Capella Space's All-Seeing Eye: Harbinger of the Satellite Intelligence Revolution

Innehållsförteckning:

Capella Space's All-Seeing Eye: Harbinger of the Satellite Intelligence Revolution
Capella Space's All-Seeing Eye: Harbinger of the Satellite Intelligence Revolution

Video: Capella Space's All-Seeing Eye: Harbinger of the Satellite Intelligence Revolution

Video: Capella Space's All-Seeing Eye: Harbinger of the Satellite Intelligence Revolution
Video: Immortality Through Artificial Intelligence | Human 2.0 2024, Mars
Anonim
Bild
Bild

På senare tid övervägde vi möjligheterna hos rymdbaserade spaningstillgångar för att upptäcka hangarfartygsstrejkgrupper. I synnerhet framförde författaren antagandet om skapandet inom en nära framtid av "konstellationer" av kompakta och billiga spaningsatelliter, placerade i låga banor och som kan ersätta de befintliga stora och dyra spaningsatelliterna. Något liknande händer redan med kommunikationssatelliter tack vare Space X och dess Starlink globala höghastighets satellit-internetprojekt.

Enligt författarens antagande kan den teknik som används för storskalig konstruktion och utplacering av Starlink-satelliter senare användas för konstruktion av spaningsatelliter. Vissa motståndare har invänt mot detta att spaningsatelliter blir mycket större, mer komplexa och dyrare. Och detta gäller särskilt för aktiva radarsökande satelliter, som är av största intresse, eftersom de kan fungera när som helst på dygnet och i alla väder.

Tja, framtiden kommer tidigare än författaren antog. Men tyvärr kommer inte denna framtid för alla.

Capella utrymme

Det amerikanska företaget Capella Space, baserat i San Francisco, Kalifornien, grundades 2016 och syftar till att ge användare runt om i världen möjligheten att få kommersiella radarbilder med hög upplösning av planetens yta.

Capella Space planerar att distribuera 36 satelliter utrustade med syntetisk bländarradar. Det antogs att en satellits massa skulle vara cirka 40 kilo. Systemet bör göra det möjligt att erhålla radarbilder (RL) av jordens yta med en upplösning på 50 centimeter.

Dessutom kan systemet antagligen ta emot bilder med en upplösning på 25 centimeter och högre, men denna möjlighet för civila konsumenter blockeras fortfarande av amerikansk lag.

I december 2018 lanserade Capella Space sin första testsatellit, Denali, i omloppsbana. Lanseringen genomfördes med ett SpaceX Falcon 9 -lanseringsfordon från Vandenberg Air Force Base (Kalifornien).

Denali -satelliten är utformad för att testa design och teknik. RL -bilder från den såldes inte. Men de användes för interna tester och för att locka investerare och potentiella kunder. Efter lanseringen satte Denali -satelliten ut en flexibel antennväv som täckte ett område på cirka 8 meter.

Bild
Bild
Bild
Bild
Bild
Bild

I augusti 2020 lanserades den första seriella operativa satelliten, Sequoia, som redan kan leverera radarbilder av jordens yta till kommersiella kunder. Lanseringen i omlopp genomfördes av RN Electron från det privata amerikanska rymdföretaget Rocket Lab.

Massan på Sequoia -satelliten är 107 kilo. Den innehåller 400 meter kablar och ledningar som förbinder över hundra elektroniska moduler. Programvaran innehåller över 250 000 rader C -kod, över 10 000 rader med Python -kod och över 500 000 rader med FPGA -kod.

Bild
Bild

Med en orbitalhöjd på 525 kilometer och en lutning på 45 grader kan Sequoia ge kunderna radarbilder i regioner som Mellanöstern, Korea, Japan, Europa, Sydostasien, Afrika och USA.

I slutet av 2020 är det planerat att skjuta upp ytterligare två Sequoia RN Falcon 9 -satelliter i omloppsbana av SpaceX. Totalt planeras det att skjuta upp minst sju satelliter av denna typ.

Bild
Bild

Det bör förstås att den maximala upplösningen för det område som valts för undersökningen tillhandahålls när radarbilden exponeras i cirka 60 sekunder, för vilka Sequoia -satelliterna är utrustade med ett system för mekanisk orientering av antennremsan. Avståndet under flygningen blir lägre. Syntetiskt bländarläge möjliggör exakt 3D -topografi och ytdefinition.

Bild
Bild

Det antas att den sista konstellationen av 36 satelliter kommer att ge en bild av vilken del av planeten som helst med ett intervall på högst en timme.

Bild
Bild
Bild
Bild

Capella Spaces Sequoia -satellit skapades på 4 år av ett team på 100 personer.

