Ευρ.Οργανισμός Διαστήματος:Δορυφόροι Copernicus και ψηφιακά δίδυμα Γης στον αγώνα κατά της κλιματικής αλλαγής

Ο Jolyon Martin είναι αρχιτέκτονας του συστήματος Copernicus Ground Segment στον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Διαστήματος (ESA). Η Kathrin Hintze είναι επικεφαλής του τμήματος ανάπτυξης οικοσυστημάτων και αναπληρώτρια διευθύντρια έργου Destination Earth & ESA DTE στον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Διαστήματος (ESA) και ο Χάρης Κοντοές κατέχει τη θέση του διευθυντή ερευνών στο Ινστιτούτο Αστρονομίας, Αστροφυσικής, Διαστημικών Εφαρμογών και Τηλεπισκόπησης του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών, επικεφαλής της Επιχειρησιακής Μονάδας BEYOND, Κέντρου Ερευνών Παρατήρησης της Γης και Δορυφορικής Τηλεπισκόπησης του ΙΑΑΔΕΤ/ΕΑΑ.

Οι διακεκριμένες προσωπικότητες της ESA συμμετείχαν στο IGARSS 2024, στην Αθήνα και συγκεκριμένα προήδρευσαν της συνεδρίας με θέμα τις ευκαιρίες του οικοσυστήματος της πλατφόρμας Copernicus και DestinE. Η συγκεκριμένη συνεδρία ανέδειξε τις προσπάθειες και τις ευκαιρίες στο πλαίσιο του Copernicus Data Space και της κεντρικής πλατφόρμας DestinE για την ενδυνάμωση των χρηστών ώστε να συμβάλλουν σε ένα ισχυρό οικοσύστημα υπηρεσιών, προωθώντας τη βιωσιμότητα, την ανθεκτικότητα και τον θετικό αντίκτυπο στον πλανήτη.

Το οικοσύστημα Copernicus Data Space Ecosystem είναι το επόμενο βήμα στην εξέλιξη των δεδομένων παρατήρησης της Γης. Στόχος του οικοσυστήματος είναι η συγκέντρωση εργαλείων και πόρων για την πλήρη αξιοποίηση του δυναμικού αυτών των δεδομένων. Το Data Space είναι ένα παραδείγμα αλλαγής, από τη διανομή δεδομένων μέσω λήψεων προς την πρόσβαση σε κώδικα API, επιτρέποντας την επεξεργασία, το φιλτράρισμα και τον υπολογισμό στατιστικών στοιχείων, περιορίζοντας τις λήψεις στις πληροφορίες που προκύπτουν. Το Destination Earth ξεκλειδώνει τις δυνατότητες της ψηφιακής μοντελοποίησης του συστήματος της Γης σε επίπεδο που αποτελεί πραγματική επανάσταση όσον αφορά την ακρίβεια, την τοπική λεπτομέρεια, την ταχύτητα πρόσβασης στην πληροφορία και τη διαδραστικότητα. Στόχος της συνεδρίας ήταν να αναδείξει τις προσπάθειες και τις ευκαιρίες στο πλαίσιο του Copernicus Data Space και της κεντρικής πλατφόρμας DestinE να συμβάλουν σε ένα πλούσιο οικοσύστημα προηγμένων εφαρμογών και υπηρεσιών, παρέχοντας μια επισκόπηση του τρόπου με τον οποίο συνεργάζονται και ενδυναμώνουν τους χρήστες να έχουν πρόσβαση και να παρέχουν αξιοποιήσιμες πληροφορίες για τη μέτρηση και τη δράση με σκοπό τη βελτίωση της βιωσιμότητας και της ανθεκτικότητας προς όφελος του πλανήτη μας.

Πώς οι δορυφόροι και η συλλογή μεγάλων δεδομένων επηρεάζουν την καθημερινή μας ζωή;

Jolyon Martin: Εργάζομαι στο πρόγραμμα Copernicus, το οποίο είναι ένας από τους βασικούς πυλώνες των προγραμμάτων του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ΕΟΔ). Είναι κυριολεκτικά τα ευρωπαϊκά μάτια στη Γη. Η Ευρωπαϊκή Επιτροπή έχει αναθέσει στον ΕΟΔ την ανάπτυξη και λειτουργία μιας σειράς δορυφόρων που ονομάζονται Sentinels, παρέχοντας βασικές παρατηρήσεις για πλήθος εφαρμογών. Οι χρήσεις των δεδομένων του Copernicus είναι πολύ ευρείες: από την παρακολούθηση της γεωργίας και τη βοήθεια για την αποφυγή της υπερλίπανσης, τη χρήση αποδοτικών υδάτινων πόρων, μέχρι την ανίχνευση ρύπανσης, όπως πετρελαιοκηλίδες ή ατμοσφαιρικές εκπομπές, καθώς και για την κλιματική αλλαγή ή την αποψίλωση των δασών. Τα δεδομένα διατίθενται από το οικοσύστημα του χώρου δεδομένων Copernicus και είναι διαθέσιμα στο κοινό και σε πολλά άλλα ιδρύματα και πρωτοβουλίες, όπως τα ψηφιακά δίδυμα της Γης.

Τα δεδομένα αυτά είναι ελεύθερα για πρόσβαση από το κοινό ή προορίζονται μόνο για χρήση από τις κυβερνήσεις;

Jolyon Martin: Τα δεδομένα είναι ανοικτά και δωρεάν για όλους. Ο καθένας μπορεί να εγγραφεί ελεύθερα για να κατεβάσει τα δεδομένα μέσω του οικοσυστήματος του χώρου δεδομένων Copernicus^[1]. Επιπλέον, η ESA καθιστά τα δεδομένα διαθέσιμα στο υπολογιστικό νέφος για να διευκολύνει επίσης την επεξεργασία τους με πολύ πιο φιλικό προς το περιβάλλον τρόπο. Παρέχοντας τα δεδομένα μαζί με εργαλεία και πόρους για την επεξεργασία τους.

Ποια είναι η συμβολή του Destination Earth στην καταπολέμηση της κλιματικής αλλαγής;

Kathrin Hintze: Το Destination Earth είναι μια πρωτοβουλία της Ευρωπαϊκής Επιτροπής για τη δημιουργία ενός ψηφιακού αντιγράφου της Γης. Αυτό το αντίγραφο επιτρέπει στους χρήστες να σχεδιάζουν ακριβείς και εφαρμόσιμες στρατηγικές προσαρμογής και μετριασμού. Το Destination Earth κατασκευάζει δύο αρχικά ψηφιακά δίδυμα της Γης, ένα για την προσαρμογή στο κλίμα και ένα για τις ακραίες καιρικές συνθήκες που προκαλούνται από τον καιρό. Η ESA υλοποιεί την πλατφόρμα όπου οι χρήστες μπορούν να έχουν πρόσβαση σε αυτά τα ψηφιακά δίδυμα και να δημιουργήσουν τις δικές τους εφαρμογές, που αφορούν τις πόλεις ή τις χώρες τους.

Πώς επεξεργάζεστε αυτές τις πληροφορίες όσον αφορά τη λήψη βραχυπρόθεσμων και μακροπρόθεσμων αποφάσεων;

Kathrin Hintze: Το ψηφιακό δίδυμο για την προσαρμογή στο κλίμα, για παράδειγμα, παρέχει προσομοιώσεις για τις επόμενες δεκαετίες σε πολύ ακριβές επίπεδο -σε ωριαίο επίπεδο- για ολόκληρη την υδρόγειο με ανάλυση μερικών χιλιομέτρων. Αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε τοπικό επίπεδο. Πρόκειται για μεγάλο όγκο δεδομένων, διότι για κάθε σημείο της γης υπάρχουν περισσότερες από εκατό μεταβλητές που διατίθενται στους χρήστες μέσω της πλατφόρμας. Η πλατφόρμα θέτει επίσης στη διάθεση των χρηστών, εργαλεία προκειμένου να χρησιμοποιήσουν τα δεδομένα για τους δικούς τους σκοπούς και να οπτικοποιήσουν τα δεδομένα. Για παράδειγμα, υπάρχει ένα πολύ ωραίο εργαλείο για την αφήγηση ιστοριών και οι χρήστες μπορούν να χρησιμοποιήσουν τα δεδομένα για να αφηγηθούν μια ιστορία που είναι προσαρμοσμένη στην περιοχή τους.

Ας πούμε ότι είμαι υπεύθυνος χάραξης πολιτικής στην Ελλάδα και θέλω να απαγορεύσω την κυκλοφορία των κινητήρων εσωτερικής καύσης ντίζελ στην Ελλάδα. Μπορώ να ελέγξω αν αυτή η απόφαση θα έχει θετική ή αρνητική επίδραση στον πλανήτη;

Kathrin Hintze: Η πρωτοβουλία είναι μόλις δύο ετών, και μόλις είχαμε την έναρξη της πρώτης έκδοσης του συστήματος που δίνει τα βασικά δομικά στοιχεία στους χρήστες και τώρα αυτό που περιμένουμε είναι μια εκτίναξη μέσα στα επόμενα δύο χρόνια όπου θα δώσουμε τη δυνατότητα στους χρήστες να δημιουργήσουν αυτές τις υπηρεσίες και να δοκιμάσουν τα σενάρια όπως αυτό που περιγράφετε.

