FireSat: Google-KI und 52 Satelliten sollen kleine Waldbrände schon im Anfangsstadium erkennen
Anfang nächsten Jahres wollen Google und seine Partner den ersten einer Reihe von Satelliten ins All bringen, die später gemeinsam häufig aktualisierte Nahaufnahmen von Waldbränden auf der ganzen Welt liefern und Daten bereitstellen, die den Feuerwehrleuten helfen könnten, Brände schneller, effektiver und sicherer zu bekämpfen.
Der gemeinnützige und der Forschungszweig des Online-Suchriesen haben mit der Moore Foundation, dem Environmental Defense Fund, dem Satellitenunternehmen Muon Space und anderen zusammengearbeitet, um in den kommenden Jahren 52 Satelliten mit speziell entwickelten Sensoren einzusetzen.
Genaue Satellitenbilder alle 20 Minuten
Die FireSat genannten Satelliten werden in der Lage sein, Brände bis zu einer Größe von fünf mal fünf Metern auf jedem Fleck der Erde zu erkennen. Sobald die gesamte Konstellation aufgebaut ist, soll das System in der Lage sein, diese Bilder etwa alle 20 Minuten zu aktualisieren, sagt die Gruppe.
Diese Fähigkeiten würden eine erhebliche Verbesserung gegenüber den Satelliten darstellen, die derzeit die Feuerwehren mit Daten beliefern. Im Allgemeinen liefern sie entweder hochauflösende Bilder, die nicht schnell genug aktualisiert werden, um Brände genau zu verfolgen, oder häufig aktualisierte Bilder mit relativ geringer Auflösung.
Die Zusammenarbeit mit der Earth Fire Alliance wird auch Googles KI-Tools für Waldbrände nutzen, die darauf trainiert wurden, frühe Anzeichen von Waldbränden zu erkennen und deren Verlauf zu verfolgen, um zusätzliche Erkenntnisse aus den Daten zu ziehen.
Die Bilder und Analysen werden den Feuerwehren auf der ganzen Welt kostenlos zur Verfügung gestellt, um das Verständnis dafür zu verbessern, wo Brände sind, wohin sie sich bewegen und wie heiß sie brennen. Die Informationen könnten den Behörden dabei helfen, kleine Brände zu bekämpfen, bevor sie sich zu wütenden Infernos entwickeln, begrenzte Feuerbekämpfungsressourcen dort einzusetzen, wo sie den größten Nutzen bringen, und Menschen auf den sichersten Wegen zu evakuieren.
Feuer erkennen – ohne Verwechselungsgefahr
„Auf Satellitenbildern der Erde können viele Dinge fälschlicherweise für ein Feuer gehalten werden: ein Glitzern, ein heißes Dach, Rauch von einem anderen Feuer“, sagt Chris Van Arsdale, Leiter der Klima- und Energieforschung bei Google Research und Vorsitzender der Earth Fire Alliance. „Die Erkennung von Bränden wird zur Suche nach Nadeln in einer Welt voller Heuhaufen. Die Lösung dieses Problems wird es den Ersthelfern ermöglichen, schnell und präzise zu handeln, wenn ein Feuer entdeckt wird.“
Die beteiligten Organisationen haben bekannt gegeben, dass Google.org, der gemeinnützige Arm des Unternehmens, 13 Millionen US-Dollar für das Programm zur Verfügung gestellt hat und dass der erste Start für das nächste Jahr geplant ist.
Beobachter:innen zufolge könnte FireSat eine wichtige Rolle bei der Brandbekämpfung spielen, indem er es den Feuerwehren ermöglicht, kleine Brände zu löschen, bevor sie sich zu großen auswachsen, und indem er über wirksame Strategien zur Brandbekämpfung informiert, wenn sie diesen Punkt überschritten haben.
„Diese Satelliten werden den Nebel des Krieges verringern“, sagt Michael Wara und meint damit, dass wichtige Informationen, die in solchen unübersichtlichen Situationen oft verloren gehen, jetzt besser erkennbar sein werden. Wara ist Direktor des Programms für Klima- und Energiepolitik am Woods Institute for the Environment der Universität Stanford, das sich mit Fragen der Brandbekämpfung befasst, und Mitglied des Beirats der „Wildfire Resilience Initiative“ der Moore Foundation. „Zum Beispiel, wenn eine Situation wirklich dynamisch und sehr gefährlich für die Feuerwehrleute ist und sie versuchen, sehr schnell Entscheidungen darüber zu treffen, ob sie zum Schutz von Gebäuden eingreifen oder versuchen sollen, Menschen zu evakuieren.“
Training der KI an kontrollierten Bränden
Google Research hat die Sensoren für den Satelliten entwickelt und sie sowie die KI-Modelle des Unternehmens zur Branderkennung durch Flüge über kontrollierten Bränden in Kalifornien getestet. Google beabsichtigt, mit der Earth Fire Alliance zusammenzuarbeiten, „um sicherzustellen, dass die KI dabei helfen kann, diese Daten so nützlich wie möglich zu machen, und dass die Informationen über Waldbrände so weit wie möglich verbreitet werden“, so das Unternehmen.
Googles Van Arsdale sagt, dass die Bereitstellung von Bildern von jedem Vorfall auf der ganzen Welt von Anfang bis Ende für Wissenschaftler:innen, die Waldbrände und den Klimawandel untersuchen, enorm wertvoll sein wird.
„Wir können diese Daten mit Googles bestehenden Modellen der Erde kombinieren, um unser Verständnis des Brandverhaltens und der Branddynamik in allen Ökosystemen der Erde zu verbessern“, sagt er. „All dies zusammen hat das Potenzial, die ökologischen und sozialen Auswirkungen von Bränden zu mindern und gleichzeitig die Gesundheit und Sicherheit der Menschen zu verbessern.“
Insbesondere könnte es die Einschätzung des Brandrisikos sowie unser Verständnis für die wirksamsten Mittel zur Verhinderung oder Verlangsamung der Ausbreitung von Bränden verbessern. So könnten die Gemeinden beispielsweise feststellen, wo es am kosteneffizientesten wäre, Bäume und Gestrüpp zu entfernen.
Gezielte Maßnahmen
Angesichts der hohen Kosten und der begrenzten Mittel, die für die Bewirtschaftung von Waldgebieten zur Verfügung stehen, ist es ein weiteres wichtiges Ziel des Programms, herauszufinden, wie solche Maßnahmen am besten durchgeführt werden können, sagt Genny Biggs, Programmdirektorin der Wildfire Resilience Initiative der Moore Foundation.
Der erste Satellit, der Anfang nächsten Jahres an Bord einer SpaceX-Rakete gestartet werden soll, wird abgesehen von einigen Datenübertragungsfunktionen voll funktionsfähig sein. Zu den Zielen der „Protoflight“-Mission gehört es, die Bordsysteme und die von ihnen gesendeten Daten zu testen. Die Earth Fire Alliance wird mit einer Handvoll Agenturen zusammenarbeiten, die die ersten Schritte unternehmen, um die nächsten Phasen vorzubereiten.
Die Gruppe beabsichtigt, im Jahr 2026 drei voll funktionsfähige Satelliten zu starten und in den darauffolgenden Jahren weitere Satelliten zu stationieren. Muon Space wird die Satelliten bauen und betreiben.
Konstellation mit 52 Satelliten
Sobald etwa die Hälfte der Konstellation einsatzbereit ist, sollen Behörden auf der ganzen Welt stündlich aktuelle Informationen über Waldbrände erhalten, sagt Brian Collins, geschäftsführender Direktor der Earth Fire Alliance. Die Earth Fire Alliance hofft, alle 52 Satelliten bis zum Ende dieses Jahrzehnts starten zu können.
Jeder Satellit ist für eine Lebensdauer von etwa fünf Jahren ausgelegt, so dass die Organisation schließlich jedes Jahr zehn weitere Satelliten einsetzen muss, um die Konstellation aufrechtzuerhalten.
Die Earth Fire Alliance hat etwa zwei Drittel der für die erste Phase des Programms, die die ersten vier Starts umfasst, benötigten Mittel gesichert. Die Organisation wird weitere Gelder von Regierungsbehörden, internationalen Organisationen, Philanthropen und anderen Gruppen aufbringen müssen, um die gesamte Konstellation aufzustellen, zu warten und zu betreiben. Die Gesamtkosten werden auf über 400 Millionen Dollar geschätzt. Das ist angesichts der Tatsache, dass es nur „einem Tausendstel der wirtschaftlichen Verluste entspricht, die jährlich allein in den USA durch extreme Waldbrände entstehen“, eine wohl lohnende Investition.