Bild
Bild
Bild
Bild

Capella Space har redan tecknat kontrakt för tillhandahållande av kartografisk information med amerikanska myndigheter.

I synnerhet 2019 tecknades ett avtal med US National Reconnaissance Office (NRO) om att integrera kommersiella radarbilder som Capella Space-satelliterna tagit med de statliga NRO-övervakningssatelliterna.

I november 2019 tecknade US Air Force (Air Force) ett kontrakt med Capella Space för att införliva företagets bilder i Air Force virtual reality -programvara (eventuellt med hänvisning till mycket detaljerade 3D -terrängkartor för luftfart).

Den 13 maj 2020 tecknades ett kontrakt med det amerikanska försvarsdepartementet för att tillhandahålla luftburna radaruppgifter för syntetisk bländare till den amerikanska flottan. Capella kommer också att ge försvarsdepartementet interna analytiska tjänster för att tolka resultaten.

Och den 25 juni 2020 meddelade Capella Space undertecknandet av ett gemensamt forsknings- och utvecklingsavtal (CRADA) med US National Geospatial Agency (NGA). CRADA -avtalet ger Capella Space tillgång till NGA -forskare för en djupare förståelse av frågorna. I gengäld får NGA tillgång till Capella Spaces bild- och analystjänster. Detta är det första CRADA -avtalet mellan NGA och ett kommersiellt företag som tillhandahåller bilder från syntetiska bländarradarsatelliter.

Naturligtvis kan Capella rymdsatelliter inte betraktas som direkta analoger av de sofistikerade och dyra spaningsatelliterna som lanserats av de ledande militärindustriella makterna. Men något annat är viktigt här.

Ett 100-personersföretag har utvecklat och tillverkat satelliter som kan ta emot högupplösta radarbilder. Detta företag planerar att distribuera en konstellation av 36 sådana satelliter. Storleken och massan på dessa satelliter gör att de kan sättas i omlopp i kluster, som är fallet med Starlink -kommunikationssatelliter. Detta gör det möjligt att inte bara snabbt bygga upp sin gruppering i omloppsbana, utan också omedelbart att starta dem, om det behövs, med midget -lanseringsfordon.

Om bara ett privat startföretag kan detta? Hur många sådana eller liknande satelliter kan det amerikanska försvarsdepartementet skjuta vid behov?

Förresten, Capella Space är inte det enda företaget som arbetar i denna riktning.

ICEYE

Det finska företaget ICEYE grundades 2014 som ett dotterbolag till Aalto -universitetet, fakulteten för radioteknologi.

Sedan 2019 har ICEYE erbjudit tjänster för att få kommersiella radarbilder med hög upplösning som erhållits med hjälp av tre proprietära satelliter. Den första ICEYE-X2-satelliten lanserades den 3 december 2018 av SpaceX: s Falcon 9-uppskjutningsfordon och ytterligare två satelliter lanserades den 5 juli 2019.

Det antas att med kommersiell framgång för projektet kommer fler satelliter att sjösättas årligen.

Bild
Bild

Massan på en satellit är 85 kilo. Den är utrustad med jontrustare för att korrigera sin bana. Radarbildernas upplösning är 0, 25x0, 5, 1x1 eller 3x3 meter, inriktningsnoggrannheten är 10 meter, kommunikationskanalens hastighet är 140 megabit per sekund. Orbitalhöjd är 570 kilometer, lutning 97,69 grader.

Planet Labs

Det amerikanska företaget Planet Labs, som grundades 2010, utvecklar och tillverkar mikrosatelliter av CubeSat-typ som kallas Dove, som levereras i omloppsbana som en extra nyttolast för andra uppdrag.

Varje Dove-satellit är utrustad med toppmoderna optiska spaningssystem som är programmerade att undersöka olika delar av jorden. Varje Dove -observationssatellit skannar kontinuerligt jordens yta och skickar data efter att ha passerat markstationen.

De två första experimentella Dove -satelliterna lanserades 2013.

Bild
Bild

Efter förvärvet av det tyska företaget BlackBridge AG har satellitkonstellationen Planet Labs utökats med RapidEye -satelliter. Och efter förvärvet av TerraBella från Google även av konstellationen SkySat.

I juli 2015 placerade Planet Labs 87 Dove -satelliter och 5 RapidEye -satelliter i omloppsbana. Under 2017 lanserade Planet 88 fler Dove -satelliter. I september 2018 hade företaget skjutit upp ytterligare 300 satelliter, varav 150 är aktiva. År 2020 lanserade Planet Labs ytterligare sex högupplösta SkySats och 35 Dove-satelliter.

Dove -satelliter väger 4 kilo. Deras mått är 10x10x30 centimeter, omloppshöjden är 400 kilometer.

Satelliterna ger bilder med en upplösning på 3-5 meter.

