Capella Space visu redzošā acs: satelīta izlūkošanas revolūcijas Harbingers

Capella Space visu redzošā acs: satelīta izlūkošanas revolūcijas Harbingers
Capella Space visu redzošā acs: satelīta izlūkošanas revolūcijas Harbingers
Anonim
Attēls

Pavisam nesen mēs apsvērām kosmosa izlūkošanas līdzekļu iespējas atklāt lidmašīnu pārvadātāju trieciena grupas. Jo īpaši autors izvirzīja pieņēmumu par kompaktu un lētu izlūkošanas satelītu "zvaigznāju" radīšanu tuvākajā nākotnē, kas novietoti zemās orbītās un spēj aizstāt esošos lielos un dārgos izlūkošanas pavadoņus. Kaut kas līdzīgs jau notiek ar sakaru satelītiem, pateicoties Space X un tā globālajam ātrgaitas satelīta interneta projektam Starlink.

Saskaņā ar autora pieņēmumu, tehnoloģijas, kas izmantotas plaša mēroga Starlink satelītu būvniecībai un izvietošanai, vēlāk varētu tikt izmantotas izlūkošanas satelītu būvēšanai. Daži pretinieki ir iebilduši pret to, ka izlūkošanas pavadoņi būs daudz lielāki, sarežģītāki un dārgāki. Un tas jo īpaši attiecas uz aktīvajiem radaru izlūkošanas pavadoņiem, kas rada vislielāko interesi, jo tie var darboties jebkurā diennakts laikā un jebkuros laika apstākļos.

Nu, nākotne nāk agrāk, nekā autors bija pieņēmis. Bet diemžēl šī nākotne nenāk visiem.

Capella telpa

2016. gadā dibinātās amerikāņu kompānijas Capella Space, kas atrodas Sanfrancisko, Kalifornijā, mērķis ir nodrošināt lietotājiem visā pasaulē iespēju iegūt augstas izšķirtspējas komerciālos radara attēlus no planētas virsmas.

Capella Space plāno izvietot 36 satelītus, kas aprīkoti ar sintētiskās diafragmas radaru. Tika pieņemts, ka viena satelīta masa būs aptuveni 40 kilogrami. Sistēmai jāļauj iegūt zemes virsmas radara (RL) attēlus ar 50 centimetru izšķirtspēju.

Turklāt, domājams, sistēma spēj uztvert attēlus ar 25 centimetru un lielāku izšķirtspēju, taču šo iespēju civilajiem patērētājiem joprojām bloķē ASV likumi.

2018. gada decembrī Capella Space orbītā palaida savu pirmo testa pavadoni Denali. Palaišana tika veikta, izmantojot nesējraķeti SpaceX Falcon 9 no Vandenbergas gaisa spēku bāzes (Kalifornija).

Satelīts Denali ir paredzēts dizaina un tehnoloģiju pārbaudei. RL attēli no tā netika pārdoti. Bet tos izmantoja iekšējai pārbaudei un investoru un potenciālo klientu piesaistei. Pēc palaišanas Denali satelīts izvietoja elastīgu antenas tīklu, kas aptvēra aptuveni 8 metru platību.

Attēls
Attēls
Attēls

2020. gada augustā tika palaists pirmais sērijveida darbības satelīts Sequoia, kas jau spēj komerciāliem klientiem nodrošināt radara attēlus no zemes virsmas. Palaišanu orbītā veica privātā amerikāņu kosmosa kompānijas Rocket Lab RN Electron.

Sequoia satelīta masa ir 107 kilogrami. Tajā ir 400 metru kabeļu un vadu, kas savieno vairāk nekā simts elektroniskos moduļus. Programmatūrā ir vairāk nekā 250 000 C koda rindu, vairāk nekā 10 000 Python koda rindu un vairāk nekā 500 000 FPGA koda rindu.

Attēls

Ar 525 kilometru orbitālo augstumu un 45 grādu orbītas slīpumu Sequoia var nodrošināt klientus ar radara attēliem tādos reģionos kā Tuvie Austrumi, Koreja, Japāna, Eiropa, Dienvidaustrumāzija, Āfrika un ASV.

Līdz 2020. gada beigām plānots SpaceX orbītā palaist vēl divus Sequoia RN Falcon 9 pavadoņus. Kopumā plānots palaist vismaz septiņus šāda veida pavadoņus.

