Za szczególne zaangażowanie i wkład w opracowanie raportu autorzy dziękują:

Transkrypt

1

2 Autorzy: Jakub Ryzenko Anna Badurska Anna Kobierzycka Opracowanie graficzne: Juliusz Łabęcki Za szczególne zaangażowanie i wkład w opracowanie raportu autorzy dziękują: Prof. Andrzejowi Ciołkoszowi, prof. Zbigniewowi Kłosowi, dr inż. Krzysztofowi Kurkowi, prof. Józefowi Modelskiemu, prof. Stanisławowi Oszczakowi, dr Mirosławowi Ratajowi, prof. Januszowi B. Zielińskiemu Podziękowania za czynny udział w I fazie Projektu Foresight autorzy składają: Krzysztofowi Banaszkowi, Leszkowi Bujakowi, Bartoszowi Buszke, prof. Andrzejowi Dąbrowskiemu, Borysowi Dąbrowskiemu, prof. Katarzynie Dąbrowskiej Zielińskiej, dr Izabeli Dyras, prof. Markowi Granicznemu, dr hab. Markowi Grzegorzewskiemu, dr Karolowi Jakubowiczowi, dr hab. Andrzejowi Kijowskiemu, Andrzejowi Kotarskiemu, prof. Adamowi Krężelowi, Arkadiuszowi Kurkowi, Bartoszowi Malinowskiemu, prof. Stanisławowi Mularzowi, dr Markowi Ostrowskiemu, dr Jerzemu Sobstelowi, prof. Cezaremu Spechtowi, Romanowi Wawrzaszkowi, prof. Piotrowi Wolańskiemu, prof. Ryszardowi Zielińskiemu Polskie Biuro do spraw Przestrzeni Kosmicznej 2

3 Foresight Przyszłość technik satelitarnych w Polsce Celem projektu jest ocena perspektyw i korzyści z wykorzystania technik satelitarnych i rozwoju technologii kosmicznych w Polsce w dwóch horyzontach czasowych roku 2012 i Projekt pozwoli określić najbardziej efektywne sposoby wykorzystania możliwości stwarzanych przez techniki satelitarne i szans, które otworzą się w najbliższych latach dzięki intensywnemu rozwojowi tego sektora na świecie i uznaniu go przez Unię Europejską za dziedzinę strategiczną. Autorzy i uczestnicy projektu są przekonani, iż szerokie wykorzystanie usług opartych na technikach satelitarnych, stanowiących jakościowo nowe narzędzie, może w wielu dziedzinach przyczynić się do szybszego i mniej kosztownego pokonania istniejącej różnicy rozwojowej Polski w stosunku do państw starej Unii. Projekt Foresight stanowi forum dla dyskusji nad możliwą przyszłością sektora i pożądanymi kierunkami jego rozwoju. Do udziału w nich zaproszeni zostali reprezentanci całego polskiego sektora kosmicznego, jak również wiele osób spoza świata technik satelitarnych, które mogą wnieść wiele ożywczych perspektyw i nowych pomysłów. Jednocześnie projekt ma upowszechniać wśród decydentów politycznych i opinii publicznej wiedzę na temat praktycznego wykorzystania przestrzeni kosmicznej. Wynikiem prac ekspertów będzie stworzenie wizji rozwoju sektora technik satelitarnych i technologii kosmicznych w Polsce. W szczególności panele zarekomendują wybór priorytetowych, strategicznych obszarów rozwoju, których wsparcie przynieść może największe korzyści gospodarcze i społeczne dla Polski. Projekt jest realizowany przez Polskie Biuro ds. Przestrzeni Kosmicznej we współpracy z Polską Platformą Technologii Kosmicznych przy wsparciu Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego i funduszy Sektorowego Programu Operacyjnego Wzrost Konkurencyjności Przedsiębiorstw. Polskie Biuro do spraw Przestrzeni Kosmicznej 3