Bild
Bild

RapidEye-satelliter som är mindre än en kubikmeter stora och väger 150 kilo, belägna på en höjd av 630 kilometer, ger en bild med en upplösning på 5 meter med en multispektral sensor i blått (440-510 nm), grönt (520-590 nm), nära rött (630–690 nm), långt rött (690–730 nm) och nära infrarött (760–880 nm) våglängdsområden.

Bild
Bild

SkySat-satelliter ger videobilder med en upplösning på undermätare. Deras design är baserad på användning av billiga, kommersiellt tillgängliga elektroniska komponenter.

SkySat -satelliter är cirka 80 centimeter långa och väger cirka 100 kilo.

Bild
Bild

SkySat -satelliter är i omloppsbana på 450 kilometers höjd och är utrustade med multispektrala och pankromatiska sensorer. Den rumsliga upplösningen i det pankromatiska området 400-900 nm är 0,9 meter.

Den multispektrala sensorn samlar in data i det blå (450-515 nm), gröna (515-595 nm), röda (605-695 nm) och nära infraröda (740-900 nm) intervallet med en upplösning på 2 meter.

Har vi något liknande?

Rysk privat kosmonautik

Framgångarna för den ryska privata kosmonautiken är mycket mer blygsamma.

Först och främst kan man återkalla SPUTNIX-företaget som grundades 2011, som 2014 lanserade den första ryska privata mikrosatellitteknologiska demonstratorn Tablettsat-Aurora i en jordbana med en massa på 26 kilo.

Som huvudlast är fordonet utrustat med en panchromatisk kamera för att skjuta jordytan i spektralbandet 430-950 nm med en upplösning på 15 meter och en strängbredd på 47 kilometer.

Capella Space's All-Seeing Eye: Harbinger of the Satellite Intelligence Revolution
Capella Space's All-Seeing Eye: Harbinger of the Satellite Intelligence Revolution

Dessutom lanserades flera vetenskapliga och pedagogiska nanosatelliter utvecklade av studenter och skolbarn.

Bland de enheter som utvecklas kan den ultrakompakta satelliten för fjärranalys av Earth RBIKRAFT-ZORKIY noteras.

Dess massa kommer att vara 10, 5 kilo. Lanseringen är planerad till 2021.

Enheten kommer att bära en teleskopkamera med en upplösning på 6, 6 meter per pixel, producerad av NPO Lepton. Kameran är utrustad med ett termiskt stabiliserings- och fokuseringssystem, samt en inbyggd minnesenhet, som möjliggör fotografering på begäran, utan att vara bunden till mottagningsstationer.

Den beräknade orbitalhöjden för RBIKRAFT-ZORKY-satelliten kommer att vara 550 kilometer med en lutning på 98 grader.

Bild
Bild

Ett annat företag är NPP Dauria Aerospace, grundat 2011 och ett av de första ryska företagen som skapade och sjösatte kommersiella satelliter.

Den 8 juli 2014 lanserade Dauria Aerospay den första satelliten i DX -serien utrustad med en nyttolast för mottagning och överföring av signaler från det automatiska identifieringssystemet, avsett för navigering och identifiering av fartyg i världshavet och på flodlinjer.

Bild
Bild

Ytterligare två satelliter PERSEUS-M1 och PERSEUS-M2 såldes till American Aquila Space i slutet av 2015.

Samma 2015 sålde Mikhail Kokorich, grundaren av NPP Dauria Aerospay LLC, sin andel i företaget och emigrerade till USA.

Som vi kan se är vår eftersläpning inom kommersiella satelliter från de ledande länderna i världen cirka 10-15 år.

Formellt finns det företag som tillverkar komponenter för satelliter - jonmotorer, sensorer, elektroniska komponenter. Men skapandet av en produktionsanläggning som producerar slutprodukten - högteknologiska satelliter - växer på något sätt inte ihop.

Vi har en liknande situation med skjutbilar. I allmänhet har vi inget som är jämförbart med Spaсe X eller Capella Space än.

Slutsatser

Kommersialiseringen av rymden utvecklas i högsta takt, både när det gäller att placera nyttolaster i omloppsbana och när det gäller att skapa konstgjorda jordsatelliter för olika ändamål. Det kan noteras att trenden med kommersialisering av rymden skisserades i början av 2000 -talet och har blivit explosiv under det senaste decenniet. Sammantaget har detta möjliggjort uppkomsten av utrustning, teknik och tjänster som nyligen varit otillgängliga, inte bara för kommersiella, utan också för statliga kunder.

I detta ljus väcker inte längre några tvivel om utsikterna till att USA: s väpnade styrkor kommer att sätta in hundratals eller till och med tusentals spanings- och kommunikationssatelliter, och i framtiden även satelliter i systemet för anti-missilförsvar (ABM)

Vad betyder detta för oss rent praktiskt?

Det kan hävdas att från ett visst ögonblick, när ett ökande antal spaningsatelliter av olika klasser och ändamål används, och deras tekniska egenskaper förbättras, blir det nästan omöjligt att undvika upptäckt av många typer av vapen från rymden

Möjligheten att erhålla globala, dygnet runt och allväder-spaningsdata, på en tidsskala nära det verkliga, kommer att göra det möjligt att utföra strejker med precisionsvapen och obemannade flygbilar (UAV) till hela djupet av fiendens territorium, inte bara på stillastående, utan också vid mobila mål, rikta om vapen på flykt.

Hotade kommer att vara mobila markbaserade missilsystem (PGRK), som utgör en av beståndsdelarna i de ryska kärnkraftsavskräckande styrkorna (SNF), och ytfartyg med traditionell layout kommer att förlora minsta möjlighet att gå vilse i djupet av havet, vilket innebär att fiendens långdistansflygplan alltid kommer att ha initiativet och kommer att kunna tillhandahålla den nödvändiga koncentrationen av styrkor för en attack med anti-ship missiler (ASM), tillräckligt för att övervinna luftförsvaret (luftförsvar) av hangarfartygs- och marinstrejkgrupper (AUG och KUG).

Om USA officiellt legaliserade försäljning av bilder från rymden med en upplösning på 50 centimeter, vilken upplösning är då tillgänglig för militären - 25, 10 centimeter eller mindre?

Med denna bildkvalitet hjälper inga hörnreflektorer. Till exempel, när du attackerar fartyg, kan deras första upptäckt utföras med en upplösning på 3-5 meter, sedan kommer identifiering att utföras med en upplösning på 50 centimeter eller mindre. Och sedan, efter lanseringen av anti-ship missilsystemet, kan fartyg spåras och deras koordinater sändas i realtid direkt till anti-ship missilsystemet via en satellitkommunikationskanal (retargeting in flight).

Någon kommer att säga varför inte använda elektronisk krigföring?

De kan lösa några av problemen, men inte alla. Elektronisk krigsutrustning i sig är en "ledstjärna" för fienden; det är omöjligt att använda dem kontinuerligt. Dessutom finns optisk spaningsutrustning kvar.

Det är praktiskt taget orealistiskt och ekonomiskt ineffektivt att förstöra ett nätverk av små satelliter från ytan - det är möjligt att fylla på gruppen av små satelliter med mindre ekonomiska förluster än att skjuta ner dem med missilförsvarsmissiler. Detta kräver specialiserade rymdavskiljare som kan intensivt manövrera och vara i omlopp under lång tid, vilket säkerställer konsekvent förstörelse av många mål.

Och lita inte på den vanliga missuppfattningen om "en hink med nötter i omloppsbana". Hela planet på planeten kommer inte att kunna transportera "nötter" till en bana i en mängd som är tillräcklig för att förstöra satelliter.

”Enligt European Space Agency finns det mer än 29 000 stora skräp som kretsar kring vår planet, från 4-tums metallbitar till hela obefintliga satelliter och tankar med använt bränsle. Lägg till cirka 670 000 bitar metall mellan 1 och 10 centimeter i storlek, cirka 170 miljoner färgpartiklar och otaliga miljarder frysta kylvätskedroppar och dammpartiklar som är mindre än en centimeter stora.”

Förbättrad teknik för att skapa små satelliter och missilförsvarsteknik kommer sannolikt att leda till att genomförandet på en ny teknisk nivå återupptas av projekt av banor för missilförsvar av typen "diamantsten", vilket, med beaktande av förstärkningen av spanings- och strejkfunktioner i USA: s SNF.

I slutet av 1900-talet sades mycket om det faktum att 2000-talet kommer att vara århundradet av virtuell verklighet, nano- och bioteknik. Utrymme, å andra sidan, har blivit "vardagligt tillämpat", förknippas med något som satellit-TV.

Framväxten av privata företag med ambitiösa mål och projekt förändrade allt. Och rymden åter befann sig i framkant av tekniska framsteg.

Rymden är inte bara projekt för vetenskaplig forskning och mänsklighetens expansion till nya territorier, utan också en hörnsten för att säkerställa statens säkerhet. Redan nu, utan att vinna någon fördel, eller åtminstone jämlikhet i yttre rymden, är alla mark-, luft- och sjöstyrkor dömda att besegra. I framtiden kommer denna situation bara att bli värre.

Detta gör projekt för skapandet av lovande uppskjutningsfordon och rymdfarkoster för olika ändamål till de mest prioriterade uppgifterna i vårt land.

Rekommenderad: