Dünya koca bir veri öbeği. Peki bunun fotoğrafını nasıl çekeceğiz?

Hepimiz uydu görüntülerine aşinayız, ancak görüntülerin çoğunun eski tarihli olduğunu bilmiyor olabiliriz. Böyle olmasının nedeni uyduların büyük ve pahalı olmasıdır ve bu sebeple de uzayda bu uydulardan pek fazla yoktur. Etkileyici konuşmasında açıkladığı gibi, Dan Berkenstock ve ekibi buna çok farklı bir çözüm bulmuş durumda. Dünyada olup bitenin fotoğrafını çekmek için radikal bir yeni yaklaşımla ucuz ve hafif uydular tasarlamak...

Beş yıl önce, bir doktora öğrencisi olarak

iki hayatım vardı.

Birinde, gelecek nesil uzay araçlarını tasarlamak için

NASA süper bilgisayarlarını kullandım,

diğerinde hassas nükleer teknolojilerle ilgili

potansiyel kaçakçıları arayan

bir veri bilimciydim.

Veri bilimcisi olarak, bir sürü analiz yaptım,

genellikle tesislerle ilgili,

dünyanın dört bir yanındaki sanayi tesisleri.

Ve her zaman bunların hepsini birbirine bağlayacak

daha iyi bir tuval arıyordum.

Bir gün, bütün verilerin nasıl

bir lokasyona sahip olduklarını düşünüyordum

ve cevapla karşı karşıya

olduğumu anladım.

Uydu mühendisi olsam da,

çalışmamda uydu görüntülerini kullanmak

aklıma gelmemişti.

Çoğunuz gibi ben de internete girip

evime bakmıştım ve düşündüm ki

oraya girip, bu tesislerin bir kısmına da

bakabilirim.

Ve bulduklarım beni gerçekten şaşırttı.

Bulduğum resimler

yıllar öncesine aitti

ve bu yüzden,

bugün yaptığım işle

hemen hemen çok az bir ilgisi vardı.

Fakat bu konu ilgimi çekmişti.

Demek istediğim, uydu görüntüleme oldukça inanılmaz bir şey.

Bugün bizi çevreleyen

milyonlarca ve milyonlarca sensör var,

ancak yine de günlük bazda bilmediğimiz pek çok şey var.

Çin'in tamamında ne kadar petrol depolanıyor?

Ne kadar mısır üretiliyor?

Tüm dünyanın limanlarında kaç tane gemi var?

Şimdi teoride bütün bu sorular

görüntüler sayesinde cevaplanabilir,

ama tabii eski değillerse.

Ve eğer bu veri çok değerliyse,

o zaman nasıl oluyor da daha güncel resimlere

ulaşamıyorum?

Hikâye 50 küsur yıl önce,

ABD hükümeti foto keşif uydularının

ilk jenerasyonunun ortaya çıkmasıyla başlıyor.

Ve bugün, bu ilk

Soğuk Savaş makinalarının büyük, büyük torunlarından

yalnızca birkaç tane var

ve artık özel sektör şirketleri tarafından işletiliyorlar

ve bizlerin günlük bazda gördüğü

uydu görüntülerinin büyük bir çoğunluğu bunlardan geliyor.

Bu dönemde, bir şeyi uzaya fırlatmanın,

uyduyu yukarı çıkarmak için kullanılan bir roketin bile,

maliyeti yüz milyonlarca dolar oluyor

ve bu da bunları pek sık fırlatmamak için

ve fırlattığın zaman da içine

mümkün olduğu kadar çok işlevselliği

sıkıştırmak için büyük bir baskı yaratıyor.

Bütün bunlar, uyduların sadece

daha büyük, daha büyük, daha da büyük

ve daha pahalı olmasını sağladı,

şu anda bir tanesi yaklaşık bir milyar, evet milyar, dolar ediyor.

Çok pahalı oldukları için

sayıları fazla değil.

Fazla sayıda olmadıkları için de,

günlük bazda gördüğümüz resimler

çoğunlukla eski oluyor.

Birçok insanın aslında bunu anlatılanlarla anladığını düşünüyorum,

ama dünyamızın ne kadar seyrek

fotoğraflandığını gözümüzde canlandırmak için,

arkadaşlarımla beraber 2000 ile 2010 arasında

bu uydularla toplanan 30 milyon resmin

veri setini oluşturduk.