Δρ Κοντοέ, πώς θα αξιοποιήσουμε όλα αυτά τα δεδομένα προς όφελος των χωρών μας;

Χάρης Κοντοές: Στο Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών και στο Επιχειρησιακό Κέντρο BEYOND, χρησιμοποιούμε τα μεγάλα δεδομένα των δορυφόρων για να τρέξουμε μοντέλα και να βοηθήσουμε στη λήψη αποφάσεων και στη διαχείριση των διαδικασιών φυσικών φαινομένων στον πλανήτη. Για παράδειγμα, στην Ελλάδα έχουμε προβλήματα με τις πυρκαγιές. Οι αρχές πυρόσβεσης χρειάζονται επιχειρησιακά δεδομένα για να αντιμετωπίσουν την καταστροφή. Αυτό δεν είναι απλό. Συνδυάζουμε μεγάλα δεδομένα Earth Observation (EO) με προηγμένα μοντέλα Τεχνητής Νοημοσύνης για τη δημιουργία της γνώσης που χρειάζεται η αρχή ελέγχου της πολιτικής προστασίας και οι πυροσβέστες. Από αυτή την άποψη, η χρήση της πλατφόρμας Destination Earth είναι καθοριστικής σημασίας.

Μπορείτε να μας δώσετε και άλλα παραδείγματα;

Χάρης Κοντοές: Υπάρχουν διάφοροι τομείς που επωφελούνται από το οικοσύστημα δεδομένων (το λεγόμενο ψηφιακό δίδυμο) που είναι διαθέσιμο μέσω της πρωτοβουλίας Destination Earth. Ένα παράδειγμα είναι το σύστημα έγκαιρης προειδοποίησης EYWA για τον μετριασμό των ασθενειών που μεταδίδονται από κουνούπια. Το σύστημα αναπτύχθηκε στην Ευρώπη υπό τον συντονισμό του ΝΟΑ και σήμερα εφαρμόζεται σε διάφορα μέρη σε όλο τον κόσμο. Για να επιτευχθεί αυτό, χρησιμοποιείται ένα πλήθος δορυφόρων παρατήρησης της Γης, διότι καλύπτουν ολόκληρο τον πλανήτη και παρέχουν καθημερινά πληροφορίες που είναι απαραίτητες για την εκτίμηση του αναμενόμενου επιδημιολογικού κινδύνου για την Ελονοσία, τον Ιό του Δυτικού Νείλου, τον Δάγκειο Πυρετό. Οι ασθένειες αυτές προκαλούν εκατοντάδες χιλιάδες θανάτους σε πολλές χώρες παγκοσμίως.

Επιπλέον, στον τομέα της γεωργίας χρησιμοποιούμε μεγάλα δεδομένα EO για τη συστηματική αξιολόγηση και την πρόβλεψη της ανάπτυξης της καλλιέργειας και γνωρίζουμε εκ των προτέρων τις ενέργειες που πρέπει να προβλεφθούν για την προστασία της σοδειάς σε μεγάλες περιοχές.

Kathrin Hintze: Και αν μπορώ να προσθέσω, επίσης για τη βελτιστοποίηση της χρήσης των λιπασμάτων. Χρησιμοποιώντας όλα αυτά τα δεδομένα, βοηθάμε τον πλανήτη προς την ανθεκτικότητα και τη βιωσιμότητα, επειδή μπορούμε να γνωρίζουμε ακριβώς πόσο λίπασμα χρειάζεται για την ανάπτυξη ενός συγκεκριμένου φυτού σε μια συγκεκριμένη περιοχή του πλανήτη.

Μια άλλη εφαρμογή είναι η πρόβλεψη του επιπέδου της απόδοσης της καλλιέργειας και αυτό είναι πολύ σημαντικό για το εισόδημα των αγροτών αλλά και πολύ σημαντικό για τη βιωσιμότητα του πλανήτη και την ανθεκτικότητα των κοινωνιών. Σκεφτείτε για παράδειγμα την επισιτιστική ασφάλεια.