Attēls

Jāsaprot, ka aptaujai izvēlētās zonas maksimālā izšķirtspēja tiek nodrošināta, kad radara attēls tiek eksponēts aptuveni 60 sekundes, un tam Sequoia satelīti ir aprīkoti ar antenas sloksnes mehāniskās orientācijas sistēmu. Klīrenss lidojuma laikā būs mazāks. Sintētiskās diafragmas režīms nodrošina precīzu 3D topogrāfiju un virsmas noteikšanu.

Attēls

Tiek pieņemts, ka 36 satelītu gala zvaigznājs nodrošinās jebkuras planētas daļas attēlu ar intervālu, kas nepārsniedz vienu stundu.

Attēls
Attēls

Capella Space satelītu Sequoia 4 gadu laikā izveidoja 100 cilvēku komanda.

Attēls
Attēls

Capella Space jau ir parakstījis līgumus par kartogrāfiskās informācijas sniegšanu ar ASV valdības aģentūrām.

Jo īpaši 2019. gadā tika parakstīts līgums ar ASV Nacionālo izlūkošanas biroju (NRO), lai integrētu komerciālos radara attēlus, ko ieguvuši Capella Space satelīti, ar valstij piederošajiem NRO novērošanas pavadoņiem.

2019. gada novembrī ASV gaisa spēki (Gaisa spēki) parakstīja līgumu ar Capella Space, lai uzņēmuma attēlus iekļautu Gaisa spēku virtuālās realitātes programmatūrā (iespējams, atsaucoties uz ļoti detalizētām 3D reljefa kartēm aviācijai).

2020. gada 13. maijā tika parakstīts līgums ar ASV Aizsardzības ministriju par gaisa kuģa sintētiskās apertūras radara datu piegādi ASV jūras spēkiem. Capella arī sniegs Aizsardzības departamentam iekšējos analītiskos pakalpojumus, lai interpretētu secinājumus.

Un 2020. gada 25. jūnijā Capella Space paziņoja par Kopīga pētniecības un attīstības līguma (CRADA) parakstīšanu ar ASV Nacionālo ģeotelpisko aģentūru (NGA). CRADA līgums nodrošinās Capella Space piekļuvi NGA pētniekiem, lai dziļāk izprastu jautājumus. Savukārt NGA saņem piekļuvi Capella Space attēlu un analīzes pakalpojumiem. Šis ir pirmais CRADA līgums starp NGA un komercsabiedrību, kas nodrošina attēlus no sintētiskās diafragmas radaru satelītiem.

Protams, Capella Space satelītus nevar uzskatīt par vadošo militāri rūpniecisko lielvaru palaisto sarežģīto un dārgo izlūkošanas satelītu tiešiem analogiem. Bet šeit ir svarīgs kaut kas cits.

100 cilvēku uzņēmums ir izstrādājis un ražojis satelītus, kas spēj uztvert augstas izšķirtspējas radara attēlus. Šis uzņēmums plāno izvietot 36 šādu satelītu zvaigznāju. Šo satelītu izmēri un masa ļauj tos nogādāt orbītā kopās, kā tas ir Starlink sakaru pavadoņu gadījumā. Tas ļauj ne tikai ātri izveidot savu grupējumu orbītā, bet arī nepieciešamības gadījumā steidzami palaist tos ar lāpstiņām.

Ja tikai privāts jaunuzņēmums to spēj? Cik šādu vai līdzīgu pavadoņu vajadzības gadījumā var palaist ASV Aizsardzības departaments?

Starp citu, Capella Space nav vienīgais uzņēmums, kas strādā šajā virzienā.

ICEYE

Somijas uzņēmums ICEYE tika dibināts 2014. gadā kā Aalto universitātes Radiotehnoloģijas fakultātes meitas uzņēmums.

Kopš 2019. gada ICEYE piedāvā pakalpojumus augstas izšķirtspējas komerciālu radaru attēlu iegūšanai, kas iegūti, izmantojot trīs patentētus satelītus. Pirmais satelīts ICEYE-X2 tika palaists 2018. gada 3. decembrī ar nesējraķeti SpaceX Falcon 9, bet vēl divi pavadoņi tika palaisti 2019. gada 5. jūlijā.

Tiek pieņemts, ka līdz ar projekta komerciālajiem panākumiem katru gadu tiks palaisti vēl vairāki satelīti.

