Satelliter som inte levererar bra data är bara dyrt fyrverkeri. Med de orden belyser Olle Persson syftet med rymdverksamheten: att leverera kunskap till jorden. Han är verksamhetsledare på Centrum för rymdteknik, en ny samverkansorganisation mellan Luleå tekniska universitet och det statligt ägda aktiebolaget Swedish Space Corporation, SSC, som driver rymdbasen Esrange.
Av SSC:s Instagramkonto är det lätt att förstå att man kan förföras av fyrverkerierna på Esrange, visserligen ännu inte av satellituppskjutningar men av sondraketer: eldspjut ut i rymden mot bakgrund av norrsken och snövita landskap.
Beroende av rymden
I november 2021 hade 575 sondraketer och 665 stratosfärballonger med mätinstrument lyft från Esrange. Här, likväl som på andra platser runt om på jorden, har SSC också markstationer som plockar ner data från satelliterna som passerar med jämna mellanrum.
– Någon ska använda dessa data, och det behöver inte vara raketingenjören. Det kan vara biologen eller klimatforskaren. Rymddata ska också kunna användas av politiker, av fredsbevakare och miljöfunktioner. Och alla som ska använda rymddata behöver utbildas i det, säger Olle Persson.
Vårt moderna samhälle har blivit beroende av rymden för information, kommunikation och navigation. Med nya satellitprogram för jordobservation, som europeiska Copernicus första satelliter som kom upp 2015, har datamängderna från rymden skjutit i höjden.
Elektromagnetisk strålning
Det som satelliterna för jordobservation oftast mäter är elektromagnetisk strålning från jorden. Med dessa data går det att ta fram allt från vanliga bilder av jordens yta till att räkna ut hur vegetationen på marken mår, temperatur och färg i vattenmassor, snötäckning och utsläpp i atmosfären. Inte minst går det att med satellitdata följa förändringar över tid över hela jorden, och med allt mindre tidsintervaller och högre upplösning.
Därför är det inte bara forskare inom miljö och klimat som i dag kan ha nytta av satellitdata. Hur en stad förändras över tid, eller hur en konflikt påverkar ett område, kan till exempel också studeras med hjälp av satellitdata.
Krävs kunskap
Även om mycket satellitdata finns fritt tillgänglig krävs god kunskap i dess styrkor och svagheter samt kunskap i beprövade beräkningsmodeller och programmering för att processa rådata till ett vetenskapligt robust resultat. Detta är en tröskel för forskare såväl som för företag, myndigheter och andra aktörer som kan ha användning för satellitdata i sitt arbete.
Att använda data insamlad på avstånd, till exempel från satelliter eller flygplan, kallas fjärranalys. En som har börjat använda fjärranalys de senaste åren är Mare Löhmus Sundström som är docent i miljömedicinsk epidemiologi vid Karolinska institutet.
Hon studerar hur tillgång till grönska påverkar hälsan, vilket tidigare gjordes bland annat genom att mäta avståndet från hemmet till närmaste grönområde på kartor. Men Mare Löhmus Sundström ville kunna fånga upp även mindre typer av grönska, som ett träd eller en buske, och i mer direkt anslutning till hemmet.
Hjälp av index
Eftersom hon som epidemiolog studerar sjukdomsprocesser behöver hon också titta på förändringar över längre tidsperioder och på grupper av tusentals individer. Därför passade fjärranalys som metod.
Fotosyntetiserande växter reflekterar nära infrarött ljus och olika mängder beroende på typ av växt och dess hälsa. Detta kan satelliters mätinstrument fånga upp och med hjälp av ett särskilt index kan mängden vegetation sedan identifieras och klassificeras.
Mare Löhmus Sundström hade ambitionen att bygga upp fjärranalyskompetensen i forskargruppen genom en doktorand, men det blev tydligt att för mycket av forskarutbildningen då skulle behöva gå bara till fjärranalys.
Därför köper hon i stället in processad satellitdata från ett fjärranalysföretag, en tjänstesektor som väntas växa mycket med anledning av samhällets ökade behov av fjärranalys.
Viktiga samarbeten
Det hon då får är bilder över till exempel Stockholm där varje ruta motsvarar ett område på 25 gånger 25 meter och har en färg som motsvarar ett värde i vegetationsindexet. Bilderna analyserar hon sedan i ett datorprogram för hantering av geografiska informationssystem, GIS.