4 Raport I fazy projektu Foresight Przyszłość technik satelitarnych w Polsce Oddajemy w Państwa ręce pierwszy z raportów projektu Foresight Przyszłość technik satelitarnych w Polsce. Projekt ten stawia sobie za cel zbadanie i ukazanie możliwości wykorzystania sektora kosmicznego dla wspierania rozwoju gospodarczego i społecznego kraju. Poniższy raport przedstawia światowe trendy rozwoju systemów satelitarnych, a więc ukazuje perspektywę, w której powinny odbywać się dalsze dyskusje zmierzające do wskazania konkretnych obszarów przyszłego wykorzystania technik satelitarnych w Polsce. Równocześnie dokument staraliśmy się przygotować w taki sposób, aby osobom stykającym się po raz pierwszy z tą problematyką dostarczyć ogólnych informacji o możliwościach i użyteczności rozwiązań satelitarnych. Raport składa się z niniejszej części wstępnej podsumowującej ogólne trendy rozwoju technik satelitarnych i 4 części szczegółowych, poświęconych poszczególnym obszarom zastosowań (łączności, obserwacji i nawigacji satelitarnej) oraz technologiom kosmicznym. Całość raportu wraz z ekspertyzami technicznymi dostępna jest na stronie internetowej Dokument ma charakter otwarty i będzie podlegać ewolucji, przede wszystkim w oparciu o uwagi jego czytelników, do formułowania których niniejszym zachęcamy. W ciągu najbliższych czterech miesięcy w wyniku II fazy projektu Foresight raport uzupełniony zostanie o katalog kilkudziesięciu konkretnych obszarów zastosowań technik satelitarnych oraz obszarów technologicznych, których rozwój może przynieść korzyści polskiej gospodarce. Jak we wszystkich analizach służących przewidywaniu trendów rozwojowych na 15 lat, wyniki opatrzone są nieuniknionym ryzykiem błędu. Jednakże sformułowanie możliwie zdecydowanych hipotez było konieczne dla stworzenia konkretnego punktu odniesienia umożliwiającego dyskusje nad przyszłymi sposobami wykorzystania omawianych technik. Należy także zaznaczyć, iż w dokumencie, zwłaszcza przy omawianiu użyteczności poszczególnych obszarów, nacisk został położony na ich komercyjne i publiczne wykorzystanie. Zastosowania militarne zostały tylko zasygnalizowane i będą przedmiotem odrębnych analiz. Mamy nadzieję, iż opracowanie to pozwoli lepiej uświadomić sobie przyszłe możliwości technik satelitarnych i zainspiruje do wyobrażania sobie różnorodnych sposobów ich wykorzystania. Anna Badurska, Anna Kobierzycka i Jakub Ryzenko Polskie Biuro do spraw Przestrzeni Kosmicznej 4

5 Sektor kosmiczny na świecie Działalność kosmiczna rozwijająca się od 50 lat stanowi dziś znaczący sektor światowej gospodarki, którego przychody wynoszą 180 mld USD, z czego wbrew popularnemu przekonaniu tylko 39% pochodzi ze środków publicznych. Działalność kosmiczna w powszechnym wyobrażeniu utożsamiana jest często z egzotycznymi badaniami dalekiego kosmosu i powrotem ludzi na Księżyc. Tymczasem największe gospodarcze i społeczne znaczenie ma dziś wykorzystywanie możliwości, które oferują satelity krążące wokół Ziemi zapewniające łączność na obszarze całego globu, dostarczające obrazów jego powierzchni i oferujące precyzyjną informację o położeniu. Działalność kosmiczna to także, a nawet przede wszystkim gwałtownie rozszerzający się wachlarz produktów i usług komercyjnych bazujących na możliwościach tych satelitów i dostarczanych przez nie danych. Dopiero w dalszej kolejności działalność Projekt Foresight kosmiczna to rakiety kosmiczne, stacje orbitalne i misje naukowe. A przecież również i one przynoszą bardzo wymierne, choć długofalowe korzyści, odgrywając rolę jednej z najważniejszych lokomotyw rozwoju nowych technologii i innowacyjnych rozwiązań, które szybko przenikają do codziennych, ziemskich zastosowań. W początku 2006 roku wokół Ziemi krążyło 536 satelitów telekomunikacyjnych, 34 cywilne satelity służące obserwacji i ponad 40 zapewniających usługi nawigacyjne, co w sumie daje przeszło 610 satelitów użytkowych. Dla porównania: badania naukowe realizowały 102 misje na orbicie Ziemi i 13 pojazdów rozrzuconych po różnych częściach Układu Słonecznego. Tradycyjnym użytkownikiem systemów satelitarnych mającym kluczowy wpływ na kierunki ich rozwoju jest sektor bezpieczeństwa i obrony, gdzie kosmos znajduje szerokie pole zastosowań, od weryfikacji przestrzegania traktatów rozbrojeniowych po zwielokrotnienie efektywności działań na polu walki dzięki broni precyzyjnej opartej na nawigacji satelitarnej i satelitarnej łączności zapewniającej ciągłą koordynację działań. W 2005 roku w skali globalnej nakłady na systemy kosmiczne w tym sektorze wyniosły 42,5 mld USD (z czego 95% stanowią wydatki rządu USA). Jednocześnie coraz częściej satelity ratują ludzkie życie. Satelitarne lokalizowanie rozbitków w katastrofach morskich i powietrznych pozwoliło ocalić dotąd przeszło 21 tysięcy osób. Po uderzeniu tsunami w Azji to zdjęcia satelitarne posłużyły do oceny szkód i pozwoliły na efektywną koordynację międzynarodowej pomocy. Na obszarach dotkniętych huraganem Katrina przez kilka tygodni kilkadziesiąt tysięcy telefonów satelitarnych zapewniało jedyną funkcjonującą sieć łączności. W samym 2006 roku agencje kosmiczne 25 razy w trybie alarmowym kierowały sensory satelitów ku wielkim katastrofom. Władze publiczne od rządów wielkich państw po lokalne samorządy wykorzystują dane zbierane przez satelity do podejmowania Polskie Biuro do spraw Przestrzeni Kosmicznej 5

