рік
джерело:  ec.europa.eu

Зростанню вагомості дистанційного моніторингу у майбутньому сільському господарстві просто немає альтернатив. Аналіз стану і картографування великих сільськогосподарських земель вручну тягне за собою масу економічних збитків, зовсім не гарантуючи актуальний результат. З використанням супутникового моніторингу легко оцінити рівень рентабельності посівних наділів і прийняти правильне рішення щодо необхідності інвестування в них.

Моніторинг лісових масивів та природоохоронна діяльність

Супутниковий моніторинг стану лісів — схожий тип дистанційного зондування лісових масивів. Супутникові технології дозволяють відслідковувати динаміку оновлення лісогосподарських угідь, а також своєчасно виявляти лісові пожежі та прогнозувати ризик їхнього розповсюдження. Крім цього, вони сприяють виявленню незаконних вирубок лісу, істотно знижуючи економічні збитки власникам лісових господарств.

На сьогодні точне лісове господарство дає змогу програмно спланувати процеси створення нової інфраструктури (будівництво складів та дорожніх розв’язок) у галузях лісозаготівель, та надає детальну бізнес-аналітику виробничих процесів, спираючись на дані, отримані із супутників. Наземні системи польової підтримки дозволяють здійснювати цілодобовий моніторинг та контроль стану ґрунту.

Окрім комерційної вигоди, супутниковий моніторинг лісів сприяє й розвитку природоохоронної діяльності. Так, 2019 року природоохоронне міністерство Норвегії у партнерстві з GFOI (Global Forest Observation Initiative) погодилося безкоштовно надавати доступ до супутникових знімків високої роздільної здатності всіх тропічних лісів на планеті Земля. Головна мета цієї ініціативи — контроль вирубки тропічних лісів та загальний внесок у проблему зміни світового клімату. Інвестиції в дану програму коштували природоохоронним організаціям Норвегії та інвесторам $50 млн, проте команда вірить, що ці гроші допоможуть суттєво вплинути на питання глобальної зміни клімату.

моніторинг лісів з космосу
джерело: www.fao.org

Від збільшення кількості лісів безпосередньо залежить і формування хмарного покриву, який перешкоджає нагріванню земної поверхні, відбиваючи теплове випромінювання Сонця.

В результаті глобального супутникового дослідження, ініційованого ЕКА (Європейським космічним агентством) у межах CCI (Climate Change Initiative), було виявлено дефіцит утворення щільних шарів хмар більш ніж на двох третинах поверхні земної кулі. Дані процеси були обумовлені повсюдним знелісненням — зменшенням лісової поверхні через вирубки, лісові пожежі, техногенні фактори. Наслідком нестачі лісового покриву є зниження рівня вегетації рослинності, загальна посушливість та вигорання лісового ґрунту. Керівник проєкту CCI Cloud Мартін Стенгель наполягає на посиленні ролі супутникових спостережень під час глобалізації цієї ініціативи. Підсумком цього може стати створення загальносвітової мапи зонування земних ділянок, які найбільше потребують нових лісопосадок.

Дослідження CCI Cloud щодо утворення хмарного покриву
Дослідження CCI Cloud щодо утворення хмарного покриву
джерело: climate.esa.int

У Європі схожі проєкти супутникового моніторингу стану вирубування лісів також приносять свої плоди. Так, завдяки зусиллям вже згаданої вище EOS Data Analytics, було виявлено суттєве збільшення темпів незаконної вирубки лісів у Рівненській та Житомирській областях України. За рік темп вирубки лісів зріс більше ніж удвічі — з 2101 га у 2019 році до 5395 га у 2020-му. За прогнозами фахівців з EOS Data Analytics, якщо такий темп вирубки збережеться, а темпи нарощування нових лісів не зростатимуть, ці області можуть перетворитися на степ вже до 2050 року, що завдасть болючого удару лісогосподарському сектору всієї Східної Європи (прогнозуються втрати на рівні 3,9 млн га лісів).

Роль космосу у пошуку корисних копалин та будівельному секторі

Космос проникає і у сферу розробки нових родовищ природних ресурсів та гірничодобувну промисловість, а нові супутникові технології допомагають відстежувати рівень шкідливих викидів метану, вуглекислого газу та нафти у навколишнє середовище. Це стало можливим внаслідок активного впровадження супутникових радарів із синтезованою апертурою, або SAR (Synthetic Aperture Radar).

Принцип дії супутників SAR заснований на спектральному радіолокаційному аналізі поверхні Землі. Головною перевагою радарів із синтезованою апертурою є їхня незалежність від метеоумов та освітленості земної поверхні. Радари з синтезованою апертурою можуть успішно здійснювати зондування поверхні в умовах ураганів і сильної задимленості, спричиненої пожежами, водночас рівень деталізації роздільної здатності їхніх знімків за якістю не поступається аерофотозйомці.

Схема функціонування SAR-супутника
Схема функціонування SAR-супутника
джерело: www.researchgate.net

Однією зі сфер застосування технології моніторингу за SAR-системами є гірничодобувна промисловість. Під час розробки вугільних і видобувних шахт існує великий ризик обвалу та зміни топографії земного покриву ділянок, що розробляються. Невірний геологічний прогноз на етапі розробки нових родовищ загрожує не лише економічними збитками, а й небезпекою для життя шахтарів.