– Över bilderna lägger jag en karta och ett koordinationssystem med information om var personen bor, och anger sedan hur stort område jag vill mäta runt huset. Då räknar GIS-programmet fram medelvärdet för biomassan i området, säger Mare Löhmus Sundström.
Hon har byggt upp sin kunskap om fjärranalys och GIS själv och med hjälp av kollegor. Som ny på området kan det däremot vara svårt att ens veta vad det finns för satellitdata och hur den kan användas, eller vem man ska vända sig till för hjälp. Möjlighet till samarbeten forskare emellan blir därför viktigt, menar hon.
Om lärosätena hade särskilda stödfunktioner för fjärranalys skulle det också kunna underlätta.
– Men jag kan tycka att lika självklart som att epidemiologer har statistiker i forskarlagen, borde det vara självklart att vi har med personer med kunskap i fjärranalys och GIS.
Uppdrag om tillgänglighet
Ett av Rymdstyrelsens uppdrag är att öka tillgängligheten av satellitdata, för myndigheter såväl som forskare och företag. Som ett led i detta ska nya Nationellt rymddatalabb bli offentligt tillgängligt i höst. Nationellt rymddatalabb har finansiering från Vinnova och är ett samarbetsprojekt mellan Rymdstyrelsen, AI Sweden, Rise och Luleå tekniska universitet.
– Om man ska öka användningen av rymddata krävs att man tillgängliggör data och beräkningskapacitet samlat. Det handlar om så stora datamängder, säger Tobias Edman, som är ansvarig för området innovation och samhällsnytta vid Rymdstyrelsen.
Nationellt rymddatalabb har sin fysiska plats på Rise datacenter i Luleå. Via en webbplats ska användaren kunna skicka analyskommandon till datalabbet och sedan få tillbaka ett svar.
– Detta gör att man inte blir beroende av lokala miljöer. Man kan jobba mer standardiserat med metoder och skript och enklare dela dem med varandra. Det sparar tid och ökar reproducerbarheten, säger Tobias Edman.
Labb för AI
Labbet kommer också att användas för utveckling av AI-metoder för att behandla satellitdata. En annan viktig roll för labbet är att säkra Sveriges tillgång till satellitdata.
Lars Eklundh vid Lunds universitet är professor i fjärranalys och har hållit på med det sedan mitten av 1980-talet, då satellitdata lagrades på magnetband i vad som såg ut som stora filmrullar.
Utifrån vad han har fått presenterat av Nationellt rymddatalabb är han tveksam till hur mycket omedelbar nytta labbet kommer att utgöra för forskare.
– De tillämpningar de visade från pilotstudier var ännu inte särskilt avancerade, säger han.
Jobbar internationellt
Själv jobbar han ofta i internationella projekt och då kan labbets fokus på data över Sverige också vara en begränsning.
– Jag tror att utmaningen är att kunna vara lika lättillgängliga som till exempel Googles tjänster. Annars kommer forskare inte att använda det.
Han ser mer möjlig nytta av Nationellt rymddatalabb för svenska myndigheter med egen fjärranalyskompetens, och för konsultföretag som säljer fjärranalysprodukter.
Liknande center som Nationellt rymddatalabb utvecklas även på andra håll i Europa, och datatillgängligheten behöver harmoniseras, poängterar Lars Eklund.
Ökat intresse
Han deltar i EU-finansierade projekt som tar fram användarvänliga data över Europa och globalt.
– Vi vänder oss till forskare, myndigheter och företag som behöver färdiga fjärranalysprodukter som avspeglar till exempel naturens årstidsväxlingar eller biomassatillgång. Data görs fritt tillgängliga för alla användare och kan användas för att studera bland annat människans och klimatets inverkan på vegetationen.
Han märker att intresset bland forskare ökar.
– I många år har fjärranalys haft ett halvdåligt rykte för det har inte levt upp till sina löften. Men nu har vi satellitdata i så hög upplösning i rum och tid att datan inte blir abstrakt utan att man kan känna igen sig och se att, ja, där har vi den skogsdungen och den ser ut att må sämre.