Mavilere bakarsanız, dünyamızın büyük bir kısmına

hemen hemen hiç bakılmıyor, yılda bir kezden daha az

ve en sık bakılan alanlara bile,

kırmızı olanlar, en iyi ihtimalle çeyrek yılda bir bakılıyor.

Evet, havacılık mühendisliği doktora öğrencileri olarak,

bu grafik bize bunun üstesinden gelmemiz için yakarıyordu.

Bu nesneler neden bu kadar pahalı olmak zorunda?

Bir tek uydunun maliyetinin gerçekten

üç tane 747 jumbo jet kadar mı olması gerekiyor?

Daha güncel görüntüleme sağlayacak,

daha küçük, daha basit yeni bir uydu tasarımı yapmanın

bir yolu yok mu?

Gidip uydu tasarlamaya başlamamızın

kulağa gerçekten biraz çılgınca

geldiğini biliyorum,

ama neyse ki yardım aldık.

1990'ların sonlarında, birkaç profesör

uzaya bir şeyler fırlatmanın

fiyatını radikal olarak düşürmek için bir konsept önerdiler.

Bu, büyük uyduların yanında

daha küçük uyduların yollanmasıydı.

Bu, nesneleri yukarıya göndermenin maliyetini

iki sıfır atacak kadar düşürdü

ve birdenbire deney yapmaya,

biraz risk almaya

ve birçok yeniliği gerçekleştirmeye gücümüz yetiyordu.

Ve çoğu üniversitelerden yeni jenerasyon mühendis

ve bilim adamları,

Küp Uydu adı verilen, bu çok küçük,

ekmek kutusu büyüklüğündeki uyduları fırlatmaya başladılar.

Ve bunlar uydu firması yerine elektronik marketten

alınan elektroniklerle yapıldı.

İşte ben ve arkadaşlarım, kendi uydu tasarımımızın taslaklarını

çizmeye, bu ilk misyonlardan

öğrenilen dersleri kullanarak başladık.

Ve gerçekten de gidip bunları yapmak üzere,

bilinçli bir karar verdiğimiz günü

tam olarak hatırlamıyorum,

ancak

dünyanın bir veri öbeği olması,

küresel ekonomiyi günlük olarak gösterecek

milyonlarca veri noktasının elde edilebilmesi,

aralarındaki daha önce hiç bulunmamış milyarlarca bağlantının

ortaya çıkarılabilmesi fikri bir kez aklımıza girince,

başka bir şey üzerinde çalışmak

çok sıkıcı göründü.

Böylece Palo Alto'da sıkışık,

penceresiz bir ofise taşındık

ve tasarımımızı çizim tahtasından laboratuvara

taşımak üzere çalışmaya başladık.

Ele aldığımız ilk önemli konu, bu şeyleri

ne büyüklükte yapmamız gerektiğiydi.

Uzayda, boyut maliyeti etkiler

ve okulda bu çok küçük,

ekmek kutusu büyüklüğünde olanlarla çalıştık

ancak fizik kurallarını daha iyi anlamaya başladığımızda,

bu uyduların çekebildiği fotoğrafların kalitesinin

çok kısıtlı olduğunu anladık.

Çünkü fizik kurallarına göre,

bir teleskopla çekilebilecek en iyi resim

o teleskobun çapıyla ilgilidir

ve bu uyduların çok küçük,

çok kısıtlı hacmi vardı.

Ve çekebileceğimiz en iyi resmin,

bunun gibi bir şey olacağını anladık.

Bu, düşük maliyetli seçenek olsa da,

açıkçası uydu görüntülerini değerli kılan

şeyleri görmek için çok bulanıktı.

Yaklaşık üç ya da dört hafta sonra,

ilk özel görüntüleme uydusunu geliştiren

bir grup mühendisle

tesadüfen tanıştık

ve bize 1970'lerde

ABD hükümetinin güçlü bir

optimum çözümü bulduğunu anlattılar.

Buna göre, resimleri yaklaşık bir metre çözünürlükte çekerek,

nesneleri bir metre büyüklükte görerek,

sadece çok yüksek kaliteli görüntü almakla kalmayıp,

bunun yanında ucuz maliyetle, çok miktarda alabildiklerini de bulmuşlardı.