6 Rok 2020 Można oczekiwać, iż w perspektywie roku 2020 łączność satelitarna będzie coraz powszechniej dostępna przy użyciu mniejszych i lżejszych terminali, działających także w ruchu, a jej koszty obniżą się, choć wciąż będą wyraźnie wyższe od łączności naziemnej. Upowszechni się radio satelitarne oraz dwukierunkowy, szerokopasmowy przekaz danych, w tym oczywiście dostęp do internetu. Obserwacje satelitarne dostarczać będą znacznie więcej informacji niż dziś, zarówno dzięki dużej częstotliwości pozyskiwania obrazów tego samego obszaru, jak i ich dokładności oraz bogactwu zawartych w nich danych. Informacje te będą dostępne w przystępnej formie, w łatwych do przeglądania bazach. Chmury ani noc nie będą stanowić przeszkody dla coraz powszechniejszej obserwacji radarowej. Być może realny będzie ciągły monitoring wybranych obszarów. Dokładna informacja o własnym położeniu stanie się tak naturalna jak informacja o aktualnym czasie. Nawigacja satelitarna będzie oferowała wysoką precyzję pomiaru pozycji, a sygnał będzie powszechnie dostępny, także w miastach z wysoką zabudową i obszarach górskich. Informacja o położeniu będzie wiarygodna (w razie wątpliwości użytkownik będzie informowany o potencjalnym ryzyku niedokładności, a dane o położeniu będą certyfikowane, tj. będą miały wartość prawną). bardziej świadomych decyzji. Obserwacje satelitarne pozwalają lepiej zrozumieć zagrożenia związane z globalnym ociepleniem, ale także służą analizie dynamiki rozrostu aglomeracji miejskich czy całościowej prognozie plonów. Rynek komercyjny przez wiele lat zainteresowany był przede wszystkim systemami łączności, a w szczególności telewizją satelitarną. Obecnie coraz większe nadzieje budzi lawinowy rozwój zastosowań nawigacji satelitarnej, a wraz z nią upowszechnianie wykorzystywania geoinformacji od dziś już prawie powszechnej nawigacji samochodowej, przez inteligentne systemy informacyjne wskazujące najbliższe sklepy czy restauracje po promocję turystyki przez aplikacje w rodzaju Google Earth. Sam tylko rynek usług wykorzystujących znajomość położenia w roku 2020 może mieć wartość 180 mld euro. W 2002 roku w sektorze kosmicznym na świecie pracowało przeszło 250 tysięcy osób. Z drugiej strony, w tym samym roku tylko w USA przeszło 576 tysięcy osób było zatrudnionych w obszarach gospodarki istniejących dzięki możliwości wykorzystywania satelitów. Wreszcie rozwój technologii kosmicznych przynosi wielkie, choć często umykające powszechnej uwadze korzyści każdemu z nas. Ubrania z polaru są tak naprawdę wynikiem poszukiwania rozwiązań dla konstrukcji skafandrów kosmicznych. Spadek zużycia paliwa i ogromny wzrost mocy uzyskiwanej z danej pojemności w silnikach samochodowych jest efektem stosowania coraz lepszych materiałów i lepszego zrozumienia procesów spalania jedno i drugie to dzieci programów kosmicznych. Znaczenie rozwojowe tego sektora znajduje wyraz w wielkości nakładów publicznych doń kierowanych: w roku 2003 w państwach starej Unii Europejskiej średnio 6,2 % wszystkich publicznych nakładów na cywilne badania i rozwój trafiło do sektora kosmicznego (dla wszystkich państw OECD średnia ta wynosi 8,5 %). Polskie Biuro do spraw Przestrzeni Kosmicznej 6

