ESA uruchomiła Sentinel-2A nocą: weteran Copernicusa na orbicie toruje drogę obrazowaniu w ciemności

Sentinel-2A zyskuje „widzenie w nocy”: ESA przetestowała satelitę Copernicus w ciemności i otworzyła drzwi do nowej generacji obrazowania

Po ponad dziesięciu latach na orbicie satelita Copernicus Sentinel-2A ponownie znalazł się w centrum uwagi – tym razem z powodu eksperymentu, który jeszcze do niedawna uznawano za wykraczający poza ramy jego misji. Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) podczas specjalnych testów uruchomiła jego instrument optyczny także w nocnych przelotach, mimo że obecna generacja satelitów Sentinel-2 nie została zaprojektowana do systematycznego obrazowania w ciemności. Zgodnie z komunikatem ESA z 15 stycznia 2026 r., w takich warunkach satelita zdołał zarejestrować szereg nocnych celów – od flar na polach naftowych po ślady dużych pożarów i światła statków rybackich.

Eksperyment pojawia się w momencie, gdy misją Sentinel-2 w sensie operacyjnym kierują młodsi „członkowie rodziny” – Sentinel-2B i Sentinel-2C. Właśnie dlatego ESA mogła skierować część pozostałych zasobów starszego satelity na testy, które mają pomóc w rozwoju misji Copernicus Sentinel-2 Next Generation, będącej w fazie opracowywania i mającej ambicję wprowadzić celowane obrazowanie nocne wybranych obszarów.

Copernicus i Sentinel-2: dlaczego „obrazy jak z aparatu” są kluczowe dla Europy

Copernicus jest komponentem obserwacji Ziemi programu kosmicznego Unii Europejskiej. System łączy obserwacje satelitarne i dane naziemne, a jego celem jest dostarczanie dokładnych i terminowych informacji do zarządzania środowiskiem, zrozumienia i łagodzenia skutków zmian klimatu oraz na potrzeby bezpieczeństwa cywilnego i polityk publicznych.

W ramach Copernicusa misja Sentinel-2 pełni rolę „koloru” – optycznego, wielospektralnego spojrzenia na ląd i wybrzeża, z naciskiem na rolnictwo, lasy, zasoby wodne, obszary przybrzeżne i zmiany powierzchni. ESA podkreśla, że Sentinel-2 jest szczególnie ważny dla Copernicus Land Monitoring Service, ponieważ zapewnia ciągłość obrazowania w wysokiej rozdzielczości przestrzennej i z powtarzalnością umożliwiającą śledzenie zmian w czasie. Z obrazów wyprowadza się wskaźniki stanu roślinności, zmiany pokrycia i użytkowania terenu, ślady degradacji gleb, skutki susz i powodzi, a także mapowanie dużych zdarzeń, takich jak pożary.

Satelity Sentinel-2 przenoszą instrument wielospektralny z 13 kanałami spektralnymi. Standardowe specyfikacje misji obejmują rozdzielczość przestrzenną do 10 metrów, szerokość pasa obrazowania 290 kilometrów oraz typowy czas ponownego obrazowania tego samego obszaru co około pięć dni, gdy system działa z dwoma operacyjnymi satelitami. Taka kombinacja zasięgu i szczegółowości jest jednym z powodów, dla których produkty Sentinel-2 stały się „narzędziem pracy” wielu służb, badaczy i firm.

Jak Sentinel-2A stał się „weteranem” misji

Sentinel-2A został wystrzelony 23 czerwca 2015 r. z planowanym czasem pracy siedmiu lat, jednak ESA podkreśla, że satelita znacząco przekroczył oczekiwaną żywotność. Sentinel-2B został wystrzelony 7 marca 2017 r., aby w konfiguracji dwóch niemal identycznych satelitów zapewnić optymalne pokrycie i szybszą dostępność danych. Sentinel-2C został wystrzelony 5 września 2024 r. jako kolejny krok w utrzymaniu ciągłości misji, z zamiarem przejęcia roli Sentinel-2A w nominalnej konfiguracji operacyjnej.