Kendi bilgisayar simülasyonlarımızdan,

bir metrenin gerçekten de asgari yeterlilikteki ürün

olduğunu hemen bulduk,

küresel ekonomimizin rotasını görebilmek için,

ilk kez günlük bazda dünyamızda

hareket eden gemileri, arabaları, nakliye konteynerlerini

ve kamyonları sayabilmek için,

bunun yanında insanları hâlâ göremiyor olmamız da cabasıydı.

Uygun olanı bulmuştuk.

Orijinal ekmek kutusundan

daha büyük birşeyler yapmamız gerekiyordu,

daha çok mini buzdolabı gibi bir şey,

ama yine de bir kamyonet kadar büyük yapmayacaktık.

Artık kısıtımız belliydi.

Fizik kuralları, yapabileceğimiz teleskobun

asgari büyüklüklüğünü tamı tamına bize söylüyordu.

Sıradaki şey ise, uydunun kalanını

mümkün olan en küçük ve en basit şekilde yapmaktı,

kabaca dört duvarlı uçan bir teleskop

ile 100 vatlık bir ampulden daha az güç kullanan,

telefon rehberinden daha küçük bir elektronik seti.

Yaşadığımız asıl zorluk, gerçekte bu teleskoptan

resim çekerken oldu.

Geleneksel görüntüleme uyduları çizgi tarayıcı kullanır,

Xerox makinesine benzer

ve dünyanın etrafında gezinirken resim çekerler,

bütün imajı ortaya çıkarmak için

satır satır tarayarak.

İnsanların bunları kullanmalarının nedeni çok fazla ışık almaları,

bu da düşük fiyatlı bir mobil telefondaki görüntüden

daha az parazit olduğu anlamına geliyor.

Bunların sorunu, çok komplike bir

sabitleme gerektirmesidir.

600 milden fazla uzaklıktan

50 santimetrelik bir hedefe odaklı kalmak zorundasınız,

saniyede yedi kilometreden daha fazla hızla hareket ederken,

bu da çok müthiş bir karmaşıklık seviyesi gerektirir.

Bu yüzden onun yerine, yeni jenerasyon video sensörlerine baktık,

ilk başta gece görüş gözlüklerinde kullanılmak üzere yapılmışlardı.

Tek bir yüksek kaliteli görüntü almak yerine,

tek tek daha parazitli karelerin

video akışını alabiliyorduk,

ama sonra bütün o kareleri

biraraya toplayıp

çok kaliteli görüntülere çevirebiliyorduk,

burada, yerde, sofistike piksel işleme

tekniklerini kullanarak

ve geleneksel sistemin yüzde biri maliyetine.

Ve bu tekniği uydudaki

pek çok diğer sisteme de uyguladık

ve günden güne tasarımımız

CAD (Bilgisayar destekli tasarım)'den prototiplere,

oradan imal edilen ürünlere doğru gelişti.

Birkaç hafta önce,

SkySat 1'i tamamladık,

üzerine imzamızı attık

ve dünyadan son bir kez güle güle diye el salladık.

Bugün, nihai fırlatma konfigürasyonuyla duruyor,

birkaç hafta içinde fırlatılmaya hazır.

Ve yakında, dikkatimizi bu uydulardan

24 veya daha fazlasını içeren bir seriyi fırlatmaya

ve toplayacağımız petabaytlarca verinin

içyüzünü ortaya çıkarmamızı sağlayacak

ölçeklenebilir çözümlemeler yaratmaya yönelteceğiz.

Peki bütün bunları neden yapıyoruz? Niye bu uyduları geliştiriyoruz?

Öyle ki, görüntüleyici uyduların

küresel şeffaflık sağlamak gibi eşsiz bir yetenekleri var,

ki güncel bazda şeffaflık da

sadece zamanı gelmiş bir fikirdir.

Kendimizi yeni sınırların öncüleri olarak

ekonomik verinin ötesinde,

insanlığın hikâyesini anbean çözenler olarak görüyoruz.

Bir veri bilimcisi için,

uzay kampına giden bir çocuk gibi olmaya benziyor,

bundan daha iyisi olamaz.

Teşekkürler.

(Alkış)