7 Wizje przyszłości Przykłady zastosowań wybrane hipotezy W warunkach pomyślnego rozwoju gospodarki globalnej i przy postępującym wzroście mobilności społeczeństw, rozwój społeczeństwa informacyjnego oznaczać będzie funkcjonowanie w otoczeniu bogatym w informacje, coraz częściej zyskującym swój wymiar przestrzenny. Ten trend, wraz z powszechną wiedzą o położeniu uzyskiwaną dzięki nawigacji satelitarnej, pozwoli konsumentom na nową jakość funkcjonowania: naturalnym będzie szukanie kina najbliższego naszego aktualnego położenia; najbliższej restauracji oferującej ulubioną przez nas kuchnię; łatwo będzie można zapoznać się z okolicą naszych wymarzonych wczasów; ocenić żyzność gleb i ich skażenie w miejscu, gdzie wyrosły ziemniaki, które kupiliśmy na obiad; otrzymać prognozę pogody wyliczoną dla dokładnego miejsca naszego pobytu, etc. Odbiorcami tego rodzaju informacji będą nie tylko pojedynczy konsumenci chcący funkcjonować bardziej efektywnie, oszczędzając czas i wysiłek, ale także firmy poszukujące oszczędności. Pozycjonowanie satelitarne stanie się częścią szeroko pojmowanej infrastruktury transportowej, służąc zwiększeniu efektywności wykorzystania przestrzeni powietrznej, optymalizacji ruchu na drogach i kolei, bezpieczeństwu publicznemu, Wzrost jakości i dostępności informacji geoprzestrzennych powodować będzie coraz powszechniejsze ich wykorzystywanie do świadomego podejmowania różnego rodzaju decyzji, a to z kolei napędzać będzie zapotrzebowanie na coraz nowsze i możliwie często aktualizowane informacje. Upowszechniające się systemy informacji geoprzestrzennej GIS będą sposobem na gromadzenie takich danych a zobrazowania satelitarne stanowić będą jedno z najwygodniejszych i zdecydowanie najtańsze źródło regularnej aktualizacji informacji o rozległym obszarze: o rodzaju pokrycia Projekt Foresight terenu, sposobie jego wykorzystania, stopniu zanieczyszczenia środowiska, rodzaju zabudowy i dynamice jej zmian, jakości wód, osiadaniu gruntu, stopniu wyeksploatowania gleb, ocenie susz i zagrożeniu pożarami, Geoinformacja stanie się także potężnym narzędziem pozwalającym na zwiększenie efektywności administracji publicznej. Na poziomie centralnym, ale także i przede wszystkim na poziomie regionalnym i w samorządach lokalnych rozwój mechanizmów geoinformacyjnych pozwoli efektywniej gromadzić i przekazywać informacje, a szeroki dostęp do nich pozwoli podejmować decyzje w sposób bardziej świadomy, oparty na znajomości rzeczywistej sytuacji. Ponadto w wielu przypadkach pozwoli zwiększyć przejrzystość działań administracji. Geoinformacja wspierać też będzie strategiczne decyzje wielkiego biznesu, które tak samo jak w sektorze publicznym wymagają możliwie najlepszej wiedzy o rzeczywistości. Rozwój społeczeństwa informacyjnego, wzrost jego mobilności i lawinowy rozwój technologii IT generować będą narastające zapotrzebowanie na możliwości przesyłowe. Większość realizowana będzie metodami konwencjonalnymi, ale w niektórych zastosowaniach zalety systemów satelitarnych będą decydować o wyborze szerokopasmowych rozwiązań oferujących łączność dwukierunkową. Najprawdopodobniej postępować będzie integracja różnych form komunikacji i łączność taka dostępna będzie przez terminale służące także do odbioru telewizji satelitarnej i radia, przypominające dziś dostępne odbiorniki. Na rynku mediów i rozrywki czynnikiem wywołującym wzrost zapotrzebowania na łączność satelitarną będzie wprowadzanie nowych możliwości: telewizji wysokiej rozdzielczości, interaktywnej telewizji i innych form rozrywki interaktywnej, a dalszej perspektywie być może także holografii. Upowszechni się radio satelitarne, możliwe do odbioru niezależnie od infrastruktury naziemnej. Łączność satelitarna będzie szerzej Polskie Biuro do spraw Przestrzeni Kosmicznej 7