Attēls

Viena satelīta masa ir 85 kilogrami. Tas ir aprīkots ar jonu dzinējiem, lai koriģētu orbītu. Radara attēlu izšķirtspēja ir 0, 25x0, 5, 1x1 vai 3x3 metri, līdzinājuma precizitāte ir 10 metri, sakaru kanāla ātrums ir 140 megabiti sekundē.Orbitālais augstums ir 570 kilometri, slīpums 97,69 grādi.

Planētu laboratorijas

Amerikāņu kompānija Planet Labs, kas dibināta 2010. gadā, izstrādā un ražo CubeSat tipa mikrosatellītus ar nosaukumu Dove, kas tiek nogādāti orbītā kā papildu krava citām misijām.

Katrs Dove satelīts ir aprīkots ar vismodernākajām optiskās izlūkošanas sistēmām, kas ieprogrammētas dažādu Zemes daļu apsekošanai. Katrs Dove novērošanas pavadonis nepārtraukti skenē Zemes virsmu, nosūtot datus pēc tam, kad ir nokļuvis virs zemes stacijas.

Pirmie divi eksperimentālie Dove pavadoņi tika palaisti 2013.

Attēls

Pēc vācu kompānijas BlackBridge AG iegādes Planet Labs satelītu zvaigznājs ir paplašināts ar RapidEye satelītiem. Un pēc TerraBella iegādes no Google arī SkySat zvaigznājs.

2015. gada jūlijā Planet Labs orbītā ievietoja 87 Dove satelītus un 5 RapidEye satelītus. 2017. gadā Planet palaida vēl 88 Dove satelītus. Līdz 2018. gada septembrim uzņēmums bija palaidis vēl aptuveni 300 satelītus, no kuriem 150 ir aktīvi. Gadā Planet Labs uzsāka sešus papildu augstas izšķirtspējas SkySats un 35 Dove satelītus.

Dove pavadoņi sver 4 kilogramus. To izmēri ir 10x10x30 centimetri, orbītas augstums ir 400 kilometri.

Satelīti nodrošina attēlus ar 3-5 metru izšķirtspēju.

Attēls

RapidEye satelīti, kas ir mazāki par vienu kubikmetru un sver 150 kilogramus un atrodas 630 kilometru augstumā, nodrošina attēlu ar 5 metru izšķirtspēju, izmantojot multispektrālu zilu (440–510 nm), zaļu (520–590 nm) sensoru.), tuvu sarkanam (630–690 nm), tālu sarkanam (690–730 nm) un tuvu infrasarkanajam (760–880 nm) viļņu garuma diapazonam.

Attēls

SkySat satelīti nodrošina zemmetra izšķirtspējas video attēlus. To dizains ir balstīts uz lētu, komerciāli pieejamu elektronisko komponentu izmantošanu.

SkySat satelīti ir aptuveni 80 centimetrus gari un sver aptuveni 100 kilogramus.

Attēls

SkySat satelīti atrodas orbītā 450 kilometru augstumā un ir aprīkoti ar daudzpektrāliem un pankromatiskiem sensoriem. Telpiskā izšķirtspēja pankromatiskajā diapazonā 400–900 nm ir 0,9 metri.

Daudzspektrālais sensors savāc datus zilā (450–515 nm), zaļā (515–595 nm), sarkanā (605–695 nm) un gandrīz infrasarkanā (740–900 nm) diapazonā ar 2 metru izšķirtspēju.

Vai mums ir kaut kas līdzīgs?

Krievijas privātā kosmonautika

Krievijas privātās kosmonautikas panākumi ir daudz pieticīgāki.

Vispirms var atcerēties 2011. gadā dibināto uzņēmumu SPUTNIX, kas 2014. gadā palaidis pirmo Krievijas privāto mikrosatelītu tehnoloģiju demonstrētāju Tablettsat-Aurora zemas zemes orbītā ar 26 kilogramu masu.

Kā galvenā kravnesība transportlīdzeklis ir aprīkots ar pankromatisko kameru, lai fotografētu zemes virsmu spektra joslā 430–950 nm ar 15 metru izšķirtspēju un vāla platumu 47 kilometrus.

Capella Space visu redzošā acs: satelīta izlūkošanas revolūcijas Harbingers

Tika palaisti arī vairāki zinātniski un izglītojoši nanosatelīti, ko izstrādājuši studenti un skolēni.

Starp izstrādātajām ierīcēm var atzīmēt īpaši kompakto satelītu Zemes tālvadībai RBIKRAFT-ZORKIY.

Tās masa būs 10, 5 kilogrami. Palaišana paredzēta 2021.

Ierīcei būs teleskopa kamera ar 6,6 metru izšķirtspēju uz pikseli, ko ražojusi NPO Lepton. Kamera ir aprīkota ar termiskās stabilizācijas un fokusēšanas sistēmu, kā arī iebūvētu atmiņas ierīci, kas ļauj fotografēt pēc pieprasījuma, nesaistoties ar uztveršanas stacijām.

Paredzētais RBIKRAFT-ZORKY satelīta orbitālais augstums būs 550 kilometri ar 98 grādu slīpumu.

Attēls

Vēl viens uzņēmums ir AES Dauria Aerospace, kas dibināta 2011. gadā un viena no pirmajām Krievijas kompānijām, kas izveidojusi un palaidusi komerciālos satelītus.

2014. gada 8. jūlijā Dauria Aerospay palaida pirmo DX sērijas satelītu, kas aprīkots ar derīgu slodzi signālu saņemšanai un pārraidei no automātiskās identifikācijas sistēmas, kas paredzēta kuģošanai un kuģu identifikācijai Pasaules okeānā un upju līnijās.

Attēls

Vēl divi pavadoņi PERSEUS-M1 un PERSEUS-M2 tika pārdoti Amerikas Aquila Space 2015. gada beigās.

Tajā pašā 2015. gadā AES Dauria Aerospay LLC dibinātājs Mihails Kokoričs pārdeva savu daļu uzņēmumā un emigrēja uz ASV.

Kā redzam, mūsu atpalicība pasaules vadošo valstu komerciālo satelītu jomā ir aptuveni 10-15 gadi.

Formāli ir uzņēmumi, kas ražo satelītu komponentus - jonu dzinējus, sensorus, elektroniskās sastāvdaļas. Bet ražošanas iekārtas izveide, kas ražo galaproduktu - augsto tehnoloģiju satelītus - kaut kā neaug kopā.

Mums ir līdzīga situācija ar nesējraķetēm. Kopumā mums vēl nav nekā, kas būtu salīdzināms ar Spaсe X vai Capella Space.

secinājumus

Kosmosa komercializācija attīstās visaugstākajā tempā gan lietderīgo kravu novietošanā orbītā, gan mākslīgo zemes satelītu izveidei dažādiem mērķiem. Var atzīmēt, ka kosmosa komercializācijas tendence tika iezīmēta 2000. gadu sākumā un pēdējā desmitgadē ir kļuvusi sprādzienbīstama. Kopumā tas ļāva parādīties iekārtām, tehnoloģijām un pakalpojumiem, kas pēdējā laikā nebija pieejami ne tikai komerciāliem, bet arī valsts klientiem.

Ņemot to vērā, izredzes ASV bruņotajos spēkos izvietot simtiem vai pat tūkstošiem izlūkošanas un sakaru satelītu, kā arī nākotnē arī pretraķešu aizsardzības (ABM) sistēmas satelītus, vairs nerada šaubas

Ko tas mums nozīmē praktiski?

Var apgalvot, ka no noteikta brīža, kad tiek izvietots arvien vairāk dažādu klašu un mērķu izlūkošanas satelītu, kā arī uzlabojas to tehniskās īpašības, būs gandrīz neiespējami izvairīties no daudzu veidu ieroču atklāšanas no kosmosa

Iespēja iegūt globālus, diennakts un visu laika apstākļu izlūkošanas datus tuvu reālai laika skalai ļaus veikt triecienus ar precīziem ieročiem un bezpilota lidaparātiem (UAV) visā dziļumā. ienaidnieka teritorija, ne tikai stacionāros, bet arī mobilos objektos, atkārtoti mērķējot ieročus lidojuma laikā.

Apdraudētas būs mobilās sauszemes raķešu sistēmas (PGRK), kas veido vienu no Krievijas kodolieroču atturēšanas spēku (SNF) elementiem, un tradicionālā izkārtojuma virszemes kuģi zaudēs vismazāko iespēju apmaldīties dziļumos. okeāns, kas nozīmē, ka ienaidnieka tālsatiksmes lidmašīna vienmēr būs iniciatīva un spēs nodrošināt nepieciešamo spēku koncentrāciju triecienam ar pretkuģu raķetēm (ASM), kas ir pietiekamas, lai pārvarētu pretgaisa aizsardzību (pretgaisa aizsardzība) gaisa kuģu pārvadātāju un jūras trieciengrupu (AUG un KUG).

Ja ASV oficiāli legalizēja attēlu pārdošanu no kosmosa ar 50 centimetru izšķirtspēju, tad kāda izšķirtspēja ir pieejama militārajiem spēkiem - 25, 10 centimetri vai mazāk?

Ar šo attēla kvalitāti nekādi stūra atstarotāji nepalīdzēs. Piemēram, uzbrūkot kuģiem, to sākotnējo noteikšanu var veikt ar 3-5 metru izšķirtspēju, pēc tam identifikācija tiks veikta ar 50 centimetru vai mazāku izšķirtspēju. Un tad, pēc pretkuģu raķešu sistēmas palaišanas, kuģus var izsekot un to koordinātas reāllaikā pārsūtīt tieši pretkuģu raķešu sistēmai, izmantojot satelīta sakaru kanālu (atkārtota mērķēšana lidojuma laikā).

Kāds teiks, kāpēc neizmantot elektronisko karu?

Viņi var atrisināt dažas problēmas, bet ne visas. Elektroniskā kara tehnika pati par sevi ir "bāka" ienaidniekam, to nav iespējams nepārtraukti izmantot. Turklāt paliek optiskās izlūkošanas aprīkojums.

Iznīcināt mazo satelītu tīklu no virsmas ir praktiski nereāli un ekonomiski neefektīvi - ir iespējams papildināt mazo satelītu grupu ar mazākiem ekonomiskiem zaudējumiem, nekā tos notriekt ar pretraķešu aizsardzības raķetēm. Tam nepieciešami specializēti kosmosa pārtvērēji, kas spēj intensīvi manevrēt un ilgstoši atrasties orbītā, nodrošinot konsekventu daudzu mērķu iznīcināšanu.

Un nepaļaujieties uz izplatīto nepareizo priekšstatu par "riekstu spaini orbītā".Visa planētas ekonomika nevarēs nogādāt "riekstus" orbītā tādā apjomā, kas būtu pietiekams, lai iznīcinātu satelītus.

“Saskaņā ar Eiropas Kosmosa aģentūras datiem, ap mūsu planētu riņķo vairāk nekā 29 000 lielu gružu, sākot no 4 collu metāla gabaliem līdz veseliem neesošiem satelītiem un izlietotās kodoldegvielas tvertnēm. Pievienojiet aptuveni 670 000 metāla gabalu, kuru izmērs ir no 1 līdz 10 centimetriem, apmēram 170 miljonus krāsas daļiņu un neskaitāmus miljardus saldētu dzesēšanas šķidruma pilienu un putekļu daļiņu, kuru izmērs ir mazāks par centimetru.”

Uzlabojot mazo satelītu un pretraķešu aizsardzības tehnoloģiju radīšanas tehnoloģijas, visticamāk, tiks atsākta "dimanta oļu" tipa orbitālo pretraķešu aizsardzības uztvērēju projektu īstenošana jaunā tehniskā līmenī, kas, ņemot vērā ASV SNF izlūkošanas un trieciena spējas.

20. gadsimta beigās daudz tika runāts par to, ka 21. gadsimts būs virtuālās realitātes, nano- un biotehnoloģijas gadsimts. Savukārt kosmoss ir kļuvis “ikdienā pielietojams”, asociējoties ar kaut ko līdzīgu satelīttelevīzijai.

Privātu uzņēmumu parādīšanās ar vērienīgiem mērķiem un projektiem mainīja visu. Un kosmoss atkal nonāca tehnoloģiskā progresa priekšgalā.

Kosmoss ir ne tikai zinātniski pētnieciski projekti un cilvēces paplašināšana jaunās teritorijās, bet arī stūrakmens valsts drošības nodrošināšanā. Jau tagad, neiegūstot priekšrocības vai vismaz paritāti kosmosā, jebkuri sauszemes, gaisa un jūras spēki ir lemti sakāvei. Nākotnē šī situācija tikai pasliktināsies.

Tas padara projektus par daudzsološu nesējraķešu un kosmosa kuģu izveidi dažādiem mērķiem starp mūsu valsts prioritārajiem uzdevumiem.

Populārs ar tēmu