Почву можно будет «просканировать» из космоса

Немецкие инженеры создали компактный спектрометр для малых спутников. Прибор фиксирует изменения в состоянии почвы и растительности с орбиты — от последствий засухи до дефицита питательных веществ. Технология может стать основой точного земледелия.

Прибор позволит отслеживать с орбиты Земли состояние сельскохозяйственных угодий

Современное сельское хозяйство все активнее опирается на точные данные: аграриям нужны не усредненные оценки, а информация о состоянии конкретных участков поля. Новый спектрометр, разработанный специалистами Института прикладной оптики и точного машиностроения Общества Фраунгофера совместно с Airbus при поддержке Европейского космического агентства, создан именно для такой задачи.

Прибор рассчитан на установку на малые спутники и работает в спектральном диапазоне от 400 до 1700 нанометров с пространственным разрешением менее 20 метров. Это позволяет фиксировать тонкие различия в отражательной способности растительности и почвы — те самые изменения, которые указывают на стресс растений, нехватку влаги или первые признаки заболевания.

Новая система обеспечивает пространственное разрешение менее 20 метров в спектральном диапазоне от 400 до 1700 нанометров. Несмотря на миниатюрный размер, качество изображения остается высоким. Это позволяет улавливать малейшие различия в состоянии растительности и почвы, невидимые для обычных камер.

В основе системы лежит телескоп Ричи-Кретьена, который с помощью двух асферических зеркал позволяет получать изображения с высочайшей точностью

В основе устройства лежит концепция «спектрометр на кристалле»: ключевые оптические элементы интегрированы в единый чип, а требуемые спектральные полосы формируются градиентным фильтром перед детектором. Такая компоновка уменьшает массу и габариты системы без потери точности. За построение изображения отвечает компактный телескоп Ричи–Кретьена с двумя асферическими зеркалами.

Спектрометр разделяет входящий свет на узкие диапазоны длин волн и регистрирует интенсивность отражения растений и почвы. По характеру отражения можно определить уровень увлажненности, структуру листьев, накопление пигментов, нарушение обмена веществ — параметры, связанные с дефицитом питательных элементов, перегревом или поражением патогенами.

Прибор позволяет выявить первые последствия засухи, дефицит питательных веществ или первые признаки заболевания еще до того, как они станут заметны невооруженному глазу

Полученные данные преобразуются в цифровые карты, на которых поле выглядит не как однородная поверхность, а как набор зон с разными характеристиками. Такая информация помогает агрономам точечно распределять удобрения, корректировать полив и своевременно реагировать на изменения состояния культур.

Разработчики отмечают, что компактность системы открывает возможность размещать спектрометры на группировках малых спутников. Это позволит получать обновленные данные гораздо чаще, чем при использовании крупных специализированных аппаратов.

Ранее Наука Mail писала о том, как Китаю удалось побить собственный рекорд по космическим запускам.