8 wykorzystywana dla zapewnienia dostępu do sieci informacyjnej (w tym internetu) na obszarach trudno dostępnych i rzadko zamieszkałych, gdzie rozwój infrastruktury naziemnej może być nieekonomiczną alternatywą dla rozwiązań satelitarnych. Tutaj istotna rola przypadnie działaniom publicznym obejmującym teleedukację i telemedycynę, a także coraz powszechniej dostępną e-administrację. Rozwój takich usług musi zostać zainicjowany przy wsparciu sektora publicznego, jednak po osiągnięciu określonego poziomu dojrzałości będą one rozwijać się samodzielnie, gdyż wykorzystywanie takich rozwiązań będzie oferować istotne oszczędności. Obok państw rozwiniętych, ogromnym potencjalnym rynkiem może okazać się zapewnianie łączności i powyższych możliwości w państwach rozwijających się, gdzie brak istniejącej infrastruktury naziemnej, a warunki geograficzne często powodują, że jej budowa będzie po prostu nieopłacalna. Globalna i regionalna niestabilność polityczna wywoływać będzie ciągłe zapotrzebowanie na obrazy satelitarne i stały monitoring określonych obszarów dla potrzeb weryfikacji przestrzegania traktatów międzynarodowych, monitorowania sytuacji międzynarodowej oraz przygotowania i prowadzenia misji różnego rodzaju. Równocześnie coraz wyższy poziom nasycenia współczesnego pola walki techniką i systemami informacyjnymi stworzą realia wojny sieciocentrycznej. Efektem będzie ciągłe i narastające zapotrzebowanie na łączność o dużej przepustowości (w praktyce głównie satelitarną) tak na polu walki, jak i dla zapewnienia efektywnego zarządzania wsparciem logistycznym. Potencjalny wzrost niestabilności, zagrożenia atakami terrorystycznymi i zagrożenie klęskami żywiołowymi stworzą niszę w systemach łączności instytucji publicznych i wielkich firm dla rozwoju satelitarnych systemów łączności zapasowej na wypadek zniszczenia lub uszkodzenia infrastruktury naziemnej. Narastająca destabilizacja środowiska naturalnego wymagać będzie systematycznego zbierania dużej ilości informacji o klimacie, służących lepszemu poznaniu jego mechanizmów i kierunku zmian. W praktyce jedynie systemy satelitarne mogą dostarczyć takich danych w skali globalnej. Wzrastająca liczba klęsk żywiołowych tworzyć będzie zapotrzebowanie na szybkie pozyskiwanie zobrazowań wspierających prowadzenie działań ratowniczych i wykorzystywanych dla efektywnego zarządzania likwidacją skutków tych klęsk. Tym celom służyć będzie także infrastruktura łączności satelitarnej łatwa do szybkiego rozwinięcia na zniszczonych obszarach. Obserwacje satelitarne będą też wykorzystywane (często jako jedyne dostępne narzędzie operujące w skali globalnej) dla monitorowania przestrzegania traktatów międzynarodowych o ochronie środowiska, np. do pomiaru emisji CO 2. Narastający kryzys energetyczny stworzy potrzebę poszukiwania nowych zasobów naturalnych, zwłaszcza ropy i gazu. Zobrazowania satelitarne, w szczególności multispektralne, pozwolą w efektywny sposób identyfikować potencjalnie obiecujące obszary. Źródło: ESA Polskie Biuro do spraw Przestrzeni Kosmicznej 8