Саме тут 3D-моделювання топології земної поверхні на основі супутникових даних відіграє ключову роль. Мінімізація негативного впливу на довкілля у поєднанні із забезпеченням безпечного процесу видобутку значно збільшує попит на радіолокаційний супутниковий моніторинг серед великих інвесторів та бізнесменів цього сектора ринку видобутку енергії.

SAR-зображення вугільного кар'єру з високою роздільною здатністю та моделювання оцінки обсягу видобутого ґрунту
SAR-зображення вугільного кар’єру з високою роздільною здатністю та моделювання оцінки обсягу видобутого ґрунту
джерело: spaceknow.com

Накладання кількох супутникових зображень однієї й тієї ж області, виконаних з різних ракурсів, дозволяє вдаватися до методу просторової інтерометрії (цифрової голографії) та робити передбачення з огляду на створені 3D-моделі досліджуваних виробничих районів.

Різні спектральні діапазони, які використовують супутники SAR, дають змогу здійснювати мультиспектральне картографування земної поверхні з розподілом на зони ділянок можливих родовищ мінералів та інших корисних копалин. Фотогеологія здатна визначати літографію місцевості, її хімічний склад та рівень окиснення за допомогою аналізу радіохвильового зображення у різних спектральних діапазонах. Спираючись на ці дані, великі промисловці приймають остаточні рішення щодо рентабельності розробки нових родовищ ресурсів, і навіть дається прогноз кількості покладів корисних копалин у регіоні.

Геологічна інтерпретація мінеральної карти WorldView-3 SWIR — Куприт, Невада
Геологічна інтерпретація мінеральної карти WorldView-3 SWIR — Куприт, Невада
джерело: content.satimagingcorp.com

Сфера дистанційного моніторингу SAR-супутників не обмежується виключно промисловим сектором економіки. До послуг з SAR-моніторингу та побудованого на ньому аналізі даних вдаються страхові компанії задля більш точної оцінки заподіяної матеріальної шкоди внаслідок виникнення природних катаклізмів та техногенних катастроф. Правильна оцінка стану земельних ділянок перед початком будівництва дає можливість заощадити інвесторам мільйони доларів щороку. Очевидно, що роль космічних технологій у сфері цивільного та промислового будівництва зростатиме й надалі.

Біржовий трейдинг та фінанси

Виграли від інтеграції космічних технологій у повсякденне життя біржові трейдери та інвестори. Ці люди та компанії повірили у розвиток NewSpace ще на початкових етапах упровадження його інновацій у різні сектори громадського ринку.

Компанії, які задають нові технологічні тренди, збирають вершки першими. У грудні 2021 року на Нью-Йоркській фондовій біржі розпочалися торги акціями Planet — компанії, що спеціалізується на наданні даних супутникового моніторингу, із подальшою їх обробкою. Planet торгується із біржовим індексом PL. Вона вже має близько 190 виведених на орбіту супутників, та заявила про амбіції нарощувати це “сузір’я” за допомогою впровадження нової лінійки супутників — Pelican. Усього за перший день її акції додали в ціні 5%, а до завершення торгів їхня ціна склала $11,35 за штуку.

Завдяки недавньому злиттю зі SPAC-компанією dMY Technology Group IV капіталообіг Planet виріс одразу на $590 млн. Передбачається, що близько $90 млн від цієї угоди піде на погашення фінансових заборгованостей і виплати комісії за злиття зі SPAC-компанією. Майже $200 млн Planet збирається витратити на створення оборотного капіталу, який найближчими роками має допомогти їй вийти на стабільний рівень беззбиткового розвитку. $300 млн від угоди, що залишилися, планується направити на консолідацію індустрії, а також на інші можливості, які можуть постати перед компанією у найближчому майбутньому.

За оцінками експертів, EBITDA (чистий прибуток до вирахування відсотків, податків, зносу та амортизації) Planet на 2026 рік може становити $700 млн.

Вдалий приклад злиття Planet з dMY Technology Group IV свідчить про одне — тепер SPAC-компанії більше не уникають інвесторів. А навпаки, розглядають як найшвидший варіант виходу комерційних компаній у громадську сферу в обхід процедури IPO (Initial Public Offering). Успішних прикладів цієї тенденції безліч: липневе злиття Astra Space з Holicity (HOL), публічність Momentus через злиття зі Stable Road Capital, а також об’єднання Redwire Space (RDW) та Genesis Park (GNPK) у вересні.

Зараз стратегія злиття зі SPAC-компаніями використовується повсюдно, водночас сприяючи істотному здорожчанню акцій компаній, що поглинаються.

Перспективи впровадження NewSpace у повсякденне життя

Нова космічна економіка відкрила перед людством цілий спектр технологічних можливостей, без яких немислиме наше існування сьогодні. Застосування тефлонових сковорідок, бездротових інструментів і спортивних устілок, використання систем антизледеніння в авіації і навіть наш спокійний сон на подушках з піноматеріалу з пам’яттю форми — все це ніколи не з’явилося б у нашому житті, якби одного разу не було розроблене в межах різноманітних космічних програм.

Хочеться вірити, що це лише початок. Приватні компанії, які розробляють та впроваджують свої передові технології, дають змогу NewSpace дедалі швидше просочуватися у всі сфери нашого життя. Нам же залишається поступово долучатися до цього процесу, намагаючись отримати з нього максимальну вигоду.