Antena rozłożona tydzień po starcie

Na zdjęciu z pokładowej kamery widać delikatną siatkę rozpiętą na konstrukcji przypominającej parasol. Trudno odgadnąć skalę: ten „parasol” ma aż 12 metrów średnicy. To reflektor anteny satelity Biomass, którego rozłożenie Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) potwierdziła 7 maja 2025 r., tydzień po starcie misji. Satelita poleciał 29 kwietnia 2025 r. na rakiecie Vega-C z kosmodromu w Kourou w Gujanie Francuskiej.

W rakiecie nie było miejsca na tak szeroką konstrukcję. Reflektor poleciał więc złożony, a na orbicie najpierw rozprostowano podtrzymujący go wysięgnik o długości 7,5 metra. Rozkładał się w trzech etapach po około pięć minut, jeden etap dziennie, w czasie przelotów nad stacjami naziemnymi. Dopiero potem otworzyła się siatka: dwa ładunki pirotechniczne zwolniły pas, który trzymał złożony reflektor. Na ten czas wyłączono układ sterowania orientacją satelity, żeby swobodnie dryfował i nie dostał niechcianego momentu obrotowego. Cała ta mechaniczna gimnastyka miała naukowy sens: skierować sygnał radaru ku Ziemi i odebrać jego echo od lasu.

Fale o długości 70 cm przenikają przez korony drzew

Z góry las wygląda jak zielony dywan. Taki widok mówi jednak niewiele o tym, co kryje się pod koronami: pniach i gałęziach, w których drzewa przechowują większość węgla. Biomass ma radar z syntetyczną aperturą (SAR), czyli taki, który z ech zbieranych podczas przelotu składa szczegółowy obraz powierzchni. To pierwszy w kosmosie radar tego typu w paśmie P. Pracuje na częstotliwości 435 MHz, w paśmie o szerokości 6 MHz, a długość fali wynosi około 70 cm. Takie fale przenikają przez korony i dostarczają informacji o drewnianych częściach drzew.

Radar nie robi kolorowego zdjęcia liści: wysyła impulsy i analizuje to, co wraca. Jest w pełni polarymetryczny. Polaryzacja to kierunek drgań pola elektrycznego fali. Biomass nadaje na przemian impulsy o polaryzacji poziomej i pionowej, a echo odbiera jednocześnie w obu polaryzacjach. Porównanie tych sygnałów daje dodatkowe informacje o strukturze lasu.

Antena nadaje i odbiera

Antena pełni podwójną rolę. Reflektor współpracuje z układem nadawczo-odbiorczym: pomaga wysłać impulsy ku powierzchni i zebrać powracające echo. Sygnał trafia na niego z zestawu czterech płaskich anten łatkowych, zamontowanego na zewnątrz satelity. Wzmacniacz mocy, osobny dla każdej polaryzacji, daje w impulsie +49,5 dBm, czyli około 89 W. Odebrany sygnał jest wzmacniany, zamieniany na dane cyfrowe i zapisywany na pokładzie.

Dużą średnicę warto rozumieć w kontekście fal: przy danej długości fali większa apertura pozwala uzyskać węższą wiązkę i większy zysk antenowy. Sama liczba „12 metrów” nie określa jednak rozdzielczości gotowych map biomasy i wysokości lasu – ta wynosi 200 m.

Biomass krąży na wysokości około 666 km, po orbicie heliosynchronicznej typu świt–zmierzch, czyli mniej więcej wzdłuż granicy dnia i nocy. Orbitę dobrano tak, by ograniczyć wpływ zakłóceń w jonosferze. Radar patrzy w bok i obejmuje naraz pas o szerokości 50–60 km. Misja ma trwać pięć lat.

Europa i Ameryka Północna poza zasięgiem

Biomass ma obserwować lasy między 75° szerokości północnej a 56° szerokości południowej. Zasięg ogranicza jednak praca radarów Departamentu Obrony USA, które śledzą obiekty w kosmosie (Space Object Tracking Radar, SOTR). Satelita nie może działać w zasięgu widoczności tych radarów, co wyklucza z obserwacji głównie Amerykę Północną i Europę.

Od echa do węgla w drzewach

Biomass nie jest wagą zawieszoną nad puszczą. Z pomiarów trzeba dopiero oszacować biomasę, czyli masę roślinnej materii, a następnie ilość związanego z nią węgla. Misja ma badać wysokość lasów i ich biomasę nadziemną, czyli tę część roślin, która rośnie nad ziemią. Nie jest to więc bezpośredni pomiar całego węgla, łącznie z tym ukrytym w glebie.

Pierwsza faza pomiarów, tomograficzna, ruszyła 21 listopada 2025 r. Satelita przelatuje wtedy siedem razy nad tym samym miejscem, a z tych ujęć powstają trójwymiarowe mapy lasów. W kolejnej, interferometrycznej fazie wystarczą trzy przeloty, by oszacować wysokość lasu i biomasę nadziemną. Powstanie w niej około pięciu globalnych map. Ich sens wykracza poza jednorazowy portret zieleni: chodzi o poznanie struktury lasu i śledzenie jego zmian.

Od pierwszych zdjęć do otwartych danych

Pierwsze zdjęcia z Biomass ESA pokazała 23 czerwca 2025 r. na sympozjum Living Planet, niecałe dwa miesiące po starcie. Były wśród nich lasy Boliwii, północnej Brazylii, Indonezji i Gabonu, ale też góry Tibesti na Saharze i lodowiec Nimrod na Antarktydzie. W suchy piasek fale radaru mają wnikać nawet na 5 m. Satelitę wciąż wtedy kalibrowano, więc tych danych nie dało się jeszcze użyć do liczenia węgla.

Testy na orbicie zakończyły się 20 listopada 2025 r. Dwa miesiące później, 26 stycznia 2026 r., ESA ogłosiła, że dane z Biomass są bezpłatne i dostępne dla wszystkich. Pokazała też mapę zawartości węgla w lasach, w tonach na hektar, na pasie przez Gabon i Republikę Konga, aż po Kamerun i Republikę Środkowoafrykańską. W pierwszą rocznicę startu, 29 kwietnia 2026 r., agencja opublikowała zestaw zdjęć z pierwszego roku pracy satelity, od delty rzeki Berau w Indonezji po jeziora termokrasowe na Syberii.

Artykuł powstał na podstawie materiałów Europejskiej Agencji Kosmicznej: opisów satelity, instrumentu i misji oraz komunikatów z lat 2025–2026.