9 Łączność satelitarna Telekomunikacja satelitarna jest najbardziej dochodowym segmentem rynku usług satelitarnych, który wytworzył w 2005 roku 58 mld USD przychodu. Udział segmentu satelitarnego w całości wolumenu światowych transmisji telekomunikacyjnych nie przekracza 5 procent, ale znaczenie przekazu dokonywanego za pomocą satelitów komunikacyjnych jest kluczowe w szeregu zastosowań, a możliwości oferowane przez te techniki są trudne do zastąpienia. Według szacunków ESA wartość tego rynku w 2010 roku może wynosić 106 mld euro. Najbardziej dynamiczny wzrost jest oczekiwany w dziedzinie interaktywnych usług szerokopasmowych transmisji danych i obrazu, radia cyfrowego i regionalnych systemów mobilnych. Przeszło 2/3 przychodów sektora pochodzi z nadawania programów telewizyjnych. Obecnie liczba indywidualnych odbiorców wynosi ok. 80 mln i może wzrosnąć do 100 mln w roku Usługi wynajmu łączy satelitarnych, które przyniosły w roku 2003 przychody w wysokości 1 mld USD, rozwijać się będą w znacznym stopniu napędzane zapotrzebowaniem wojskowym (realizowanym poprzez zakup usług na rynku komercyjnym). Zakupy takie mogą osiągnąć 4,8 mld w roku Usługi łączności mobilnej generują obecnie jedynie 5 % przychodów sektora. Najmłodszym i najdynamiczniej rozwijającym się rynkiem jest radio satelitarne, które w roku 2005 przekroczyło 10 mln odbiorców i odnotowało wzrost przychodów o 165%. Szacuje się, iż w roku 2010 liczba odbiorców może wynieść 55 mln. Rynek sprzętu służącego łączności satelitarnej osiągnął w 2005 roku wartość 25 mld USD. Projekt Foresight Cechy łączności satelitarnej: sygnał nadawany przez satelity dociera bezpośrednio na duże odległości, co decyduje o przydatności łączności satelitarnej w przypadku usług nadawczych, takich jak radio, telewizja, transmisja danych czy inne, gdzie odbiorcami są liczne i rozproszone grupy użytkowników łączność satelitarna zapewnia możliwość jednoczesnego dostarczania informacji niezależnie do wielu odbiorców sygnał satelitarny możne dotrzeć niemalże wszędzie, bez względu na ukształtowanie terenu koszt transmisji przy wykorzystaniu satelitów geostacjonarnych jest niezależny od odległości i liczby odbiorców czas potrzebny na instalację sprzętu i uruchomienie łączności jest bardzo krótki sygnał satelitarny jest przesyłany bezpośrednio z satelity do użytkownika końcowego bez konieczności inwestowania w budowę infrastruktury kablowej systemy satelitarne zapewniają łączność ze statkami na morzach, samolotami na dużych wysokościach i użytkownikami na obszarach gdzie naziemna infrastruktura telekomunikacyjna nigdy nie istniała lub uległa zniszczeniu Polskie Biuro do spraw Przestrzeni Kosmicznej 9

10 Trendy rozwojowe Źródło: Eutelsat Rozwój oferty multimedialnej dostępnej w odbiorze satelitarnym: telewizja wysokiej rozdzielczości, telewizja interaktywna, programy na życzenie, potencjalnie holowizja Rozwój radia satelitarnego Rozwój domowych terminali dwukierunkowych domowy zestaw do odbioru telewizji satelitarnej oferować będzie także szerokopasmowy dostęp do internetu i innych treści multimedialnych, potencjalnie po cenach konkurencyjnych dla rozwiązań naziemnych Wzrost mobilności użytkowników poprzez zmniejszanie anten, mocy i masy terminali (dzięki zwiększeniu mocy sygnałów z satelitów) Potencjalny rozwój satelitarnej telefonii komórkowej (opartej albo na satelitach geostacjonarnych z antenami o dużej mocy albo na koncepcji konstelacji licznych satelitów na niskich orbitach) oraz urządzeń mobilnych służących odbiorowi treści multimedialnych (telewizja, dostęp do internetu). Rozwój urządzeń przenośnych automatycznie przełączających się pomiędzy sieciami komórkowymi naziemnymi i łącznością satelitarną przy braku sygnałów naziemnych Szersze wykorzystanie szerokopasmowej łączności satelitarnej jako sieci szkieletowej dla lokalnych punktów dostępowych i jako systemów łączności zapasowej Znaczne zwiększenie możliwości przesyłowych systemów satelitarnych dzięki wprowadzeniu zaawansowanego przetwarzania sygnałów na pokładzie satelitów oraz wprowadzenie systemów wielowiązkowych oferujących lepsze wykorzystanie ograniczonej liczby dostępnych częstotliwości Źródło: ESA Polskie Biuro do spraw Przestrzeni Kosmicznej 10

