Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) w piątek, 28 listopada 2025 r., wystrzeliła pierwszą misję z nowej rodziny „Scout” – HydroGNSS – w celu systematycznego monitorowania kluczowych zmiennych cyklu wodnego na Ziemi. Dwa identyczne statki powietrzne wystartowały o 19:44 CET w ramach misji Transporter-15 rakiety Falcon 9 z Vandenberg Space Force Base w Kalifornii. Mniej niż dziewięćdziesiąt minut po starcie oddzieliły się od drugiego stopnia i rozpoczęły samodzielne manewry, a o 22:45 CET z centrum kontroli w Wielkiej Brytanii potwierdzono odbiór pierwszych sygnałów – znak, że oba satelity są bezpiecznie na orbicie i operacyjne.

Dlaczego HydroGNSS jest ważny: od „małych” satelitów do wielkich odpowiedzi

HydroGNSS został pomyślany jako „szybka” i zwinna misja, która przy znacznie niższych kosztach niż klasyczne projekty badawcze, będzie dostarczać cennych danych naukowych o wodzie w przyrodzie i jej roli w klimacie. W ramach programu FutureEO misje „zwiadowcze” (Scout) ESA są celowo małe, inteligentne i szybkie: każda musi od początku rozwoju do startu dotrzeć w ciągu trzech lat, z całkowitym budżetem do 35 milionów euro, który obejmuje rozwój, start i początkowe operacje na orbicie. Takie ramy umożliwiają szybsze testowanie nowych technik obserwacji i jednocześnie uzupełniają większe i droższe misje badań podstawowych.

HydroGNSS to misja podwójna: dwa satelity są rozmieszczone na orbicie heliosynchronicznej i lecą 180 stopni naprzeciwko siebie. Dzięki temu uzyskuje się równomierne i częste pokrycie lądu w skali globalnej w stosunkowo krótkim cyklu ponownego przelotu. System został zaprojektowany tak, aby średnio w ciągu 15 dni pokryć ponad 80% powierzchni lądowych z rozdzielczością typowo 25 kilometrów (w zależności od geometrii odbioru i stanu powierzchni).

Technika, która „słucha echa” sygnałów nawigacyjnych

Centrum misji stanowi technika reflektometrii GNSS (GNSS-R). Satelity nawigacyjne (na przykład GPS i Galileo) stale nadają stabilne sygnały mikrofalowe w paśmie L. Kiedy te fale padają na Ziemię, ich odbicie zmienia się w zależności od właściwości powierzchni: sucha lub wilgotna gleba, spokojne lub wzburzone morze, lód w stanie topnienia lub zamarzania, rzeka wylana z koryta czy las z dużą ilością biomasy – wszystko to zostawia rozpoznawalny „odcisk” na odbitym sygnale. HydroGNSS „słucha” tych ech i porównuje je z bezpośrednimi sygnałami tych samych satelitów GNSS, które odbiera jednocześnie.

Dlatego na każdym statku znajduje się instrument nazwany delay-Doppler mapping receiver (DDMR) z dwiema antenami: zenitalną, która przechwytuje bezpośrednie sygnały GNSS, i nadirową, skierowaną w stronę Ziemi, która odbiera odbite echa. W specjalnych „mapach” opóźnienia i przesunięcia Dopplera instrument analizuje, jak odbite fale różnią się od bezpośrednich, dzięki czemu wydobywane są informacje o właściwościach fizycznych powierzchni. Zaletą techniki GNSS-R jest to, że wykorzystuje istniejącą światową sieć nadajników nawigacyjnych – zatem nie potrzebuje własnego radaru o wysokim zapotrzebowaniu energetycznym – więc precyzyjne obserwacje mogą być prowadzone z małych, tańszych platform przy bardzo skromnym zużyciu energii.

Co dokładnie będzie mierzyć: cztery filary opowieści hydrologicznej

HydroGNSS koncentruje się na grupie zmiennych, które naukowcy nazywają kluczowymi dla zrozumienia cyklu wodnego i procesów klimatycznych:

• Wilgotność gleby – zmiany w zawartości wody w glebie wpływają na parowanie, wzrost roślin i wymianę energii między glebą a atmosferą. Długotrwałe okresy suszy i zdarzenia powodziowe zostawiają wyraźny ślad na odbiciach sygnałów GNSS.


