Praktika Saksa Kosmosekeskuses

See oli ühel ilusal augustikuu päeval, kui ma lennukiga Tallinnast Münchenisse lendasin. Münchenis oli palav, päeval üle 30 kraadi sooja ja ööselgi tuli akent pärani lahti hoida, et natukenegi magada saada.

Alguses läksin ma oma sõbra Marci juurde, sest oma korterit mul polnud. Münchenis ja selle ümbruses on ju elamispindadest suur puudus, sest mingil põhjusel on suur osa eurooplasi pähe võtnud just siia elama asuda. Lõuna-Saksamaa on, tõsi küll, väga ilus, nii et sellest võib teatud mõttes isegi aru saada. Minu elu tegi vabade korterite puudus paraku keerulisemaks, aga olgu kuidas on, nädal peale kohale jõudmist oli mul Oberpfaffenhofeni külje all oma spartalik 3x4 m tuba olemas.

Esimene õhtu Marci juures oli meeleolukas, rääkisime poole ööni teadusest, tehnika arengust, maailma asjadest ja filosofeerisime tuleviku teemadel. Ainult naistest me ei rääkinud, Marc ei ole väga suur naiste mees. Oli rõõmus jällenägemine. Esimene kord kohtusime Marciga Stuttgarti Ülikoolis 2009. a suvel, kus Marc oli minu juhendajaks. Nüüd olime mõlemad Saksa Kosmosekeskuses, mina alles alustasin oma SAR-uurimistööga, Marc oli UAV-dega juba mõned kuud tegutsenud. Ausalt öeldes oli Marci kortergi nagu väike labor – testrid, ostsilloskoobid, jootekolvid, igasugused akud ja nende laadijad.

Ametlikult pidi minu praktika algama alles 1. septembril, aga tulin igaks juhuks kohale juba augusti lõpus, et jõuda korteri otsimise ja sisseseadmisega aegsasti valmis. Nii sai septembrist õppe- ja teadustööle täiega tuld anda. Augusti lõpust on jaanuari algus saanud, vahepealne aeg on läinud väga kiiresti. 4 kuud Saksamaal studeeritud, 3 on veel ees.

Mis koht on Saksa Kosmosekeskus (DLR)?

Saksa Kosmosekeskus (saksa keeles Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt) on võimas Saksa riigi teadusasutus. DLR-i võib nimetada ka Saksa Kosmoseagentuuriks, umbes nagu NASA Ameerikas. DLR-i all tegutseb kümneid instituute mitmes Saksamaa eri kohas (Oberpfaffenhofenis, Kölnis, Stuttgartis, Bremenis jne). Nime poolest küll Saksa, aga tegelikult on DLR väga rahvusvaheline. Meie töörühmas Radartehnika Instituudis on sakslased isegi vähemuses, lisaks kohalikele on meil mitu itaallast, hispaanlast, korealased, jaapanlane, sloveen, kreeklane ja eestlane. Töö, nagu arvata võib, käib inglise keeles.

Radarsatelliit TerraSAR-X

DLR ei ole koht, kus käiks reaalne satelliitide ehitus. Siin rohkem kavandatakse ja mõeldakse välja uusi lahendusi, kuidas teha paremini, odavamalt, kiiremini… Muuhulgas on DLR ka radarsatelliidi TerraSAR-X kodu (vt juuresolevat pilti), siin mõeldi ta välja ja siit teda juhitakse.

Minu 12. klassi eesti keele õpetaja Rummel ütles ükskord, et iga uus asi on tegelikult ammu unustatud vana. Toona ma jäin teda peaaegu uskuma, aga nüüd järele mõeldes ei saa ma selle väitega küll nõus olla. Vot teaduses on võimalik teha tõesti päris uusi asju, vastasel juhul ei ole see enam teadus. DLR on just üks selliseid kohti, kus toimub teaduse tegemine (kui nii öelda tohib, kas teadust saab teha? äkki saab lihtsalt õppida ja paremini mõista seda maailma, mis Jumal on valmis teinud?).

Mis ma DLR-ist otsin?

Alustamaks päris algusest tuleb minna tagasi 2010. a kevad-talve, kui ma tehisavaradari (i k Syntehtic Aperture Radar - SAR) vastu huvi hakkasin tunda. Alguses oli SAR minu jaoks lihtsalt suurepärane tööriist üleujutuste kaardistamiseks, mis 2010. aasta kevadel Eestimaad ähvardasid, aga pika peale kannustas uudishimu mind sellest põnevast tööriistast aina rohkem ja rohkem teada saama. Suveks 2010 oli selge, et tõsisema arenguhüppe jaoks tuleb minna välismaale tarkust koguma. Eestis SAR-ga praktiliselt ei tegeldud (v.a. TTÜ Meresüsteemide Instituudi väike töörühm, aga nemad tegelesid enamasti vaid mererakendustega).

Uurisin-puurisin, rääkisin Francesco Sartiga ESA Kaugseirekeskusest (ESRIN) ja jõudsin järeldusele, et kõige kangem koht SAR-i sügavamalt õppimiseks on DLR-i Oberpfaffenhofeni keskus. Edasi läks kõik üpris loogiliselt, Jaan Praksi (Eesti SAR-i guru) ja Paco Dekkeri (DLR-i teadlane) diplomaatia toel tekitati mulle DLR-i praktikandi koht, Archimedesest sain rahastuse ja märtsi lõpuks 2011 oli minek juba kindel. Jaani ja Pacoga olin saanud tuttavaks juba varem 2010. aastal valdkonnas ringi vaadates. Olgu siinkohal öeldud, et mõlemad mehed on lisaks oma valdkonna heale tundmisele ka väga kenad inimesed.

Raadi lennuväli TerraSAR-X pildidl (C) DLR 2010

Eelmisel suvel ütles mulle üks TTÜ kolleeg DLR-i SAR-i õppima minekust rääkides, et kas ma ei karda, et ma olen DLR-i minekuks liiga loll. Väga huvitav vaatenurk, ma ei mõelnudki sellise mõtteavalduse peale solvuda. Ei kartnud tõesti ja ei karda praegu ka. Ega ma mingi memmekas pole, kes sõnapaari „Fourier pööre“ kuuldes kössi tõmbuks või summa märki nähes võpataks. Tartu Ülikoolis olin professor Peeter Saari käe all piisavalt signaalitöötluse aluseid õppinud, et iseseisvalt edasi minna. Loomulikult puutun ma SAR-i edasi õppides aina rohkem kokku ka selliste asjadega, millest ma lõpuni aru ei saa, aga kuskilt tuli alustada. Suhtumisega, et „ah mis mina väike rumal poiss Eestist sellest kaugel targas Saksas tehtud teadusest jagan“, me kaugele ei jõua. See on väga vale lähenemine. Ka ei vasta tõele see, et siin tehakse ainult peent tippteadust. DLR-is on väga palju erineva tasemega teadureid, professoreid, doktorante, magistrante jne ning ma ei ole neist kindlasti mitte kõige rumalam. Paralleelselt uurimistööga käib teadlaskonna järelkasvu kasvatamine.

Mis ma seni DLR-is teinud olen?

Kõige rohkem olen ma lihtsalt tehisavaradari tööpõhimõtet ja rakendusi õppinud, seda ma ju õieti siia tegema tulingi. Esimese asjana õppisin kasutama IDL-i (programmeerimiskeel mugavaks massiividega opereerimiseks), mis on DLR-i SAR-i töörühmades praktiliselt standardiks. Erinevalt valmispakettidest nagu ERDAS Imagine Radar Mapping Suite (RMS) või Array Next ESA SAR Toolbox (NEST) on IDL oluliselt paindlikum, ka tal on omad veidrused, aga teha saab praktiliselt mida iganes, samas oluliselt lühema koodiga kui C-s, Javas või mõnes muus üldkasulikus programmeerimiskeeles. Loomulikult on IDL-iga töötama harjumine keerulisem, kui valmispakettide intuitiivsetes menüüdes käskude valimine, aga IDL-i rõhuasetus ongi mujal.

Järgmiseks lahendasin IDL-i kasutades kõik meie töörühma uustulnuka sissejuhatavad ülesanded (SAR tutorialid):

1. SAR pildi moodustamine

2. interferomeetria (InSAR)

3. polarimeetria (PolSAR)

4. polarimeetriline interferomeetria (PolInSAR)

Nende korralik läbi tegemine võttis küll märksa kauem aega, kui alguses planeerisin, kuid selle eest usun, et sain materjali hästi selgeks ja veel rohkem sain aru sellest, kui palju on asju, millest ma veel aru ei saa. Kõige rohkem meeldis mulle ja kõige rohkem süüvisin esimesse ülesannete pakki. Suudan nüüd vajadusel ise 0-st kirjutada tarkvara, mis moodustab toorest kogutud signaalist SAR pildi (SAR focusing realisatsioon). Äge! Praktiline kasu on sellest veel SAR pildi paremal mõistmisel, miks teatud objektid SAR pildil paistavad just sellised nagu nad paistavad. Miks tugevad punkt-peegeldajad paistavad SAR pildil 2D sinc-funktsioonina? Miks on väga heledate objektide kõrval näha „tontidena“ nende heledate objektide koopiaid (i k ghosts või aliasing efekt)?

Lisaks parandasin viimaks ära oma üleujutuste kaardistamise artikli, mida nüüd Jaani käest tagasi ootan, et see siis täiendatud kujul uuesti esitada. Kaugjuhtimisega lõpetasin ka mõned Regio tööd. Selline on olnud minu sügis. Õhtuti olen teinud ka natuke jooksu- ja rattatrenni, et elementaarses vormis püsida.

Talv ja kevad DLR-is tõotavad tulla huvitavad, lähen PolInSAR teemade kallale, loen tublisti varasemaid teadusartikleid ja vaatan koos kolleegidega katseandmetele otsa, ehk oskan minagi midagi kasulikku olemasolevale teadmisele lisada.

Head uut aastat!