11 Obserwacja satelitarna Dominującym odbiorcą i użytkownikiem obserwacji satelitarnej od początku ery kosmicznej pozostają instytucje publiczne. W ciągu ostatnich lat rynek zobrazowań satelitarnych, oceniany w 2005 roku na ok. 1 mld USD przeszedł metamorfozę, oferując obecnie coraz dokładniejsze lub wyspecjalizowane dane coraz szerszemu gronu odbiorców. Szacuje się, iż w roku 2010 globalny rynek satelitarnych zobrazowań Ziemi będzie miał wartość ok. 2 mld USD. Zgodnie z prognozą z roku 2004, w okresie wyniesionych zostanie 170 nowych satelitów obserwacyjnych o łącznej wartości 15,5 mld USD, przy czym ok. 130 rozpocznie pracę przed rokiem Źródło: ESA Rozwój technologiczny prowadzi do ciągłego zwiększania dokładności zobrazowań satelitarnych i bogactwa uzyskiwanych informacji, a wzrost liczby programów dedykowanych obserwacjom Ziemi pozwoli na poprawę częstotliwości uzyskiwania obrazów tego samego obszaru i wpływać będzie na obniżanie ich cen. Satelity dostarczają przede wszystkim zobrazowań optycznych i radarowych (niezależnych od zachmurzenia i oświetlenia), których dokładność (rozdzielczość) schodzi obecnie poniżej 1 metra. Z analizy takich danych można wydobyć ogromne bogactwo informacji szczegółowych, od oceny susz w skali kraju i prognoz wzrostu roślin przez trójwymiarowe modele terenu po ocenę wieloletniej dynamiki rozwoju aglomeracji miejskich czy pomiar osiadania gruntu liczony w milimetrach. Główne zastosowania to przede wszystkim wykonywanie map i planowanie przestrzenne, prognozowanie pogody, ocena zanieczyszczeń środowiska, poszukiwanie złóż surowców, obserwacje globalnych zmian klimatu, ocena skutków klęsk żywiołowych oraz zdobywanie informacji dla potrzeb bezpieczeństwa i obrony. Lista różnorodnych zastosowań jest długa i stale się rozszerza, a instytucje publiczne, firmy i nawet indywidualni konsumenci coraz chętniej sięgają po materiały satelitarne. Polskie Biuro do spraw Przestrzeni Kosmicznej 11

12 Trendy rozwojowe Źródło: ESA Skracanie czasu od zamówienia do otrzymania zobrazowania satelitarnego i częstsza aktualizacja danych w przypadku ciągłego monitorowania określonego obszaru Rozwój możliwości pozyskiwania obrazów niezależnie od zachmurzenia i oświetlenia dzięki upowszechnianiu technologii radarowej Dążenie do pozyskiwania obrazu o możliwie dobrej dokładności (rozdzielczości przestrzennej) w jak najszerszym pasie terenu Uzyskiwanie coraz bardziej szczegółowych informacji o właściwościach fizykochemicznych obserwowanego obszaru (w oparciu o dane hiperspektralne) i wzrost możliwości identyfikacji obiektów Potencjalne pojawienie się możliwości bezpośredniego odbierania przez wielu użytkowników obrazów rozsyłanych przez satelitę natychmiast po ich wykonaniu Potencjalne pojawienie się możliwości ciągłego monitorowania prawie całego obszaru globu i uzyskiwanie obrazów niemal w czasie rzeczywistym (w oparciu o satelity geostacjonarne) Poszerzanie oferty zaawansowanych usług i wysokoprzetworzonych produktów informacyjnych oraz pojawianie się nowych kategorii ich użytkowników Rozwój globalnie zintegrowanych baz danych oferujących szybki i łatwy dostęp do informacji geoprzestrzennej Upowszechnianie i popularyzacja zobrazowań satelitarnych wykorzystywanych przez masowego odbiorcę (aplikacje typu Google Earth). Rozwój innowacyjnych aplikacji konsumenckich w oparciu o te dane Zobrazowania satelitarne pozostaną komplementarne do danych uzyskiwanych z samolotów bezzałogowych i zdjęć lotniczych Polskie Biuro do spraw Przestrzeni Kosmicznej 12