Copernicus Data Space Ecosystem w komunikatach operacyjnych podał, że in-orbit commissioning dla Sentinel-2C zakończono pod koniec grudnia 2024 r. oraz że przeprowadzono radiometryczną wzajemną kalibrację między Sentinel-2C i Sentinel-2A, aby maksymalnie zwiększyć spójność produktów otrzymywanych przez użytkowników. Przekazanie podstawowych zadań operacyjnych z Sentinel-2A na Sentinel-2C zaplanowano na 21 stycznia 2025 r., z podejściem „seamless”, które ma ograniczyć ryzyko przerw lub nagłych zmian jakości danych.

Takie przekazanie nie jest jedynie formalnością. Usługi i użytkownicy Copernicusa polegają na stabilnym szeregu pomiarów, a porównania w czasie mogą być wrażliwe nawet na najmniejsze różnice w kalibracji. Dlatego wzajemną kalibrację i etapowe przejmowanie zadań traktuje się jako podstawowy warunek ciągłości – szczególnie w analizach śledzących trendy roślinności, degradację gleb czy zmiany wybrzeża na przestrzeni lat.

Dlaczego noc była „strefą zakazaną” dla Sentinel-2

Sentinel-2 to misja optyczna. W praktyce oznacza to, że instrument „jak aparat” wykorzystuje głównie światło słoneczne odbite od powierzchni Ziemi i atmosfery. Gdy satelita przelatuje nad obszarami pogrążonymi w nocy, dostępna ilość światła drastycznie spada, więc w standardowych operacjach instrument jest wyłączany, aby nie zużywać energii i nie obciążać systemu bez wyraźnego zysku.

Jednak Ziemia nocą nie jest całkowicie ciemna. Niektóre zjawiska i aktywności wytwarzają sygnał na tyle silny, że czujnik optyczny – przy odpowiednich ustawieniach i przetwarzaniu – może go zarejestrować. Chodzi o źródła, które same emitują światło lub silnie je rozpraszają, takie jak flary przemysłowe, duże pożary, skupiska statków z reflektorami czy intensywne oświetlenie miejskie.

Takie cele od lat monitorują satelity i czujniki przeznaczone do obserwacji nocnych. NOAA na przykład, poprzez instrument VIIRS, wskazuje, że nocne obserwacje wielopasmowe służą do rozpoznawania świateł miast, statków, ruchu morskiego, pożarów i źródeł spalania, takich jak flary. Sentinel-2A nie był dotąd zaliczany do „nocnych” narzędzi właśnie dlatego, że został zaprojektowany do dziennych obrazów wielospektralnych.

Jak przeprowadzono eksperyment i co dokładnie obrazowano

ESA 15 stycznia 2026 r. ogłosiła, że Sentinel-2A podczas niedawnych prób był włączany także w nocy, aby ocenić, jak instrument działa w warunkach ciemności. Jako szczególnie udane przykłady wskazano sceny flar na instalacjach na Bliskim Wschodzie, pożar w Indiach oraz grupy statków rybackich u wybrzeży Korei Południowej. W komunikacie podkreślono, że obecna generacja satelitów Sentinel-2 nie jest zaprojektowana do obrazowania nocnego, ale w następnej misji, Next Generation, planuje się wprowadzenie takiej zdolności nad wybranymi regionami.

Szczegóły operacyjne kampanii są też poparte osobnymi zapowiedziami dotyczącymi dostępu do danych. Sentinel Online i Copernicus Data Space Ecosystem ogłosiły, że Sentinel-2A rozpoczął specjalną kampanię obrazowania nocnego, która wystartowała 3 grudnia 2025 r. Kampania była ograniczona do wybranych lokalizacji i miała objąć jeden pełny cykl Sentinel-2A, z pozyskiwaniem nocnych danych poziomu Level-1B podczas wznoszącej części orbity.

