Dvojice technologií vytvořených agenturou NASA představuje klíčové prvky nového senzoru s vysokým rozlišením pro pátrání po požárech. HOT-BIRD (High Operating Temperature Barrier Infrared Detector) byl vyvinutý s podporou kanceláře NASA ESTO (Earth Science Technology Office) a špičkový systém DROIC (Digital  Readout Integrated Circuit) vznikl s podporou programu NASA SBIR (Small Business Innovation Research). Inovativní kosmické senzory pro pozorování lesních požárů by mohly pomoci záchranným složkám monitorovat požáry v globálním měřítku a vyšlapat cestu k novým sítím malých družic, které by byly výhradně zaměřené na prevenci a sledování lesích požárů.

V oddělení NASA ESTO byl vyvinut c-FIRST (Compact Fire Infrared Radiance Spectral Tracker), což je malý senzor pracující se středními infračervenými vlnovými délkami, který snímá data o tepelném vyzařování v pěti spektrálních pásmech. Většina tradičních kosmických senzorů určených k pozorování ohně mají dlouhé časy do další návštěvy daného místa, protože pozorují danou scénu jen jednou za několik dní, či dokonce týdnů! Kompaktní senzor c-FIRST může být nasazen na konstelace malých družic, které by mohly danou scénu nasnímat i několikrát denně. Záchranné složky by tak získaly data s vysokým prostorovým rozlišením během jediné hodiny. Kromě toho dynamický rozsah c-FIRST pokrývá celý teplotní profil přírodních požárů, což umožní záchranným složkám detekovat cokoliv od doutnajících, málo intenzivních požárů až po ty vysoce intenzivní.

„Lesní požáry jsou stále častější a to nejen v Kalifornii. Jde o celosvětový problém generující tuny vedlejších produktů, které vytvářejí velmi nezdravé podmínky pro lidi,“ uvedl Sarath Gunapala, který je inženýrem v kalifornské JPL a působí jako hlavní řešitel projektu c-FIRST. Potřeba kosmických prostředků k boji s požáry je ohromná. Během loňských požárů Palisade a Eaton se silný vítr postaral o to, že kriticky důležitá letadla pro pozorování postupu živlu, nemohla vzlétnout. To hasičům zkomplikovalo monitoring a trasování masivních plamenů. Kosmické senzory s vysokou frekvencí opakovaných přeletů a vysokým prostorovým rozlišením by hasičům a pracovníkům první pomoci poskytly stálý zdroj dat z oblohy. „Pozemní prostředky nevidí moc daleko. Můžete s nimi pozorovat jen lokální okolí. Letecké prostředky zase nemohou létat vždy. Malá síť CubeSatů by nám nabídla konstantní pokrytí,“ vysvětluje Gunapala.

Senzor c-FIRST využívá desítek let zkušeností s vývojem senzorů na JPL a i díky tomu mohl získat kompaktní rozměry a vysoký výkon. Především pak kompaktní infračervený detektor HOT-BIRD o velikosti amerického čtvrťáku (průměr 24,26 mm) vyvinutý na JPL s pomocí ESTO, udržuje malé rozměry c-FIRST tím, že eliminuje potřebu rozměrného kryochladicího subsystému, který tradičním infračerveným senzorům přidává hmotnost. Jen s HOT-BIRDem by c-FIRST mohl sbírat snímky s vysokým rozlišením a kvantitativní údaje o pozorovaných cílech v rozmezí 300 K (asi 27°C) až 1000 K (asi 730°C). Ve spojení s nejmodernějším digitálním integrovaným obvodem DROIC však může c-FIRST pozorovat cíle o teplotě vyšší než 1600 K (asi 1330°C).

DROIC, vyvinutý společnostmi Copious Imaging LLC. a JPL za finanční podpory programu NASA Small Business Innovation Research (SBIR), je vybaven digitálním čítačem pixelů, který snižuje saturaci a umožňuje c-FIRST pořizovat spolehlivá infračervená data v širším spektrálním rozsahu. V úspěchu projektu c-FIRST hraje roli i zapojení umělé inteligence. Gunapala plánuje využít AI na palubním chytrém ovladači, který by analyzoval nasbíraná data a hledal v nich stopy po horkých místech, či aktivních požárech. Tato data by byla odeslána s vysokou prioritou, aby měli záchranné týmy potřebný náskok v boji s plameny.

„Chtěli jsme, aby náš systém byl jednoduchý, malý, nízkonákladový, s malými nároky na energii a malým objemem, tedy takový, aby byl ideální pro malé družicové konstelace,“ dodal Gunapala. Právě on i jeho tým měli jedinečnou možnost otestovat c-FIRST po kalifornských požárech Palisade a Eaton. Jejich přístroj byl připojen k letounu NASA’s B-200 Super King Air, který prolétl nad spálenou oblastí a vědci v datech nasbíraných pět dní po uhašení plamenů identifikovali doutnající horká ložiska. Nyní se tým chystá na cestu svého systému na nízkou oběžnou dráhu Země. Gunapala vysvětlil, že jejich současný prototyp využívá standardní stolní počítač, který není vhodný pro náročné podmínky v kosmickém prostoru, a že pracují na tom, aby do konstrukce svého přístroje začlenili počítač odolný vůči kosmickému záření.

Ovšem tento úspěšný test nad Los Angeles demonstroval, že c-FIRST je vhodný pro detekci požárů i vědecké aplikace. S tím, jak se lesní požáry stávají stále častějšími a destruktivnějšími, Gunapala věří, že tento nástroj pomůže záchranným složkám bojovat se vznikajícími požáry dříve, než se z nich stane katastrofa. „Abyste s nimi mohli bojovat, potřebujete je objevit, dokud jsou ještě velmi malé,“ uzavřel Gunapala.

Přeloženo z:
https://science.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://assets.science.nasa.gov/…/technology-highlights/2025/cFIRST_Image-1.jpg
https://www.eoportal.org/api/cms/documents/163813/2290299/CIRAS_Auto0.jpeg