13 Nawigacja satelitarna Rozwój nawigacji satelitarnej ma wpływ na praktycznie wszystkie sektory współczesnej gospodarki. W roku 2005 przychody firm na rynku produktów i usług nawigacji satelitarnej wyniosły 21,8 mld USD. Do 2020 roku wartość tego rynku może sięgnąć 275 miliardów euro, zapewniając miejsc pracy. W użyciu będzie około 3 miliardów odbiorników nawigacji satelitarnej, zazwyczaj zintegrowanych z innymi urządzeniami. Szczególnie obiecujący obszar stanowi telefonia komórkowa, mająca ponad 2 miliardy abonentów, gdzie już dziś sprzedawane jest pół miliarda urządzeń rocznie, co umożliwia szybką penetrację rynku przez usługi opierające się na pozycjonowaniu satelitarnym. Projekt Foresight i ubezpieczeniach, sektorze energetycznym, rybołówstwie, rolnictwie, ochronie środowiska, szeroko pojętej nawigacji osobistej i innych. Produkowane odbiorniki będą miały coraz mniejsze rozmiary, a zarazem coraz lepsze zdolności do odbioru i przetwarzania nawet gorszej jakości lub zakłóconego sygnału. Znajdować się będą we wszelkiego rodzaju urządzeniach elektronicznych codziennego użytku, takich jak telefony komórkowe, palmtopy, aparaty fotograficzne, komputery przenośne czy zegarki; zwiększy się także liczba urządzeń montowanych fabrycznie w samochodach czy na jachtach. Usługi lokalizacyjne stanowią najbardziej obiecujący rynek masowy dla nawigacji satelitarnej. Perspektywa dostarczania użytkownikom informacji dostosowanych do ich osobistych potrzeb otwiera zupełnie nowe możliwości dla operatorów i usługodawców z branży telefonii komórkowej: klienci mogą uzyskiwać określone informacje związane ze swoim położeniem, takie jak adres najbliższego szpitala, najlepsza droga do stacji benzynowej czy lokalizacja najbliższej restauracji. Równolegle rozwijać się będzie rynek szczegółowych map cyfrowych, powiązanych z systemami informacji geoprzestrzennej. Nawigacja satelitarna pozwala na określanie położenia i parametrów ruchu w dowolnym miejscu na powierzchni Ziemi, niezależnie od pogody i pory dnia, z dokładnością do kilku metrów, z wykorzystaniem tylko darmowych serwisów GPS (a w przyszłości także Galileo i Glonass). Możliwości te wywołują już dziś lawinowy rozwój bardzo szerokiego wachlarza aplikacji, nie tylko we wszystkich dziedzinach transportu, ale także w bezpieczeństwie i zarządzaniu kryzysowym, ratownictwie, telekomunikacji, bankowości Polskie Biuro do spraw Przestrzeni Kosmicznej 13

14 Źródło: ESA Trendy rozwojowe Wzrost precyzji pomiarów położenia (nawet poniżej 1m dla obiektów nieruchomych) Wzrost dostępności sygnału na całej powierzchni Ziemi, także w miastach i terenach górzystych (dzięki współpracy systemów GPS, Galileo i Glonass). Potencjalnie także wspomaganie nawigacji satelitarnej w miastach usługami pozycjonowania w oparciu o sieci komórkowe Wzrost zaufania do dokładności sygnałów dzięki odbieraniu informacji o ich wiarygodności (i natychmiastowego ostrzeżenia o utracie wiarygodności) Wzrost pewności co do dostępności sygnału satelitarnego dzięki gwarancji ze strony operatorów i zmniejszaniu podatności sygnałów na zakłócenia Uznanie pomiarów za wiarygodne prawnie (certyfikacja) Wzrost dostępności sygnałów korekcyjnych (zwiększających dokładność pomiarów) naziemnych (DGPS), satelitarnych (EGNOS, WAAS, MSAS) i docelowo zintegrowanych z sygnałem nawigacyjnym Polskie Biuro do spraw Przestrzeni Kosmicznej 14

15 Raporty I fazy Projektu Foresight : główne trendy : łączność satelitarna : satelitarna obserwacja Ziemi : nawigacja satelitarna : technologie kosmiczne Wszystkie raporty są dostępne na stronie internetowej Polskiego Biura ds. Przestrzeni Kosmicznej: Polskie Biuro ds. Przestrzeni Kosmicznej ul. Bartycka 18 A Warszawa tel./faks: + 48 (22) biuro@kosmos.gov.pl