Satelita Biomass należący do ESA rozpoczął pracę naukową: dane o lasach i węglu są teraz otwarte dla wszystkich
Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) ogłosiła, że satelita Biomass zakończył fazę rozruchu i oficjalnie przeszedł do operacji naukowych, dzięki czemu pierwsze produkty operacyjne misji stały się otwarte i bezpłatnie dostępne dla użytkowników. W ESA przejście to określa się jako moment, w którym misja, po miesiącach kontroli i kalibracji, przechodzi od obietnic do dostarczania: od udowadniania, że systemy działają prawidłowo, do regularnego gromadzenia danych o lasach, biomasie i powiązanych zasobach węgla.
Biomass został wystrzelony 29 kwietnia 2025 roku na rakiecie Vega-C z centrum kosmicznego w Kourou w Gujanie Francuskiej. Jest to misja ESA z serii Earth Explorer, przeznaczona do rozwoju nowych technologii i metod naukowych obserwacji Ziemi. W centrum uwagi Biomass znajduje się kwestia coraz ważniejsza w polityce klimatycznej, a w praktyce często trudna do zmierzenia: ile węgla jest przechowywane w lasach, gdzie znajdują się te zasoby i jak zmieniają się pod wpływem wylesiania, degradacji, pożarów, odtwarzania i zmian klimatu.
Radar w pasmie P: pierwszy satelita, który systematycznie „zagląda” pod korony drzew
Głównym atutem Biomass jest instrument, który do tej pory nie był wykorzystywany operacyjnie w kosmosie w taki sposób: radar z syntetyczną aperturą (SAR) w pasmie P. W przeciwieństwie do krótszych fal, pasmo P lepiej przenika przez gęste korony drzew, szczególnie w obszarach tropikalnych, gdzie roślinność jest warstwowa, a obserwacje optyczne często uniemożliwia zachmurzenie. Właśnie ta zdolność przenikania jest kluczowa dla tego, co ESA chce osiągnąć: pomiaru biomasy drzewnej, czyli masy pnia i większych gałęzi, gdzie znajduje się największa część węgla leśnego.
W ESA wyjaśniają, że biomasa drzewna jest wiarygodnym zamiennikiem do oceny przechowywanego węgla, ponieważ węgiel jest głównie związany w trwalszej drewnianej części drzewa, a nie tylko w liściach i cienkich gałęziach, które zmieniają się szybciej. W praktyce satelita powinien dostarczać porównywalne w skali globalnej mapy, które mogą służyć zarówno naukowcom, jak i instytucjom publicznym: od badania cyklu węglowego po monitorowanie skutków polityki leśnej i programów ochrony.
Dodatkową zaletą podejścia radarowego jest operacyjność w warunkach problematycznych dla czujników optycznych. Radar działa również w nocy, jest mniej wrażliwy na zachmurzenie, a w regionach równikowych to właśnie stałe zachmurzenie jest jedną z największych przeszkód w długoterminowym monitorowaniu roślinności. W tym sensie Biomass celuje w tę część planety, gdzie jest najwięcej biomasy i najwięcej niepewności.
Zakończenie rozruchu: kalibracja, dostrajanie i „zielone światło” dla nauki
Po wystrzeleniu Biomass nie od razu wszedł do pełnego użytku operacyjnego. Miesiące poświęcono na rozruch (commissioning), fazę, w której instrumenty i systemy są szczegółowo sprawdzane, kalibrowane i precyzyjnie dostrajane. Taka procedura jest szczególnie ważna dla misji radarowych na dłuższych falach, gdzie na jakość danych mogą wpływać zakłócenia w widmie częstotliwości radiowych oraz efekty jonosferyczne, które zniekształcają sygnał i wymagają poprawek.
Kierownik misji Biomass w ESA, Klaus Scipal, podkreślił, że zakończenie rozruchu odzwierciedla wspólny wysiłek zespołów w ESA, przemyśle i społeczności naukowej oraz że satelita, po miesiącach pracy i współpracy, potwierdził, że działa zgodnie z przewidywaniami. W jego interpretacji przejście do operacji naukowych oznacza, że misja jest teraz oceniana na podstawie tego, co dostarcza użytkownikom: jakości i spójności danych, a nie tylko udanego wystrzelenia i technicznego funkcjonowania.
Otwarcie „pierwszego strumienia” danych pod koniec grudnia 2025 roku pozwala użytkownikom wcześniej zapoznać się z formatem i charakterystyką produktów oraz rozpocząć opracowywanie narzędzi i metodologii. ESA podkreśla przy tym, że są to początkowe poziomy przetwarzania, które stanowią podstawę dla bardziej zaawansowanych produktów w późniejszych fazach misji, w tym tomograficznych i interferometrycznych zestawów danych.
Jak będzie filmowana planeta: globalne pokrycie tomograficzne, a następnie cykle interferometryczne
Biomass nie jest pomyślany jako „jednorazowe” fotografowanie lasów. Plan operacji, jak opisuje go ESA, zaczyna się od globalnej fazy tomograficznej trwającej około 18 miesięcy. Tomografia pozwala na ocenę struktury lasu w pionie, co jest szczególnie ważne dla obszarów, gdzie wysokość, gęstość i warstwowość koron silnie różnią się na stosunkowo małych dystansach. Innymi słowy, celem pierwszej fazy jest nie tylko zmapowanie, gdzie są lasy, ale także rozróżnienie ich wewnętrznej architektury w celu lepszej oceny biomasy.
Po fazie tomograficznej nastąpią wielokrotne interferometryczne cykle globalne, z których każdy potrwa około dziewięciu miesięcy, co umożliwi śledzenie zmian w czasie. Interferometria, w uproszczeniu, porównuje różne obserwacje tego samego obszaru i tym samym pozwala na monitorowanie zmian w strukturze i wysokości roślinności, a pośrednio biomasy. Taki szereg czasowy jest ważny dla zrozumienia zarówno szybkich zdarzeń, takich jak duże pożary czy intensywne wyręby, jak i wolniejszych procesów, takich jak regeneracja po degradacji czy długoterminowe trendy wzrostu.
ESA zaznacza, że Biomass powinien zmniejszyć niepewność w szacunkach leśnych zasobów węgla i przepływów, w tym tych związanych z utratą lasów i ponownym wzrostem. Właśnie ten „komponent dynamiczny” – zmiana w czasie, a nie tylko stan w jednym momencie – jest kluczowy dla polityki i zarządzania, ponieważ umożliwia weryfikację skutków działań w terenie.
Pierwsze obrazy z Afryki Środkowej: transekt przez Gabon i Republikę Konga
Wśród pierwszych przykładów zaprezentowanych przez ESA znajdują się szacunki węgla leśnego wyrażone w tonach na hektar na transekcie obejmującym części Gabonu i Republiki Konga, rozciągającym się również w kierunku Kamerunu i Republiki Środkowoafrykańskiej. Takie obrazy, najpierw jako mapa przestrzenna, a potem jako graficzny przekrój, służą jako demonstracja możliwości: pokazują, jak szacunki różnią się w zależności od typów lasów, rzeźby terenu i krajobrazu, oraz pozwalają domyślać się, jaka rozdzielczość i porównywalność mogą stać się dostępne, gdy przetwarzanie będzie dalej rozwijane.
Maciej Soja, starszy badacz w Wageningen Environmental Research w Holandii, który uczestniczył w pracach nad Biomass przez ponad 15 lat, przekazał, że pierwsze wyniki są bardzo zachęcające, ale pełny potencjał misji dopiero nadchodzi. Szczególnie podkreślił, że nadchodzące tryby tomograficzne i interferometryczne dadzą głębszy wgląd w zmiany lasów, co jest ważne zarówno dla nauki o klimacie, jak i praktycznego zarządzania lasami, zwłaszcza w krajach Globalnego Południa, gdzie lasy są kluczowe zarówno pod względem ekologicznym, jak i gospodarczym.