W zapowiedzi kampanii podano, że dane są zbierane w specyficznych trybach pracy instrumentu, w tym VIC (vicarious) i RAW. Ta uwaga jest ważna dla społeczności eksperckiej, ponieważ oznacza, że nocne sceny nie są „standardowym produktem” jak w trybie dziennym, lecz wymagają dodatkowego przetwarzania, ostrożniejszej interpretacji i porównania z innymi źródłami. W praktyce to właśnie poziom i sposób pozyskiwania danych decydują o tym, jak łatwo zbudować wiarygodne algorytmy detekcji i na ile wyniki są porównywalne z innymi misjami.

Co ESA chce osiągnąć: pomost do Sentinel-2 Next Generation

Naukowiec ESA odpowiedzialny za misję Sentinel-2 Next Generation, Simon Proud, w opublikowanych wypowiedziach przekazał, że wyniki są zachęcające, bo pokazują, iż Sentinel-2A może rejestrować nie tylko bardzo silne źródła, takie jak flary, ale także subtelniejsze cele, jak pożary i statki – i to w nocy. W tym samym kontekście podkreślił, że aktualna misja Sentinel-2 nadal dostarcza duży wolumen danych dla operacyjnych serwisów Copernicusa, sektora komercyjnego i nauki, ale dzięki tym testom dodatkowo przesuwane są granice tego, co może zrobić misja optyczna.

Proud dodał również, że testy pomagają określić, co następna generacja powinna być w stanie widzieć nocą i na ile takie obrazowanie jest technicznie wykonalne. Wśród nocnych celów, które ESA wymienia wprost, znajdują się światła miast, flary oraz monitorowanie aktywności rybackich. Takie sceny, według interpretacji ESA, mogą mieć także wartość bezpieczeństwa, a światła miast są wskazywane jako jeden ze wskaźników wzrostu urbanistycznego i rozbudowy infrastruktury.

Menedżer misji ESA dla Sentinel-2, Ferran Gascon, dodatkowo podkreślił, że obrazowanie nocne jest energochłonne i naturalnie obciąża satelitę, ale eksperyment został starannie przygotowany i okazał się wartościowy. Według jego oceny, mimo ponad dziesięciu lat pracy i tego wymagającego trybu, Sentinel-2A nadal jest w dobrym stanie i dalej dostarcza dane dużej liczbie użytkowników w szerokim zakresie codziennych zastosowań.

Potencjalne zastosowania: od polityki środowiskowej po nadzór morski

Obrazowanie nocne z orbity często kojarzy się z efektownymi wizualizacjami, ale wartość operacyjna może być bardzo konkretna – pod warunkiem jasnego określenia ograniczeń i metodologii. W kontekście testów Sentinel-2A i planowanej misji Next Generation wyróżnia się kilka obszarów, w których dane nocne mogłyby uzupełnić istniejące źródła.

• Sektor energetyczny i flary – intensywne źródła światła związane ze spalaniem nadmiaru gazu mogą być wyrazistymi celami detekcji. Łączenie takich obserwacji z innymi danymi może pomóc zrozumieć geografię i dynamikę aktywności w terenie. Prace naukowe już łączą dzienne wielospektralne obrazy Sentinel-2 z nocnymi obserwacjami innych czujników do detekcji i analizy flar, co wskazuje na możliwość tworzenia bardziej odpornych metod przy połączeniu różnych źródeł.
• Aktywności rybackie i „światła na morzu” – w niektórych praktykach połowowych statki używają silnych świateł, które można rejestrować z kosmosu. Takie sygnały mogą uzupełniać istniejące systemy śledzenia jednostek, z zastrzeżeniem, że zastosowanie operacyjne musi opierać się na jasnych zasadach, unikaniu błędnych identyfikacji i ochronie legalnych działań.
• Pożary i sytuacje nadzwyczajne – nocne sceny mogą być przydatne w sytuacjach, gdy pożary szybko się rozwijają lub gdy potrzebne jest dodatkowe potwierdzenie lokalizacji i intensywności zdarzenia. Optyczne obrazowanie nocne nie zastępuje czujników termalnych, ale może zaoferować dodatkową warstwę informacji w określonych warunkach i w połączeniu z innymi danymi.
• Oświetlenie miejskie i urbanizacja – zmiany w światłach nocnych często wykorzystuje się jako pośredni wskaźnik wzrostu osadnictwa i infrastruktury. ESA podkreśla, że takie sceny mogą mieć także wymiar bezpieczeństwa, na przykład w sytuacjach, gdy ważne jest śledzenie nagłych zmian oświetlenia lub aktywności w terenie.

