Jak namierzyć śmieci z kosmosu?

Uczeni z brytyjskiego Plymouth Marine Laboratory chcą namierzać śmieci przy pomocy refleksów powstających, gdy promienie słoneczne odbijają się od fragmentów zalegających w morzach i oceanach. Pierwsze testy tej techniki są niezwykle obiecujące.

- Nigdy nie będziemy w stanie dostrzec z kosmosu pojedynczej plastikowej butelki pływającej w wodzie, ale możemy wykryć skupiska śmieci - powiedziała dr Lauren Biermann, jedna z autorek nowej metody.

Naukowcy eksperymentują z satelitami Sentinel-2, parą multispektralnych instrumentów orbitujących (MSI), które zostały uruchomione w latach 2015 i 2017 r., a dzisiaj są obsługiwane przez ESA. Misją satelitów jest przede wszystkim tworzenie stale zmieniającej się mapy lądów na Ziemi, ale w tym procesie rejestrują także stan wód przybrzeżnych. To bardzo ważne, ponieważ szacuje się, że większość z 8 mln ton śmieci, które co roku docierają do mórz i oceanów gromadzi się w pobliżu ujść rzek.

Niestety, satelity Sentinel mają rozdzielczość na poziomie 10 m, co oznacza, że wszelkie obiekty na obrazie zostaną wykryte tylko wtedy, gdy stanowią pewien procent każdego piksela. Ale da się o usprawnić.

Po pierwsze, pływające śmieci wykazują tendencję do gromadzenia się w wirach i innych strukturach, które tworzą się, gdy rzeka wpływa do morza. Chociaż często na powierzchnię wypływają rośliny, to tak samo może być w przypadku plastiku. Po drugie, można ulepszyć detektory zainstalowane na satelitach Sentinel. Brytyjscy naukowcy chcą je w taki sposób zoptymalizować, aby były w stanie namierzać tworzywa sztuczne na podstawie długości fal światła odbijającego się od nich.

Kluczowe wydają się różnice w pochłanianiu światła w bliskiej podczerwieni. Podczas gdy rośliny będą pochłaniać więcej światła czerwonego, tworzywa sztuczne będą je odbijać.

- Roślinność ma swój własny "podpis", którego możemy szukać, podczas gdy plastik ma inny. Możemy zacząć przeszukiwać piksele i analizować, jaką ich część stanowią szczątki naturalne, a ile pływające śmieci - powiedziała dr Biermann.

Testy nowo opracowanego systemu przeprowadzone w Kolumbii Brytyjskiej i u wschodnich wybrzeży Szkocji okazały się obiecujące. Technika wymaga jednak udoskonalenia, a część z nich sfinansuje ESA. Ważny jest także rozwój algorytmów uczenia maszynowego do analizy obrazów, bo ręczne przeglądanie zdjęć jest czasochłonne i niepraktyczne.

Namierzanie plastików przez satelity może pomóc usprawnić walkę z coraz bardziej zaśmieconymi oceanami. Jeżeli nic się nie zmieni, to do 2050 r. w morzach i oceanach będzie więcej plastików niż ryb.