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

Indholdsfortegnelse:

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: HVAD VILLE DER SKE HVIS VI ALLE STORMEDE AREA 51? 2024, Marts
Anonim
Billede
Billede

For nylig overvejede vi mulighederne for rumbaserede rekognoseringsaktiver til at detektere hangarskibets slaggrupper. Navnlig fremsatte forfatteren antagelsen om oprettelse i den nærmeste fremtid af "konstellationer" af kompakte og billige rekognosceringssatellitter, placeret i lave baner og i stand til at erstatte de eksisterende store og dyre rekognosceringssatellitter. Noget lignende sker allerede med kommunikationssatellitter takket være Space X og dets globale Starlink-højhastigheds-satellit-internetprojekt.

Ifølge forfatterens antagelse kunne de teknologier, der blev brugt til den store konstruktion og indsættelse af Starlink-satellitter, efterfølgende bruges til konstruktion af rekognosceringssatellitter. Nogle modstandere har indvendt imod dette, at rekognosceringssatellitter vil være meget større, mere komplekse og dyrere. Og det gælder især for aktive radar -rekognosceringssatellitter, der er af største interesse, da de kan operere når som helst på dagen og i alt vejr.

Nå, fremtiden kommer tidligere, end forfatteren antog. Men desværre kommer denne fremtid ikke for alle.

Capella plads

Det amerikanske firma Capella Space, der blev grundlagt i 2016, har til formål at give brugere rundt om i verden mulighed for at få kommercielle radarbilleder i høj opløsning af planetens overflade.

Capella Space planlægger at implementere 36 satellitter udstyret med syntetisk blænde radar. Det blev antaget, at massen af en satellit ville være omkring 40 kg. Systemet bør gøre det muligt at opnå radar (RL) billeder af jordens overflade med en opløsning på 50 centimeter.

Desuden er formodentlig systemet i stand til at modtage billeder med en opløsning på 25 centimeter og højere, men denne mulighed for civile forbrugere er stadig blokeret af amerikansk lov.

I december 2018 lancerede Capella Space sin første testsatellit, Denali, i kredsløb. Lanceringen blev udført ved hjælp af et SpaceX Falcon 9 -affyringsvogn fra Vandenberg Air Force Base (Californien).

Denali -satellitten er designet til at teste design og teknologi. RL -billeder fra den blev ikke solgt. Men de blev brugt til intern testning og tiltrækning af investorer og potentielle kunder. Efter opsendelsen indsatte Denali -satellitten en fleksibel antenne, der dækker et område på cirka 8 meter.

Billede
Billede
Billede
Billede
Billede
Billede

I august 2020 blev den første serielle operative satellit, Sequoia, opsendt, som allerede er i stand til at levere radarbilleder af jordoverfladen til erhvervskunder. Lanceringen i kredsløb blev udført af RN Electron fra det private amerikanske luftfartsfirma Rocket Lab.

Massen på Sequoia -satellitten er 107 kg. Den indeholder 400 meter kabler og ledninger, der forbinder over hundrede elektroniske moduler. Softwaren indeholder over 250.000 linjer C -kode, over 10.000 linjer Python -kode og over 500.000 linjer FPGA -kode.

Billede
Billede

Med en orbital højde på 525 kilometer og en orbitalhældning på 45 grader kan Sequoia give kunderne radarbilleder i regioner som Mellemøsten, Korea, Japan, Europa, Sydøstasien, Afrika og USA.

Ved udgangen af 2020 er det planlagt at lancere yderligere to Sequoia RN Falcon 9 -satellitter i kredsløb af SpaceX. I alt er det planlagt at opsende mindst syv satellitter af denne type.

Billede
Billede

Det skal forstås, at maksimalopløsningen for det område, der er valgt til undersøgelsen, tilvejebringes, når radarbilledet udsættes for omkring 60 sekunder, for hvilket Sequoia -satellitterne er udstyret med et system med mekanisk orientering af antennestrimlen. In-flight clearance vil være lavere. Syntetisk blændefunktion muliggør nøjagtig 3D -topografi og overfladedefinition.

Billede
Billede

Det antages, at den sidste konstellation af 36 satellitter vil give et billede af enhver del af planeten med et interval på ikke mere end en time.

Billede
Billede
Billede
Billede

Capella Space's Sequoia -satellit blev oprettet på 4 år af et team på 100 mennesker.

Billede
Billede
Billede
Billede

Capella Space har allerede underskrevet kontrakter om levering af kartografiske oplysninger med amerikanske myndigheder.

Især i 2019 blev der underskrevet en aftale med US National Reconnaissance Office (NRO) om at integrere kommercielle radarbilleder opnået af Capella Space-satellitter med de statsejede NRO-overvågningssatellitter.

I november 2019 underskrev US Air Force (Air Force) en kontrakt med Capella Space om at inkorporere virksomhedens billeder i Air Force virtual reality -software (muligvis med henvisning til meget detaljerede 3D -terrænkort til luftfart).

Den 13. maj 2020 blev der underskrevet en kontrakt med det amerikanske forsvarsministerium om at levere luftbårne syntetiske blænde radardata til den amerikanske flåde. Capella vil også give forsvarsministeriet interne analysetjenester til at fortolke resultaterne.

Og den 25. juni 2020 annoncerede Capella Space underskrivelsen af en fælles forsknings- og udviklingsaftale (CRADA) med US National Geospatial Agency (NGA). CRADA -aftalen vil give Capella Space adgang til NGA -forskere for en dybere forståelse af problemerne. Til gengæld får NGA adgang til Capella Spaces billed- og analysetjenester. Dette er den første CRADA -aftale mellem NGA og et kommercielt selskab, der leverer billeder fra syntetiske blænde radarsatellitter.

Selvfølgelig kan Capella Space-satellitter ikke betragtes som direkte analoger af de sofistikerede og dyre rekognosceringssatellitter, der blev lanceret af de førende militær-industrielle magter. Men noget andet er vigtigt her.

En virksomhed på 100 personer har udviklet og fremstillet satellitter, der er i stand til at modtage radarbilleder i høj opløsning. Dette firma planlægger at implementere en konstellation af 36 sådanne satellitter. Størrelsen og massen af disse satellitter gør det muligt at sætte dem i kredsløb i klynger, som det er tilfældet med Starlink -kommunikationssatellitter. Dette gør det muligt ikke kun hurtigt at opbygge deres gruppering i kredsløb, men også omgående at lancere dem, hvis det er nødvendigt, med midget -lanceringskøretøjer.

Hvis kun et privat opstartsfirma er i stand til dette? Hvor mange sådanne eller lignende satellitter kan det amerikanske forsvarsministerium opsende om nødvendigt?

I øvrigt er Capella Space ikke det eneste selskab, der arbejder i denne retning.

ICEYE

Det finske firma ICEYE blev grundlagt i 2014 som et datterselskab af Aalto University, Fakultet for radioteknologi.

Siden 2019 har ICEYE tilbudt tjenester til opnåelse af kommercielle radarbilleder i høj opløsning opnået ved hjælp af tre proprietære satellitter. Den første ICEYE-X2-satellit blev opsendt den 3. december 2018 af SpaceXs Falcon 9-affyringsvogn, og yderligere to satellitter blev opsendt den 5. juli 2019.

Det antages, at der med projektets kommercielle succes vil blive lanceret flere flere satellitter årligt.

Billede
Billede

Massen på en satellit er 85 kg. Den er udstyret med ionpropeller til at korrigere sin bane. Radarbilledernes opløsning er 0, 25x0, 5, 1x1 eller 3x3 meter, justeringsnøjagtigheden er 10 meter, kommunikationskanalens hastighed er 140 megabit i sekundet. Orbitalhøjde er 570 kilometer, hældning 97,69 grader.

Planet Labs

Det amerikanske firma Planet Labs, der blev grundlagt i 2010, udvikler og producerer mikrosatellitter af CubeSat-typen kaldet Dove, som leveres i kredsløb som en hjælpelast til andre missioner.

Hver Dove-satellit er udstyret med state-of-the-art optiske rekognosceringssystemer programmeret til at undersøge forskellige dele af Jorden. Hver Dove -observationssatellit scanner kontinuerligt jordens overflade og sender data efter at have passeret jordstationen.

De første to eksperimentelle Dove -satellitter blev opsendt i 2013.

Billede
Billede

Efter opkøbet af det tyske selskab BlackBridge AG er satellitkonstellationen Planet Labs blevet udvidet med RapidEye -satellitter. Og efter opkøbet af TerraBella fra Google også af SkySat -konstellationen.

I juli 2015 placerede Planet Labs 87 Dove -satellitter og 5 RapidEye -satellitter i kredsløb. I 2017 lancerede Planet 88 flere Dove -satellitter. I september 2018 havde virksomheden lanceret omkring 300 flere satellitter, hvoraf 150 er aktive. I 2020 lancerede Planet Labs yderligere seks SkySats i høj opløsning og 35 Dove-satellitter.

Dovesatellitter vejer 4 kg. Deres dimensioner er 10x10x30 centimeter, kredsløbshøjden er 400 kilometer.

Satellitterne giver billeder med en opløsning på 3-5 meter.

Billede
Billede

RapidEye-satellitter, der er mindre end en kubikmeter i størrelse og vejer 150 kg, placeret i en højde af 630 kilometer, giver et billede med en opløsning på 5 meter ved hjælp af en multispektral sensor i blå (440-510 nm), grøn (520-590 nm), nær rød (630–690 nm), langt rød (690–730 nm) og nær infrarød (760–880 nm) bølgelængdeområder.

Billede
Billede

SkySat-satellitter leverer videobilleder med opløsning i sub-meter. Deres design er baseret på brugen af billige, kommercielt tilgængelige elektroniske komponenter.

SkySat -satellitter er cirka 80 centimeter lange og vejer cirka 100 kilo.

Billede
Billede

SkySat -satellitter er i kredsløb i 450 kilometers højde og er udstyret med multispektrale og pankromatiske sensorer. Den rumlige opløsning i det pankromatiske område på 400-900 nm er 0,9 meter.

Den multispektrale sensor indsamler data i de blå (450-515 nm), grønne (515-595 nm), røde (605-695 nm) og nær infrarøde (740-900 nm) områder med en opløsning på 2 meter.

Har vi noget lignende?

Russisk privat kosmonautik

Succeserne for russisk privat kosmonautik er meget mere beskedne.

Først og fremmest kan man huske SPUTNIX-virksomheden, der blev grundlagt i 2011, som i 2014 lancerede den første russiske private mikrosatellit-teknologidemonstrator Tablettsat-Aurora i en lav-jord bane med en masse på 26 kilo.

Som hoved nyttelast er køretøjet udstyret med et pankromatisk kamera til optagelse af jordoverfladen i spektralbåndet 430-950 nm med en opløsning på 15 meter og en skårbredde 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

Desuden blev flere videnskabelige og uddannelsesmæssige nanosatellitter udviklet af studerende og skoleelever lanceret.

Blandt de enheder, der er under udvikling, kan den ultrakompakte satellit til fjernmåling af Earth RBIKRAFT-ZORKIY noteres.

Dens masse vil være 10, 5 kg. Lanceringen er planlagt til 2021.

Enheden vil bære et teleskopkamera med en opløsning på 6, 6 meter pr. Pixel, produceret af NPO Lepton. Kameraet er udstyret med et termisk stabiliserings- og fokuseringssystem samt en indbygget hukommelsesenhed, som gør det muligt at optage efter behov uden at være bundet til modtagestationer.

Den estimerede orbitale højde for RBIKRAFT-ZORKY-satellitten vil være 550 kilometer med en hældning på 98 grader.

Billede
Billede

Et andet selskab er NPP Dauria Aerospace, der blev grundlagt i 2011 og et af de første russiske virksomheder, der skabte og affyrede kommercielle satellitter.

Den 8. juli 2014 lancerede Dauria Aerospay den første satellit i DX -serien udstyret med en nyttelast til modtagelse og transmission af signaler fra det automatiske identifikationssystem, designet til navigation og identifikation af skibe i verdenshavet og på flodlinjer.

Billede
Billede

Yderligere to satellitter PERSEUS-M1 og PERSEUS-M2 blev solgt til American Aquila Space i slutningen af 2015.

I samme 2015 solgte Mikhail Kokorich, grundlæggeren af NPP Dauria Aerospay LLC, sin andel i virksomheden og emigrerede til USA.

Som vi kan se, er vores forsinkelse inden for kommercielle satellitter fra de førende lande i verden omkring 10-15 år.

Formelt er der virksomheder, der producerer komponenter til satellitter - ionmotorer, sensorer, elektroniske komponenter. Men oprettelsen af et produktionsanlæg, der producerer det endelige produkt - højteknologiske satellitter - vokser på en eller anden måde ikke sammen.

Vi har en lignende situation med lanceringskøretøjer. Generelt har vi intet, der kan sammenlignes med Spaсe X eller Capella Space endnu.

konklusioner

Kommercialiseringen af rummet udvikler sig med de højeste hastigheder, både med hensyn til at placere nyttelast i kredsløb og med hensyn til at skabe kunstige jordsatellitter til forskellige formål. Det kan bemærkes, at tendensen til kommercialisering af rummet blev skitseret i begyndelsen af 2000'erne og er blevet eksplosiv i det sidste årti. Tilsammen har dette muliggjort fremkomsten af udstyr, teknologier og tjenester, der for nylig har været utilgængelige ikke kun for kommercielle, men også for offentlige kunder.

I dette lys vækker udsigten til udsendelse af de amerikanske væbnede styrker med hundredvis eller endda tusinder af rekognoscerings- og kommunikationssatellitter og i fremtiden også satellitter til anti-missilforsvar (ABM) -systemet ikke længere tvivl

Hvad betyder det for os rent praktisk?

Det kan hævdes, at fra et bestemt tidspunkt, efterhånden som et stigende antal rekognosceringssatellitter af forskellige klasser og formål indsættes, såvel som deres tekniske egenskaber forbedres, bliver det næsten umuligt at undgå detektering af mange typer våben fra rummet

Evnen til at indhente globale rekognosceringsdata døgnet rundt og hele vejret på en tidsskala tæt på det virkelige vil gøre det muligt at udføre strejker med præcisionsvåben og ubemandede luftfartøjer (UAV'er) til hele dybden af fjendens territorium, ikke kun på stationær, men også på mobile mål, omformål af våben på flugt.

Under trussel vil være mobile jordbaserede missilsystemer (PGRK), der udgør et af elementerne i de russiske atomafskrækkende styrker (SNF), og overfladeskibe med det traditionelle layout vil miste den mindste mulighed for at fare vild i dybet af havet, hvilket betyder, at fjendens langdistancefly altid vil have initiativet og være i stand til at tilvejebringe den nødvendige koncentration af styrker til et angreb med anti-skibsmissiler (ASM), tilstrækkeligt til at overvinde luftforsvaret (luftforsvar) af hangarskibs- og flådestrejkegrupper (AUG og KUG).

Hvis USA officielt lovliggjorde salg af billeder fra rummet med en opløsning på 50 centimeter, hvilken opløsning er der så tilgængelig for militæret - 25, 10 centimeter eller mindre?

Med denne billedkvalitet hjælper ingen hjørnereflekser. For eksempel, når de angriber skibe, kan deres første detektering udføres med en opløsning på 3-5 meter, derefter udføres identifikation med en opløsning på 50 centimeter eller mindre. Og derefter, efter lanceringen af anti-skib missilsystemet, kan skibe spores og deres koordinater transmitteres i realtid direkte til anti-skib missil systemet via en satellit kommunikationskanal (retargeting under flyvning).

Nogen vil sige, hvorfor ikke bruge elektronisk krigsførelse?

De kan løse nogle af problemerne, men ikke alle. Selve elektronisk krigsudstyr er et "fyrtårn" for fjenden; det er umuligt at bruge det kontinuerligt. Derudover er optisk rekognoseringsudstyr tilbage.

Det er praktisk talt urealistisk og økonomisk ineffektivt at ødelægge et netværk af små satellitter fra overfladen - det er muligt at genopbygge gruppen af små satellitter med færre økonomiske tab end at skyde dem ned med missilforsvarsmissiler. Dette kræver specialiserede rumfangere, der er i stand til intensiv manøvrering og at være i kredsløb i lang tid, hvilket sikrer en konsekvent ødelæggelse af mange mål.

Og stol ikke på den almindelige misforståelse om "en spand nødder i kredsløb."Hele økonomien på planeten vil ikke være i stand til at transportere "nødder" i kredsløb i en mængde, der er tilstrækkelig til at ødelægge satellitter.

”Ifølge European Space Agency er der mere end 29.000 store vragrester, der kredser om vores planet, fra 4-tommer metalstykker til hele ikke-eksisterende satellitter og tanke med brugt brændstof. Tilføj ca. 670.000 stykker metal mellem 1 og 10 centimeter i størrelse, omkring 170 millioner malingpartikler og utallige milliarder af frosne dråber til kølervæske og støvpartikler, der er mindre end en centimeter i størrelse.”

Forbedring af teknologier til oprettelse af små satellitter og missilforsvarsteknologier vil højst sandsynligt føre til genoptagelse af implementeringen på et nyt teknisk niveau af projekter af orbitale missilforsvarsfangere af typen "diamantsten", hvilket under hensyntagen til styrkelsen af rekognoscering og strejkefunktioner i den amerikanske SNF.

I slutningen af det 20. århundrede blev der sagt meget om, at det 21. århundrede vil være århundredet med virtual reality, nano- og bioteknologi. Rum på den anden side er blevet "hverdagsanvendt" og forbinder med noget som satellit-tv.

Fremkomsten af private virksomheder med ambitiøse mål og projekter ændrede alt. Og rummet befandt sig igen i spidsen for teknologiske fremskridt.

Rum er ikke kun projekter for videnskabelig forskning og ekspansion af menneskeheden til nye territorier, men også en hjørnesten i at sikre statens sikkerhed. Allerede nu, uden at opnå en fordel eller i det mindste paritet i det ydre rum, er enhver jord-, luft- og søstyrke dømt til at besejre. I fremtiden vil denne situation kun blive værre.

Dette gør projekter til oprettelse af lovende affyringsbiler og rumfartøjer til forskellige formål blandt de mest prioriterede opgaver i vores land.

Anbefalede: