Ochiul atotvăzător al Capella Space: vestitorul revoluției inteligenței prin satelit

Ochiul atotvăzător al Capella Space: vestitorul revoluției inteligenței prin satelit
Ochiul atotvăzător al Capella Space: vestitorul revoluției inteligenței prin satelit
Anonim
Imagine

Mai recent, am luat în considerare capacitățile activelor de recunoaștere bazate pe spațiu pentru a detecta grupurile de grevă ale portavioanelor. În special, autorul a prezentat presupunerea cu privire la crearea în viitorul apropiat a „constelațiilor” de sateliți de recunoaștere compacti și ieftini, așezați pe orbite joase și capabili să înlocuiască sateliții de recunoaștere mari și costisitori existenți. Ceva similar se întâmplă deja cu sateliții de comunicații datorită Space X și proiectului său global de internet de mare viteză Starlink prin satelit.

Conform presupunerii autorului, tehnologiile utilizate pentru construcția și desfășurarea pe scară largă a sateliților Starlink ar putea fi ulterior utilizate pentru construirea sateliților de recunoaștere. Unii oponenți s-au opus acestui fapt că sateliții de recunoaștere vor fi mult mai mari, mai complexi și mai scumpi. Și acest lucru este valabil mai ales pentru sateliții activi de recunoaștere radar, care prezintă cel mai mare interes, deoarece pot funcționa în orice moment al zilei și în orice vreme.

Ei bine, viitorul vine mai devreme decât presupunea autorul. Dar, din păcate, acest viitor nu vine pentru toată lumea.

Spațiul Capella

Fondată în 2016, compania americană Capella Space, cu sediul în San Francisco, California, își propune să ofere utilizatorilor din întreaga lume capacitatea de a obține imagini radar comerciale de înaltă rezoluție ale suprafeței planetei.

Capella Space intenționează să desfășoare 36 de sateliți echipați cu radar cu deschidere sintetică. S-a presupus că masa unui satelit ar fi de aproximativ 40 de kilograme. Sistemul ar trebui să permită obținerea de imagini radar (RL) ale suprafeței terestre cu o rezoluție de 50 de centimetri.

Mai mult, probabil, sistemul este capabil să primească imagini cu o rezoluție de 25 centimetri sau mai mare, dar această oportunitate pentru consumatorii civili este încă blocată de legislația SUA.

În decembrie 2018, Capella Space a lansat primul său satelit de testare, Denali, pe orbită. Lansarea a fost efectuată folosind un vehicul de lansare SpaceX Falcon 9 de la baza forțelor aeriene Vandenberg (California).

Satelitul Denali este conceput pentru a testa designul și tehnologia. Imaginile RL din acesta nu au fost vândute. Dar au fost folosite pentru testarea internă și pentru atragerea investitorilor și a potențialilor clienți. După lansare, satelitul Denali a lansat o antenă flexibilă care acoperă o suprafață de aproximativ 8 metri.

Imagine
Imagine
Imagine

În august 2020, a fost lansat primul satelit operațional în serie, Sequoia, care este deja capabil să ofere clienților comerciali imagini radar ale suprafeței pământului. Lansarea pe orbită a fost realizată de RN Electron al companiei private aerospațiale americane Rocket Lab.

Masa satelitului Sequoia este de 107 kilograme. Conține 400 de metri de cabluri și fire care conectează peste o sută de module electronice. Software-ul include peste 250.000 de linii de cod C, peste 10.000 de linii de cod Python și peste 500.000 de linii de cod FPGA.

Imagine

Cu o altitudine orbitală de 525 de kilometri și o înclinație orbitală de 45 de grade, Sequoia poate oferi clienților imagini radar în regiuni precum Orientul Mijlociu, Coreea, Japonia, Europa, Asia de Sud-Est, Africa și Statele Unite.

Până la sfârșitul anului 2020, este planificată lansarea a încă doi sateliți Sequoia RN Falcon 9 pe orbită de către SpaceX. În total, este planificată lansarea a cel puțin șapte sateliți de acest tip.

Imagine

Trebuie înțeles că rezoluția maximă a zonei selectate pentru sondaj este furnizată atunci când imaginea radar este expusă timp de aproximativ 60 de secunde, pentru care sateliții Sequoia sunt echipați cu un sistem de orientare mecanică a benzii de antenă. Clearance-ul în zbor va fi mai mic. Modul diafragmei sintetice permite o topografie 3D precisă și definirea suprafeței.

Imagine

Se presupune că constelația finală a 36 de sateliți va oferi o imagine a oricărei părți a planetei cu un interval de cel mult o oră.

Imagine
Imagine

Satelitul Sequoia al Capella Space a fost creat în 4 ani de o echipă de 100 de persoane.

Imagine
Imagine

Capella Space a semnat deja contracte pentru furnizarea de informații cartografice cu agențiile guvernamentale americane.

În special, în 2019, a fost semnat un acord cu Biroul Național de Recunoaștere al SUA (NRO) pentru a integra imagini radar comerciale obținute de sateliții Capella Space cu sateliții de supraveghere NRO deținute de stat.

În noiembrie 2019, Forțele Aeriene ale SUA (Forța Aeriană) au semnat un contract cu Capella Space pentru a încorpora imaginile companiei în software-ul de realitate virtuală al Forțelor Aeriene (posibil referindu-se la hărți 3D foarte detaliate ale terenului pentru aviație).

La 13 mai 2020, a fost semnat un contract cu Departamentul Apărării al SUA pentru furnizarea de date radar cu deschidere sintetică în aer către marina SUA. Capella va oferi, de asemenea, Departamentului Apărării servicii analitice interne pentru interpretarea constatărilor.

Și pe 25 iunie 2020, Capella Space a anunțat semnarea unui acord comun de cercetare și dezvoltare (CRADA) cu Agenția Națională Geospațială a SUA (NGA). Acordul CRADA va oferi Capella Space acces la cercetătorii NGA pentru o mai bună înțelegere a problemelor. În schimb, NGA are acces la serviciile de imagini și analize ale Capella Space. Acesta este primul acord CRADA între NGA și o companie comercială care furnizează imagini din sateliți radar cu diafragmă sintetică.

Bineînțeles, sateliții spațiali Capella nu pot fi considerați analogi direcți ai sateliților de recunoaștere sofisticați și costisitori lansați de către principalele puteri militare-industriale. Dar altceva este important aici.

O companie de 100 de persoane a dezvoltat și fabricat sateliți capabili să primească imagini radar de înaltă rezoluție. Această companie intenționează să desfășoare o constelație de 36 de astfel de sateliți. Dimensiunea și masa acestor sateliți le permit să fie plasate pe orbită în clustere, cum este cazul sateliților de comunicație Starlink. Acest lucru face posibilă nu numai construirea rapidă a grupării lor pe orbită, ci și lansarea urgentă a acestora, dacă este necesar, cu vehicule de lansare midget.

Dacă doar o companie privată de start-up este capabilă de asta? Câți astfel de sateliți sau similari poate lansa Departamentul Apărării al SUA, dacă este necesar?

Apropo, Capella Space nu este singura companie care lucrează în această direcție.

ICEYE

Compania finlandeză ICEYE a fost fondată în 2014 ca o filială a Universității Aalto, Facultatea de Tehnologie Radio.

Din 2019, ICEYE oferă servicii pentru obținerea de imagini radar comerciale de înaltă rezoluție obținute folosind trei sateliți proprietari. Primul satelit ICEYE-X2 a fost lansat pe 3 decembrie 2018 de vehiculul de lansare SpaceX Falcon 9, iar alți doi sateliți au fost lansați pe 5 iulie 2019.

Se presupune că odată cu succesul comercial al proiectului, mai mulți sateliți vor fi lansați anual.

Imagine

Masa unui satelit este de 85 de kilograme. Este echipat cu propulsoare de ioni pentru a-i corecta orbita. Rezoluția imaginilor radar este de 0, 25x0, 5, 1x1 sau 3x3 metri, precizia alinierii este de 10 metri, viteza canalului de comunicație este de 140 megabiți pe secundă.Altitudinea orbitală este de 570 de kilometri, înclinarea 97,69 grade.

Planet Labs

Compania americană Planet Labs, fondată în 2010, dezvoltă și produce microsateliți de tip CubeSat numiți Dove, care sunt livrați pe orbită ca o sarcină utilă auxiliară pentru alte misiuni.

Fiecare satelit Dove este echipat cu sisteme optice de recunoaștere optică programate pentru a supraveghea diferite părți ale Pământului. Fiecare satelit de observare Dove scanează continuu suprafața Pământului, trimitând date după ce a trecut peste stația terestră.

Primii doi sateliți experimentali Dove au fost lansați în 2013.

Imagine

După achiziționarea companiei germane BlackBridge AG, constelația de sateliți Planet Labs a fost extinsă cu sateliții RapidEye. Și după achiziționarea TerraBella de la Google, de asemenea, de către constelația SkySat.

În iulie 2015, Planet Labs a plasat pe orbită 87 de sateliți Dove și 5 sateliți RapidEye. În 2017, Planet a lansat încă 88 de sateliți Dove. Până în septembrie 2018, compania lansase încă aproximativ 300 de sateliți, dintre care 150 sunt activi. În 2020, Planet Labs a lansat șase sateliți SkySats de înaltă rezoluție și 35 de sateliți Dove.

Sateliții Dove cântăresc 4 kilograme. Dimensiunile lor sunt de 10x10x30 centimetri, înălțimea orbitei este de 400 de kilometri.

Sateliții oferă imagini cu o rezoluție de 3-5 metri.

Imagine

Sateliții RapidEye cu o dimensiune mai mică de un metru cub și o greutate de 150 de kilograme, situate la o altitudine de 630 de kilometri, oferă o imagine cu o rezoluție de 5 metri utilizând un senzor multispectral în albastru (440-510 nm), verde (520-590 nm), aproape de roșu (630 –690 nm), roșu îndepărtat (690–730 nm) și domenii de lungimi de undă aproape de infraroșu (760–880 nm).

Imagine

Sateliții SkySat oferă imagini video cu rezoluție sub-metru. Proiectarea lor se bazează pe utilizarea componentelor electronice ieftine, disponibile în comerț.

Sateliții SkySat au aproximativ 80 de centimetri lungime și cântăresc aproximativ 100 de kilograme.

Imagine

Sateliții SkySat se află pe orbită la o altitudine de 450 de kilometri și sunt echipați cu senzori multispectrale și pancromatici. Rezoluția spațială în intervalul pancromatic de 400-900 nm este de 0,9 metri.

Senzorul multispectral colectează date în intervalele albastru (450-515 nm), verde (515-595 nm), roșu (605-695 nm) și în infraroșu apropiat (740-900 nm) cu o rezoluție de 2 metri.

Avem ceva similar?

Cosmonautica privată rusă

Succesele cosmonauticii private rusești sunt mult mai modeste.

În primul rând, ne amintim de compania SPUTNIX fondată în 2011, care a lansat în 2014 primul demonstrator privat rus de tehnologie microsatelit Tablettsat-Aurora pe orbita pământului cu o masă de 26 de kilograme.

Ca sarcină utilă principală, vehiculul este echipat cu o cameră panoramatică pentru fotografierea suprafeței pământului în banda spectrală 430-950 nm cu o rezoluție de 15 metri și o lățime a benzii de 47 de kilometri.

Ochiul atotvăzător al Capella Space: vestitorul revoluției inteligenței prin satelit

De asemenea, au fost lansate mai multe nanosatelite științifice și educaționale dezvoltate de elevi și școlari.

Printre dispozitivele aflate în curs de dezvoltare se poate remarca satelitul ultracompact pentru teledetecția Pământului RBIKRAFT-ZORKIY.

Masa sa va fi de 10, 5 kilograme. Lansarea este programată pentru 2021.

Dispozitivul va purta o cameră telescopică cu o rezoluție de 6, 6 metri pe pixel, produsă de NPO Lepton. Camera este echipată cu un sistem de stabilizare termică și focalizare, precum și un dispozitiv de memorie încorporat, care permite fotografierea la cerere, fără a fi legată de stațiile de recepție.

Altitudinea orbitală estimată a satelitului RBIKRAFT-ZORKY va fi de 550 de kilometri cu o înclinație de 98 de grade.

Imagine

O altă companie este NPP Dauria Aerospace, fondată în 2011 și una dintre primele companii rusești care au creat și lansat sateliți comerciali.

Pe 8 iulie 2014, Dauria Aerospay a lansat primul satelit din seria DX echipat cu o sarcină utilă pentru recepția și transmiterea semnalelor de la sistemul automat de identificare, conceput pentru navigația și identificarea navelor din Oceanul Mondial și pe liniile fluviale.

Imagine

Alți doi sateliți PERSEUS-M1 și PERSEUS-M2 au fost vânduți la Aquila Space american la sfârșitul anului 2015.

În același 2015, Mikhail Kokorich, fondatorul NPP Dauria Aerospay LLC, și-a vândut partea din companie și a emigrat în Statele Unite.

După cum putem vedea, decalajul nostru în domeniul sateliților comerciali din țările de frunte ale lumii este de aproximativ 10-15 ani.

În mod oficial, există companii care produc componente pentru sateliți - motoare cu ioni, senzori, componente electronice. Dar crearea unei facilități de producție care produce produsul final - sateliți de înaltă tehnologie - nu crește cumva împreună.

Avem o situație similară cu vehiculele de lansare. În general, nu avem încă nimic comparabil cu Spaсe X sau Capella Space.

concluzii

Comercializarea spațiului se dezvoltă la cele mai ridicate rate, atât în ​​ceea ce privește plasarea încărcăturilor utile pe orbită, cât și în ceea ce privește crearea de sateliți artificiali de pământ pentru diverse scopuri. Se poate observa că tendința de comercializare a spațiului a fost conturată la începutul anilor 2000 și a devenit explozivă în ultimul deceniu. Luate împreună, acest lucru a permis apariția de echipamente, tehnologii și servicii care au fost recent inaccesibile nu numai pentru clienții comerciali, ci și pentru clienții guvernamentali.

În această perspectivă, perspectiva desfășurării de către forțele armate americane a sutelor sau chiar a mii de sateliți de recunoaștere și comunicații și, în viitor, și a sateliților sistemului de apărare antirachetă (ABM), nu mai ridică nicio îndoială

Ce înseamnă acest lucru pentru noi în termeni practici?

Se poate susține că, dintr-un anumit moment, pe măsură ce se desfășoară un număr din ce în ce mai mare de sateliți de recunoaștere de diferite clase și scopuri, precum și caracteristicile lor tehnice se îmbunătățesc, va deveni aproape imposibil să se evite detectarea multor tipuri de arme din spațiu

Abilitatea de a obține date de recunoaștere globale, non-stop și pe toate timpurile, pe o scară de timp apropiată de cea reală, va face posibilă efectuarea atacurilor cu arme de precizie și vehicule aeriene fără pilot (UAV) la întreaga adâncime a teritoriul inamicului, nu numai la staționare, ci și la ținte mobile, îndreptând armele în zbor.

Amenințate vor fi sistemele mobile de rachete la sol (PGRK), care alcătuiesc unul dintre elementele forțelor nucleare de descurajare rusești (SNF), iar navele de suprafață cu structura tradițională vor pierde cea mai mică oportunitate de a se pierde în adâncurile oceanul, ceea ce înseamnă că aeronavele cu rază lungă de acțiune ale inamicului vor avea întotdeauna inițiativa și vor putea asigura concentrarea necesară a forțelor pentru o lovitură cu rachete anti-nave (ASM), suficientă pentru a depăși apărarea aeriană (apărarea aeriană) a portavionului și a grupurilor de grevă navală (AUG și KUG).

Dacă Statele Unite au legalizat oficial vânzarea de imagini din spațiu cu o rezoluție de 50 de centimetri, atunci ce rezoluție este disponibilă pentru militari - 25, 10 centimetri sau mai puțin?

Cu această calitate a imaginii, niciun reflector de colț nu va ajuta. De exemplu, atunci când atacă nave, detectarea inițială a acestora poate fi efectuată cu o rezoluție de 3-5 metri, apoi identificarea se va efectua cu o rezoluție de 50 de centimetri sau mai puțin. Și apoi, după lansarea sistemului de rachete anti-nave, navele pot fi urmărite și coordonatele lor transmise în timp real direct la sistemul de rachete anti-nave printr-un canal de comunicație prin satelit (retargeting în zbor).

Cineva va spune de ce să nu folosim războiul electronic?

Ei pot rezolva unele dintre probleme, dar nu toate. Echipamentul de război electronic în sine este un „far” pentru inamic; este imposibil să le folosești continuu. În plus, rămân echipamente optice de recunoaștere.

Este practic nerealist și ineficient din punct de vedere economic să distrugi o rețea de sateliți mici de la suprafață - este posibil să se umple grupul de sateliți mici cu pierderi economice mai mici decât să-i dobori cu rachete de apărare antirachetă. Acest lucru necesită interceptori spațiali specializați capabili să manevreze intens și să stea pe orbită mult timp, asigurând distrugerea consecventă a multor ținte.

Și nu vă bazați pe concepția greșită obișnuită despre „o găleată de nuci pe orbită”.Întreaga economie a planetei nu va putea transporta „nuci” pe orbită într-o cantitate suficientă pentru a distruge sateliții.

„Potrivit Agenției Spațiale Europene, există peste 29.000 de resturi mari care orbitează planeta noastră, de la bucăți de metal de 4 inci la sateliți întregi inexistenți și rezervoare de combustibil uzat. Adăugați aproximativ 670.000 de bucăți de metal cu dimensiuni cuprinse între 1 și 10 centimetri, aproximativ 170 de milioane de particule de vopsea și nenumărate miliarde de picături de lichid de răcire înghețate și particule de praf cu dimensiuni mai mici de un centimetru.”

Îmbunătățirea tehnologiilor pentru crearea sateliților de dimensiuni mici și a tehnologiilor de apărare antirachetă va duce cel mai probabil la reluarea implementării la un nou nivel tehnic a proiectelor de interceptori de apărare antirachetă de tip „pietricică de diamant”, care, ținând seama de consolidarea capacitățile de recunoaștere și de grevă ale SNF SUA.

La sfârșitul secolului al XX-lea, s-au spus multe despre faptul că secolul al XXI-lea va fi secolul realității virtuale, nano- și biotehnologiei. Pe de altă parte, spațiul a devenit „aplicat în fiecare zi”, asociindu-se cu ceva de genul televiziunii prin satelit.

Apariția companiilor private cu obiective și proiecte ambițioase a schimbat totul. Și spațiul s-a regăsit din nou în fruntea progresului tehnologic.

Spațiul nu este doar proiecte de cercetare științifică și extinderea omenirii în noi teritorii, ci și o piatră de temelie în asigurarea securității statului. Deja acum, fără a obține un avantaj sau cel puțin o paritate în spațiul cosmic, orice forță terestră, aeriană și maritimă este sortită înfrângerii. În viitor, această situație se va agrava.

Acest lucru face ca proiectele pentru crearea de vehicule de lansare promițătoare și nave spațiale în diferite scopuri să fie printre cele mai prioritare sarcini ale țării noastre.

Popular după subiect