W ESA jednocześnie podkreślają ważną ostrożność: początkowe produkty nie są „ostatecznym słowem” na temat ilości węgla w terenie, lecz pierwszym krokiem w systemie produktów, który jest rozwijany i sprawdzany. Z tego powodu walidacja, kalibracja i porównanie z pomiarami referencyjnymi zostały uznane za filar misji tak samo ważny, jak samo fotografowanie.
Kalibracja i weryfikacja w terenie: kampania lotnicza nad Gabonem
Aby pomiary satelitarne były wiarygodne, konieczne jest powiązanie tego, co mierzy instrument, z rzeczywistym stanem w terenie. W takich misjach robi się to poprzez połączenie pomiarów terenowych, kampanii lotniczych i porównań z innymi danymi referencyjnymi. ESA dlatego, w ramach działań po wystrzeleniu, zorganizowała kampanię lotniczą nad gabońskimi lasami tropikalnymi, w której uczestniczyli naukowcy i eksperci z wielu instytucji, w tym Niemieckiego Centrum Lotnictwa i Kosmonautyki (DLR), Gabońskiej Agencji Studiów i Obserwacji Kosmicznych (AGEOS) oraz Gabońskich Sił Powietrznych.
Kampania obejmowała loty samolotu wyposażonego w system radarowy przeznaczony do operacji lotniczych. Loty, zgodnie z opisami ESA, były starannie zaplanowane tak, aby jak najbardziej pokrywały się w czasie z przelotami satelity Biomass, w celu uzyskania niemal jednoczesnych obserwacji tego samego obszaru z dwóch perspektyw. Takie porównanie pozwala na dokładniejszą ocenę kalibracji i potwierdza walidację produktów przed ich szerszym zastosowaniem naukowym i praktycznym.
Tania Casal, naukowiec ESA odpowiedzialna za kampanię, podkreśliła, że połączenie lotniczych i satelitarnych obserwacji radarowych nad niezwykle zróżnicowanymi lasami Gabonu dostarcza kluczowych informacji na temat kalibracji i wydajności misji. Według jej słów wyniki powinny wzmocnić zaufanie do pomiarów tomograficznych Biomass, ale także pokazać, jak kraje inwestujące w ochronę lasów mogą wykorzystywać spójne obserwacje wysokiej jakości do lepszego monitorowania i planowania.
Dane lotnicze, według doniesień ESA, są porównywane z pomiarami satelitarnymi w celu oceny dokładności i stabilności systemu. Taka procedura nie kończy się na jednej kampanii: walidacja to proces kontynuowany równolegle z gromadzeniem danych, zwłaszcza gdy wprowadzane są bardziej złożone tryby obrazowania i produkty wyższych poziomów.
Rola w polityce klimatycznej: zmniejszenie niepewności w szacunkach węgla leśnego
Cele i plany klimatyczne coraz bardziej opierają się na zrozumieniu tego, co dzieje się w sektorze gruntów i leśnictwa. Lasy mogą wiązać duże ilości węgla i łagodzić część emisji, ale mogą również stać się źródłem emisji, gdy ulegają degradacji lub wycince. W wielu regionach, szczególnie w tropikach, pomiary terenowe są drogie, pofragmentowane i rzadkie w czasie, więc globalne szacunki zasobów węgla są często obarczone dużymi zakresami niepewności. Przenosi się to następnie na modele zmian klimatu i dyskusje o tym, jak wyceniać straty i zyski w lasach.
Dyrektor programów obserwacji Ziemi w ESA, Simonetta Cheli, przekazała, że brak dokładnych danych globalnych o tym, ile węgla przechowują lasy i jak te zasoby się zmieniają, był jednym z największych wyzwań dla naukowców i decydentów. W tych ramach Biomass prezentuje się jako misja, która powinna znacząco zmniejszyć niepewność w szacunkach leśnych zasobów i przepływów węgla, w tym tych związanych z utratą lasów i ponownym wzrostem. W praktyce mogłoby to pomóc w dokładniejszym monitorowaniu skutków wylesiania i degradacji, ale także w ocenie, jak skutecznie lasy ponownie wiążą węgiel po odnowieniu.
Ważne jest jednak, aby takich danych nie interpretować poza kontekstem. Pomiary satelitarne, choćby nie wiadomo jak zaawansowane, muszą być łączone z inwentaryzacjami terenowymi, wiedzą lokalną i modelami, które łączą biomasę z węglem oraz uwzględniają różnice między gatunkami i ekosystemami. Biomass pomyślany jest jako potężna warstwa globalna, która zmniejsza martwe punkty, ale nie jako zamiennik dla pomiaru terenowego tam, gdzie potrzebne są szczegóły na poziomie pojedynczych drzewostanów.
Dla krajów Globalnego Południa, gdzie lasy tropikalne są kluczowe zarówno dla bioróżnorodności, jak i gospodarki, dostępność wysokiej jakości i otwartych danych może być ważna również w sensie praktycznym. W dyskusjach o ochronie i zrównoważonej gospodarce bardziej wiarygodne dane satelitarne ułatwiają niezależną weryfikację trendów, porównanie regionów i rozpoznanie obszarów, gdzie zmiany są najbardziej wyraźne, bez względu na to, czy do zmian dochodzi z powodu wycinki, pożarów czy stresu klimatycznego.
Co jest otwarte, a co dalej: poziomy produktów i rozwój zastosowań
ESA w dokumentacji dotyczącej danych Biomass opisuje, że produkty powstają na wielu poziomach przetwarzania. Na poziomach Level-1a/b surowe sygnały radarowe są przetwarzane na zogniskowane obrazy przy szeregu korekt, w tym kompensacji charakterystyki anteny, tłumieniu zakłóceń i początkowych korektach wpływów jonosferycznych. Kolejne kroki przetwarzania przygotowują interferometryczne i tomograficzne stosy obrazów, a z nich następnie wyprowadzane są parametry struktury lasu i szacunki biomasy.
Otwarcie początkowych produktów operacyjnych pozwala użytkownikom wcześniej opracować procedury kontroli jakości, oceny niepewności i automatycznego przetwarzania, oraz przygotować łańcuchy analityczne, które w miarę postępu misji będą łatwiej przyjmować bardziej złożone tryby danych. Dla instytucji publicznych i służb technicznych zajmujących się leśnictwem i ochroną środowiska jest to okazja do zapoznania się z rodzajem danych, który w nadchodzących latach może stać się standardową warstwą referencyjną dla dużych powierzchni, z możliwością porównania z inwentaryzacjami krajowymi i innymi źródłami satelitarnymi.
ESA podkreśla przy tym, że plan misji został opracowany tak, aby dostarczać zarówno „obraz struktury” w pierwszych latach, jak i dynamiczne zmiany w późniejszych cyklach. Jest to kluczowe dla użytkowników, którzy chcą zrozumieć nie tylko to, ile biomasy istnieje, ale także jak zmieniają się systemy leśne. Ważna jest przy tym również przejrzystość: otwartość danych sprzyja szybszej weryfikacji, porównaniu metodologii i opracowaniu wspólnych standardów.
Lublana w centrum dyskusji: PolInSAR – Biomass 2026 od 26 do 30 stycznia
Równocześnie z otwarciem danych ESA intensyfikuje pracę ze społecznością badawczą. Od 26 do 30 stycznia 2026 roku w Lublanie odbywa się międzynarodowe spotkanie łączące 12. warsztaty SAR Polarimetry and Polarimetric Interferometry (PolInSAR) oraz 6. Biomass Science Workshop, wraz z pierwszym spotkaniem poświęconym kalibracji i walidacji Biomass. Spotkanie pomyślane jest jako miejsce, gdzie gromadzą się naukowcy, studenci i użytkownicy danych, w tym społeczności pracujące nad modelowaniem węgla i klimatu oraz tematy związane z międzynarodowym monitorowaniem lasów.
Klaus Scipal podaje, że ESA na warsztatach dyskutuje o zaawansowanych metodach SAR dla nauk leśnych i zastosowań oraz prezentuje możliwości Biomass, co jest szczególnie ważne w fazie, gdy pierwsze dane operacyjne stają się dostępne. W pierwszych latach każdej nowej misji właśnie taka wymiana doświadczeń często określa kierunek rozwoju narzędzi, standardów i najlepszych praktyk, od technicznych kwestii przetwarzania po sposoby interpretacji wyników w kontekście zarządzania lasami.
Dla europejskiej i globalnej społeczności naukowej takie wydarzenia mają również wartość praktyczną: pomagają uzgodnić priorytety, uniknąć powielania pracy i skierować zasoby na problemy, które są najważniejsze dla użytkowników. W obszarze węgla leśnego oznacza to często kwestie niepewności, walidacji i sposobów mądrego łączenia szacunków satelitarnych z inwentaryzacjami terenowymi i danymi lokalnymi.
Dlaczego lasy tropikalne są w centrum uwagi i jak będzie mierzony sukces misji
Chociaż Biomass będzie miał zasięg globalny, misja jest szczególnie ważna dla lasów tropikalnych. W tych obszarach skoncentrowane są ogromne zasoby biomasy, ale występują też największe niepewności w szacunkach, ponieważ pomiary terenowe są trudne, a satelity optyczne często ograniczone zachmurzeniem. Radar w pasmie P, z lepszą penetracją przez korony, oferuje możliwość śledzenia zmian leśnych w spójny sposób w regionach, które do tej pory należały do najtrudniejszych dla satelitarnego mapowania biomasy.
W publicznych zapowiedziach przed wystrzeleniem podkreślano, że Biomass poprzez wieloletnią serię pomiarów umożliwi bardziej szczegółowe mapy biomasy i zmian, co może pomóc w monitorowaniu wylesiania związanego z przekształcaniem gruntów, ale także w zrozumieniu procesów odnowy. ESA zaznacza, że wartość misji rośnie wraz z czasem: dłuższa seria danych pozwala na wyraźniejsze odróżnienie krótkoterminowych oscylacji od długoterminowych trendów, a to jest podstawą zarówno analiz naukowych, jak i wyższej jakości polityk publicznych.
Biomass jest teraz w fazie, w której sukces będzie mierzony poprzez jakość i użyteczność produktów, ale także poprzez to, czy dane rzeczywiście zmniejszą niepewność w globalnym bilansie węgla oraz czy staną się operacyjnym narzędziem w rękach badaczy, instytucji i krajów opierających się na lasach jako kluczowej infrastrukturze naturalnej. Otwierając pierwsze dane i przechodząc do operacji naukowych, ESA wysłała sygnał, że misja wchodzi w swój najważniejszy etap: ten, w którym technologia kosmiczna zmienia się w informacje mogące wpływać zarówno na zrozumienie procesów klimatycznych, jak i na decyzje dotyczące zarządzania lasami w terenie.
Źródła:- ESA Earth Online – ogłoszenie o dostępności pierwszych otwartych produktów misji Biomass ( link )
- ESA Earth Online – oficjalna strona o dostępie i poziomach przetwarzania danych Biomass ( link )
- ESA – oficjalny przegląd misji Biomass i cele obserwacji lasów ( link )
- ESA – kalendarz wydarzeń: ESA PolInSAR – Biomass 2026 (Lublana, 26–30 stycznia 2026 r.) ( link )
- CEOS – podsumowanie misji Biomass (data wystrzelenia i podstawowe parametry instrumentu) ( link )
- The Guardian – kontekst wystrzelenia, opis radaru w pasmie P i celów mapowania lasów tropikalnych ( link )
Czas utworzenia: 4 godzin temu