Kluczowa różnica polega na tym, czym innym jest „zobaczyć coś nocą”, a czym innym „obrazować noc jak dzień”. Sentinel-2A demonstruje możliwość rejestrowania wybranych celów nocnych, zwłaszcza tych, które same emitują silny sygnał. Nie oznacza to, że ten sam system mógłby służyć do szczegółowego mapowania słabo oświetlonych krajobrazów lub do rutynowego nocnego obrazowania całej Ziemi. Właśnie dlatego ESA podkreśla, że Next Generation chce obrazować nocą wybrane regiony i wybrane typy celów, a nie wszystko.

Ciągłość danych jako interes publiczny

Dla użytkowników Copernicusa najważniejsze jest, aby system działał stabilnie i przewidywalnie. Copernicus Land Monitoring Service na przykład podaje, że dostarcza informacji geograficznych o pokryciu i użytkowaniu terenu oraz ich zmianach, stanie roślinności, wodzie i innych zmiennych – dla Europy i globalnie. Takie produkty stają się podstawą planowania, analiz naukowych i oceny polityk. W tym sensie przekazanie operacji na Sentinel-2C i równoległe „eksperymentalne” wykorzystanie Sentinel-2A pokazują podejście podwójne: utrzymać stabilną usługę operacyjną i jednocześnie wykorzystać pozostały czas starszej jednostki jako platformę do uczenia się.

Jeśli obrazowanie nocne okaże się w przyszłej misji technicznie i operacyjnie wykonalne, Copernicus mógłby zyskać dodatkową warstwę informacji: nie tylko o zmianach na lądzie i wybrzeżach w dziennym słońcu, ale także o części aktywności najlepiej widocznej nocą – przemysłowych źródłach spalania, flotach rybackich, dużych pożarach i rozprzestrzenianiu się świateł miejskich. Przekaz ESA ze stycznia 2026 r. jest przy tym jasny: nawet satelita u kresu cyklu życia może odegrać ważną rolę w projektowaniu tego, co nadejdzie później, jeśli jego zasoby są wykorzystywane rozważnie i z jasnym celem.

Źródła:
- European Space Agency (ESA) – „Sentinel-2 explores night vision” (komunikat 15 stycznia 2026 r.; opis testów, cele i wypowiedzi ekspertów ESA) (link)
- European Space Agency (ESA) – strona misji Sentinel-2 (podstawowe specyfikacje: rozdzielczość 10 m, 13 kanałów spektralnych, szerokość pasa 290 km, powtarzalność 5 dni; daty startów) (link)
- Copernicus Data Space Ecosystem – „Sentinel-2 Nighttime Imaging Campaign” (początek kampanii 3 grudnia 2025 r., cele tematyczne, poziom danych Level-1B i tryby obrazowania) (link)
- Copernicus Data Space Ecosystem – „Transfer of Duty from Sentinel-2A to Sentinel-2C” (zakończenie fazy commissioning i planowane przekazanie 21 stycznia 2025 r.; wzajemna kalibracja) (link)
- DLR – „A new era for Copernicus: the Sentinel-2C satellite launches” (start Sentinel-2C 5 września 2024 r. i kontekst zastąpienia) (link)
- Komisja Europejska – Copernicus: Earth Observation (opis Copernicusa jako komponentu programu kosmicznego UE i podstawowe usługi) (link)
- Copernicus Land Monitoring Service (CLMS) – podstawowy opis usługi i obszarów produktów (link)
- NOAA NESDIS – „Revealing the Night Sky…” (kontekst obserwacji nocnych z kosmosu i typowe cele, takie jak światła miast, statki, pożary i flary) (link)