• Stan zamarzania-rozmarzania – przejście powierzchni ze stanu lodowego w ciekły i odwrotnie zmienia właściwości dielektryczne i refleksję. Monitorowanie tego cyklu na wysokich szerokościach geograficznych jest kluczowe dla modeli energii, wilgoci i węgla na obszarach wiecznej zmarzliny.


• Zalanie i siedliska bagienne – kiedy rzeki wychodzą z koryt lub kiedy bagna napełniają się wodą, odbicie sygnału GNSS staje się „lustrzane” i silniejsze. GNSS-R jest przy tym szczególnie przydatny, ponieważ w odróżnieniu od czujników optycznych dobrze „widzi” także przez chmury i nie jest wrażliwy na cykl dzień-noc.


• Biomasa nadziemna – korony drzew i roślinność zmieniają sposób, w jaki fale mikrofalowe są rozpraszane; długoterminowo statystyczne zmiany w „szorstkości” i absorpcji dają wgląd w zmiany zapasów węgla w lasach.

Dzięki kombinacji tych pomiarów uzyskuje się znacznie dokładniejszy obraz cyklu wodnego, niż umożliwiały to pojedyncze misje. Korzyści są natychmiastowe: od prognozowania powodzi i wsparcia rolnictwa, przez zarządzanie zasobami wodnymi i monitorowanie zdarzeń ekstremalnych, po szacowanie budżetu węglowego i lepsze zrozumienie pętli sprzężenia zwrotnego zmian klimatu.

Geometria orbity, rozdzielczość i kadencja danych

Oba statki lecą na bliskiej, prawie biegunowej orbicie heliosynchronicznej o wysokości około 550 kilometrów. Ta geometria została wybrana, aby kąty odbioru odbitych sygnałów GNSS spełniały najszerszy zakres konfiguracji, a jednocześnie zapewniono regularne ponowne pokrycie tych samych obszarów w stałych czasach lokalnych (przydatne dla porównywalności pomiarów). Głównym celem jest pokrycie większości lądu co około piętnaście dni na typowej siatce komórek o wielkości około 25 kilometrów, chociaż efektywna rozdzielczość będzie zależeć od warunków lokalnych – gładka powierzchnia wody „odbija się” inaczej niż szorstka korona lasu lub mozaika działek rolnych.

Ponieważ systemy GNSS emitują globalnie i w sposób ciągły, HydroGNSS może nieprzerwanie zbierać „echa” z wielu kierunków, a przetwarzanie w DDMR umożliwia symultaniczne mapowanie wielu refleksji. Otwiera to przestrzeń dla synergii z innymi misjami: GNSS-R, na przykład, uzupełnia radary SAR (które aktywnie oświetlają powierzchnię) i czujniki optyczne wysokiej rozdzielczości (które oferują szczegółowy obraz, ale są ograniczone zachmurzeniem i światłem). W połączeniu dane te dają nadzwyczajny kontekst dla hydrologów, klimatologów i służb obrony cywilnej.

Rola przemysłowa i segment naziemny

Głównym wykonawcą misji jest brytyjska firma Surrey Satellite Technology Ltd (SSTL), która opracowała i zbudowała satelity na platformie SSTL-21, przygotowała je do lotu i zintegrowała na wielokrotnym nośniku ładunków użytecznych Falcona 9. SSTL jest również odpowiedzialny za wczesne operacje na orbicie, jak i za dystrybucję danych naukowych zgodnie z uzgodnionym modelem „danych jako usługi”. Do odbioru telemetrii i wysyłania komend wykorzystywana jest sieć stacji naziemnych, z naciskiem na lokalizacje wysokoszerokościowe, które oferują częste przeloty satelitów heliosynchronicznych.

Operacyjnie wczesny przebieg misji obejmuje kilka jasnio zdefiniowanych kroków: stabilizację statków, sprawdzenie systemu zasilania i warunków termicznych, rozłożenie paneli słonecznych, wstępną kalibrację nadajników-odbiorników i DDMR oraz tzw. fazę commissioning, w której mierzy się i potwierdza wydajność instrumentów. Dopiero po tych krokach rozpoczyna się rutynowa akwizycja produktów naukowych, przy stopniowym rozszerzaniu listy zatwierdzonych zmiennych geofizycznych.

Zastosowania: od powodzi i susz do monitorowania wiecznej zmarzliny

W dziedzinie zarządzania ryzykiem GNSS-R jest szczególnie atrakcyjny, ponieważ umożliwia globalne i częste obserwacje inundacji – wylewów rzek, powodzi monsunowych, potoków przybrzeżnych – nawet gdy czujniki optyczne są „ślepe” z powodu chmur lub nocy. W połączeniu z modelami rzeźby terenu i symulacjami hydraulicznymi takie dane mogą zostać włączone do systemów wczesnego ostrzegania i modeli operacyjnych do ewakuacji ludności.

W rolnictwie wilgotność gleby jest jednym z decydujących danych wejściowych do modeli nawadniania i szacowania plonów. GNSS-R wykazuje wrażliwość właśnie na zmiany w zawartości wody w warstwie powierzchniowej, więc może służyć jako tanie i solidne źródło informacji dla szerokoobszarowego wsparcia agronomicznego – na przykład dla precyzyjniejszego określania optymalnych terminów nawadniania lub wczesnego wykrywania suszy.

Dla wysokich szerokości geograficznych, gdzie dominuje wieczna zmarzlina, informacja o cyklu zamarzania i rozmarzania jest ważna zarówno ze względu na energię (bilans promieniowania i ciepła), jak i węgiel (emisje metanu i CO₂ związane z topnieniem). HydroGNSS, wraz z innymi misjami, poprawi parametry wchodzące do modeli klimatycznych i szacunków długoterminowych trendów.

Lasy, węgiel i „ukryte” bagna

GNSS-R nie zastąpi specjalistycznych misji dotyczących biomasy, ale daje dodatkowy kąt widzenia: zmiany w odbiciach związane z biomasą nadziemną i strukturą roślinności mogą, w sensie statystycznym i na większych skalach przestrzennych, uzupełnić szacunki zapasów węgla w lasach. Szczególnie interesujące jest mapowanie obszarów bagiennych ukrytych pod koronami drzew, gdzie czujniki optyczne często zawodzą. Ponieważ mokre gleby i płytkie powierzchnie wodne odbijają pasmo L silniej i „gładziej”, GNSS-R może służyć jako wskaźnik zmiennego zalania w takich ekosystemach – ważnych zarówno jako źródła metanu, jak i naturalne pochłaniacze węgla.

Liczby techniczne i ramy operacyjne

Dwa statki mają masę rzędu 75 kilogramów i wymiary w przybliżeniu 45 × 45 × 70 centymetrów. Zostały zaprojektowane do wieloletniej pracy na orbicie, z nominalnym żywotem dłuższym niż trzy lata, z możliwością przedłużenia, jeśli zdrowie systemu na to pozwoli. Wysokość orbitalna około 550 kilometrów i heliosynchroniczne przecięcie z lokalnym czasem przejścia zostały wybrane, aby osiągnąć optymalną kombinację geometrii refleksji i kadencji przelotów. Typowe produkty naukowe będą obejmować mapy wilgotności gleby, wskaźniki zalania, mapy stanu zamarzania-rozmarzania i wskaźniki związane z biomasą nadziemną, wraz z metadanymi o geometrii obrazowania i miarach jakości.

„New Space” w służbie europejskiej: Scout jako uzupełnienie Earth Explorerów

HydroGNSS nie jest odosobnionym przypadkiem – to pierwszy „zwiadowca” szerszej serii małych misji, które ESA wprowadza, aby przyspieszyć wprowadzanie innowacji do operacyjnej obserwacji Ziemi. Model jest prosty: szybciej do pierwszych danych, taniej na jednostkę nauki i bardziej elastycznie wobec ryzyka – ponieważ seria mniejszych, celowo ukierunkowanych misji łatwiej testuje nowe techniki niż jeden duży satelita. Scouty tym samym uzupełniają portfel misji Earth Explorer, a społeczności naukowe otrzymują szybszy dostęp do pionierskich zestawów danych.

Start z pełnym manifestem: IRIDE i greckie satelity radarowe

Transporter-15 był klasycznym lotem „wyprzedanym”: obok HydroGNSS statek wyniósł na orbitę heliosynchroniczną ponad sto ładunków komercyjnych i narodowych. Dla użytkowników europejskich szczególnie ważne są jeszcze dwa segmenty manifestu. Pierwszy to włoski IRIDE – narodowa konstelacja pod patronatem rządu włoskiego i w koordynacji z ESA oraz Włoską Agencją Kosmiczną (ASI). W tym locie wystartowała nowa seria satelitów Eaglet II, część mozaiki, którą IRIDE buduje usługi dla włoskich władz publicznych: od monitorowania ruchów gruntu i pokrycia terenu po nadzór wód, wybrzeży i innych parametrów środowiskowych. Program jest finansowany z włoskiego planu odbudowy i odporności i pomyślany jako infrastruktura dla obrony cywilnej i zarządzania środowiskiem.

Drugi segment jest grecki: dwa nowe satelity radarowe ICEYE wystartowały jako pierwsza para w ramach Greek National Small Satellite Programme. Programowi przewodzą Helleńskie Centrum Kosmiczne i Ministerstwo Cyfrowego Zarządzania, a ESA zapewnia ramy i wsparcie techniczne. ICEYE, obok dostarczania usług danych z istniejącej konstelacji, opracował z greckimi partnerami suwerenne statki SAR przeznaczone do rozwoju krajowych zdolności nadzoru klęsk żywiołowych, środowiska i bezpieczeństwa. Obok wystrzelenia pierwszych dwóch radarów do końca 2025 roku, zapowiedziano również kontynuację – w tym inne typy satelitów – z celem, aby w kolejnej fazie pokryć codzienne obserwacje przestrzeni greckiej szeregiem czujników optycznych i termicznych.

Harmonogram misji i potwierdzenie pierwszych kroków

Start, po kilku przesunięciach terminu, odbył się 28 listopada 2025 r. o 19:44 CET (18:44 UTC). Satelity oddzieliły się od rakiety mniej niż półtorej godziny później i nawiązały nominalne łącza telekomunikacyjne. O 22:45 CET odnotowano i potwierdzono odbiór pierwszych sygnałów – kluczowy punkt zwrotny umożliwiający przejście z fazy „balistycznej” do przeprowadzania wstępnych sprawdzeń i kalibracji. W pierwszych dniach po starcie zespoły w centrach kontroli monitorują temperaturę, zasilanie, orientację i telemetrię, a instrument jest stopniowo włączany poprzez plan scenariuszy testowych. Dopiero po pomyślnej weryfikacji pełnej funkcjonalności rozpocznie się rutynowe zbieranie i publikacja produktów naukowych.

Jak dane będą dostępne i gdzie jest ich miejsce w ekosystemie danych EO

Zgodnie z przewidywaniami ram Scout, konsorcjum przemysłowe budujące misję – w tym przypadku SSTL – jest również odpowiedzialne za dystrybucję danych. Zmniejsza to obciążenie zasobów agencji i przyspiesza publikację produktów, a użytkownicy ze społeczności akademickiej i sektora publicznego otrzymują ustandaryzowane formaty i metadane. Dane HydroGNSS naturalnie wpisują się w europejski ekosystem EO, w którym działają już Sentinels programu Copernicus, komercyjni dostawcy SAR i szereg konstelacji narodowych; GNSS-R wypełni „niszę” wrażliwości na wilgotność, bagna i status zamarzania przy akceptowalnych kosztach i bardzo dobrym zasięgu globalnym.

Granice techniczne i naukowe: co GNSS-R może, a czego nie

Chociaż atrakcyjna cenowo i pod względem solidności, technika GNSS-R ma ograniczenia, które użytkownicy muszą rozumieć. Rozdzielczość produktów jest typowo skromniejsza od tej, do której przyzwyczajeni są użytkownicy misji optycznych i SAR wysokiej rozdzielczości; sygnały są wrażliwe na geometrię obrazowania, lokalną topografię i zjawisko „speckle” lasów w rozpraszaniu mikrofalowym. Dlatego konieczne są inteligentne metody przetwarzania, kalibracja z pomiarami in-situ i fuzja z innymi źródłami danych. Ale właśnie w tym tkwi siła podejścia Scout: dzięki szybkiemu testowaniu i wspólnemu rozwojowi z użytkownikami technika jest szlifowana z cyklu na cykl, a efektywność kosztowa umożliwia przyszłe konstelacje z większą liczbą małych satelitów.

Szerszy kontekst europejski: szybsze innowacje pod patronatem FutureEO

HydroGNSS jest ważnym symbolem także w sensie programowym. Rodziną Scout ESA pokazuje, że Europa może jednocześnie pielęgnować wielkie misje flagship – na przykład poświęcone precyzyjnej tomografii biomasy lub elastycznej spektroskopii – a z drugiej strony wprowadzać przełomowe koncepcje w terminach porównywalnych z trendami przemysłowymi „New Space”. W tym duchu zapowiedziano już kolejne misje Scout, które celują w gazy cieplarniane i pole geomagnetyczne, z tymi samymi ograniczeniami kosztowymi i czasowymi. Kombinacja szybkości i trafności naukowej jest kluczem do terminowego wsparcia polityk klimatycznych, zarządzania ryzykiem i gospodarki, która coraz mocniej polega na danych z orbity.

Co następuje po pierwszych sygnałach

W tygodniach po 29 listopada 2025 r. zespoły będą sprawdzać wydajność wszystkich podsystemów, od nawigacji i komunikacji po stabilizację platformy i środowisko pracy instrumentu. Następuje faza kalibracji in-orbit, w której DDMR „straja się” względem znanych celów lądowych i oceanicznych, a algorytmy do konwersji odbić na wielkości geofizyczne są uzgadniane z kampaniami pomiarowymi w terenie. Kiedy te kroki zostaną zakończone, oczekuje się publikacji pierwszych produktów przeznaczonych dla szerszej społeczności. Już teraz jest jasne, że HydroGNSS, jako pierwsza europejska misja GNSS-R o takim zasięgu, wypełni ważną lukę między drogimi aktywnymi radarami a ograniczonymi czasowo obrazowaniami optycznymi i stworzy platformę dla przyszłych, gęstszych konstelacji.

Jeden manifest, trzy historie o wodzie

Mimo różnych celów i technologii, HydroGNSS, IRIDE i greckie radary ICEYE łączą się wokół tego samego tematu: wody. GNSS-R mierzy wodę w glebie, zalanie i zmiany w lodzie; IRIDE buduje zdolności do systematycznego monitorowania środowiska i wsparcia obrony cywilnej Włoch, w tym zasobów wodnych i stref przybrzeżnych; radary ICEYE z kolei umożliwiają obrazowanie przez chmury i w nocy – właśnie tak, jak jest to najbardziej potrzebne podczas powodzi czy burz. Te trzy segmenty, wystrzelone tego samego dnia, obrazowo wydają się różnymi „kamerami” jednego i tego samego zjawiska: jak woda przemieszcza się przez krajobraz i jak na te zmiany powinniśmy odpowiadać.

Podsumowując początek (bez zakończenia): co będziemy śledzić w nadchodzących miesiącach

Kluczowe mierzalne kroki w bliskiej przyszłości obejmą stabilną konfigurację orbit, publikację pierwszych zwalidowanych produktów oraz plan kampanii synergicznych z pomiarami terenowymi i innymi misjami satelitarnymi (w tym czujnikami radarowymi i optycznymi). Równolegle IRIDE będzie rozszerzać usługi dla użytkowników włoskich, a grecki program narodowy rozmieszczać dodatkowe elementy zdolności SAR i optycznych. Dla służb i badaczy europejskich oznacza to rosnący „stos” komplementarnych danych, szybszą kadencję i coraz bardziej niezawodne, wieloźródłowe wskaźniki dla ryzyk wodnych, rolnictwa i raportowania klimatycznego.