Space-Tracking Startup využívá radar k monitorování tisíců satelitů

Na konci ledna dva satelity, které neškodně obíhaly kolem Země po celá desetiletí málem do sebe narazily. Kdyby tak učinili, při rychlosti 14 kilometrů za sekundu by byli oba okamžitě zničeni.

Lidé pracující ve vesmírném průmyslu tomu říkají „katastrofická kolize“. Katastrofa, jak se ukazuje, není vypršení platnosti dvou satelitů samotných. Katastrofická část se týká toho, co by se stalo dál. Ze dvou bývalých satelitů by se staly nebeské brokovnice, oblaka drobných trosek. Zpočátku by tyto měly sledovat své původní oběžné dráhy. V průběhu několika příštích měsíců by se však oba rozptýlily a vytvořily tenkou slupku trosek kolem Země. Každý, kdo projde touto skořápkou kdykoli během několika příštích staletí, ať už jde o další satelit nebo vesmírnou loď s posádkou mířil na Měsíc nebo Mars, čelil by zvýšenému riziku srážky s jedním z malých, potenciálně smrtících, vysokorychlostních fragmenty.

Naštěstí se tak nestalo. Dva satelity prosvištěly kolem sebe a vzdálenost mezi nimi byla pouhých 40 stop, což odpovídá méně než polovině regulovaného basketbalového hřiště. Při této příležitosti jsme měli štěstí.

Ale skoro minout ukazuje něco důležitého. Nikdo z nás nemá moc povědomí o událostech, které se dějí nějakých 560 mil nad našimi hlavami. Navzdory (oprávněnému) obnovenému znepokojení nad dopadem, který má lidstvo na naše pozemské prostředí, nemáme nezbytně si vyhrazujeme stejný strach z toho, co děláme svému prostředí, dokonce i tak blízko domova jako Nízká Země Obíhat. Je to v některých smyslech divoký západ neregulované činnosti. A málo lidí tomu věnuje pozornost.

Naštěstí se ozval startup zabývající se mapováním vesmíru ze Silicon Valley LeoLabs je. Byli to oni, kdo spustil poplach kvůli nedávnému oholení přes satelit. A doufají, že změní způsob, jakým sledujeme satelity a další objekty ve vesmíru. Nemůže se to stát dostatečně brzy!

Řízení vesmírného provozu

Každý den se asi 15 000 lidí ve Spojených státech probudí a odchází pracovat jako federální dispečeři letového provozu, kteří se intenzivně soustředí na části vzdušného prostoru, aby bylo zajištěno, že každé letadlo ve vzdušném prostoru USA zůstane od sebe řádně odděleno nebe. Na velkém letišti může být v jednu chvíli ve službě více než 50 řídících. V centru řízení letového provozu se toto číslo pohybuje ve stovkách.

Kolik lidí pro srovnání dohlíží na vesmírný provoz? Pravděpodobně méně, než byste čekali. "Před námi nikdo nesledoval srážky opuštěných satelitů," Dan Ceperley, CEO LeoLabs řekl Digital Trends.

Navenek zní řízení vesmírného provozu jako druh práce, kterou Tony Soprano nemůže zorganizovat pro synovce, vyžadující jen o málo víc než pravidelné výplaty za minimální práci. Chci říct, kdo slyšel o provozu ve vesmíru? Jak se ukazuje, vesmírný provoz je větší problém, než si většina z nás možná uvědomuje. Ceperley rád ukazuje lidem obrázek, když mluví o tom, čím se živí. Na první pohled to vypadá jako obrázek viru pod mikroskopem, temná koule se hemží drobnými zelenými tečkami. Ve skutečnosti je to vizualizace znázorňující posledních 24 hodin nízké oběžné dráhy Země, včetně všech objektů, které v současné době krouží kolem naší planety. "Je to svým způsobem děsivým způsobem působivé," řekl.

Právě v tuto chvíli se na nízké oběžné dráze Země nachází přibližně 14 000 objektů větších než 10 centimetrů. Přibližně 1400 z nich jsou funkční satelity. Ostatní jsou směsicí opuštěných satelitů, starých těl raket a různých kousků vesmírného odpadu, které nikdo nebyl schopen nebo ochoten odstranit. Deset centimetrů, přibližně čtyři palce, nemusí znít nijak zvlášť velké. Ale rychlostí, kterou cestují, mnohonásobně vyšší než kulka vystřelená z pušky, je dost snadné způsobit katastrofální srážku s čímkoli, s čím se srazí.

Držet krok s poptávkou

LeoLabs poskytuje 24/7 monitorovací službu pro to, co se děje na obloze. V práci jsou dvě základní technologie. První je rostoucí síť (v současnosti tři, další tři jsou plánovány na příští dva roky) pozemních radarů. Tyto vesmírné sledovací radary se sídlem na Aljašce, Texasu a Novém Zélandu prohledávají oblohu a vybírají jakýkoli objekt, který prolétne nad hlavou na nízké oběžné dráze. Fázované radary LeoLabs jsou schopny rychle přepínat z jednoho satelitu na druhý, tak často, jak každou milisekundu, pokud si to přejí. Ve stále přeplněnější obloze je to nutnost.

Než se objevily LeoLabs, jediní lidé, kteří stavěli srovnatelné radary, byly obří obranné agentury nebo vesmírné organizace. Ceperley však poukazuje na to, že jak se na oběžnou dráhu vypouští stále více satelitů, nabídka těchto radarů jednoduše zaostává za poptávkou.

"Vzhledem k množství nového provozu, který přichází online, budování jednoho nového radaru za deset let prostě nestačí držet krok se vším, co se děje ve vesmíru," řekl. "Používáme jiný model, běžíme vpřed tak rychle, jak jen můžeme."

Druhou základní technologií, která pohání LeoLabs, je jeho software. „Máme platformu, která tato data analyzuje a odesílá informace ve formě výstrah,“ vysvětlil. "Pokud potřebujete vědět o svém satelitu, můžeme vám přesně říci, kde se nachází, kde bude příští týden a zda v té době bude čelit nějakým rizikovým situacím."

Mapování oblohy

Ceperley se setkal se svými dvěma spoluzakladateli LeoLabs v jejich předchozí práci v SRI International, legendární výzkumné laboratoři v San Franciscu, která pomohla vytvořit první počítačovou myš a hlasovou asistentku Siri. Ceperley tam pracoval osm let a prováděl vládou financovaný výzkum o tom, jak by bylo možné lépe sledovat satelity. V rámci své práce pravidelně slýchal od soukromých společností prosby o pomoc se sledováním jejich satelitů.

Teprve když se setkal s dalšími inženýry SRI Mikem Nicollsem a Johnem Buonocorem, začal se rozvíjet nápad na to, co se stalo LeoLabs.

"Ukázalo se, že [oni] pracovali v chodbě," vzpomínal Ceperley. "Studovali Auroru Borealis, polární záři." Strávili asi 20 let navrhováním a stavbou radarů, aby to dokázali. Jednoho dne mě zavolali do chodby a řekli: ‚Slyšeli jsme, že potřebujete satelitní data. Ukážeme vám, co shromažďujeme.‘“

Dvojice podala Ceperleymu obrázek, který vypadal jako okno, posetý kapkami deště. Zeptal se, co to bylo. Nicolls a Buonocore mu řekli, že každý z lomítek na snímku byl satelit nebo kus vesmírného odpadu procházející polem, které chtěli pozorovat. Satelity ničily svá pozorování do té míry, že poslední dva roky strávily vytvářením softwaru, který je rozpozná a digitálně vymaže z dat. Ceperley byla ohromena.

"Vaše odpadky mohou být pokladem někoho jiného," řekl jim.

Satelitní sledování jako služba

LeoLabs byla oficiálně založena v roce 2015. V tomto odvětví to byl okamžitý úspěch, protože k dnešnímu dni vytáhl investice ve výši 17 milionů dolarů. Společnost poskytuje své služby formou předplatného. Lidé mohou zaplatit za přístup k jeho nálezům – a být varováni, když existuje riziko možné kolize. (Ne, není možné, aby se satelit otočil doleva nebo doprava, aby nedošlo ke kolizi. Ale můžete měnit rychlost, jak se mohou dvě auta koordinovat, aby projeli křižovatkou.)

Dosud LeoLabs sbíral klienty v oblasti obrany, pojišťovnictví a regulace. Ale jeho největším novým publikem jsou soukromí vlastníci satelitů. V posledních letech se na scénu objevila tato demografická skupina s přílivem všeho možného od malých startupy vypouštějící jednotlivé CubeSaty do gigantů, jako je SpaceX, střílející skutečné armády satelitů, které zakrývají oblohu obíhat.

Spolu s obchodním modelem „satelitního sledování jako služby“ je jedním ze způsobů, jak LeoLabs inovuje, hledání způsobů, jak sledovat stále menší objekty ve vesmíru. Jeho nejnovější nový radar, Kiwi Space Radar se sídlem na Novém Zélandu, byl uveden do provozu na konci roku 2019. Poprvé umožňuje LeoLabs sledovat obíhající objekty o velikosti pouhých dvou centimetrů. Když rozšíříte parametry sledováním objektů až na tuto velikost, celkový počet obíhajících objektů se zvýší ze 14 000 na masivních 250 000. Dokonce i na dva centimetry jsou tyto dříve nesledované objekty schopny rozbít jakýkoli satelit, se kterým se srazí.

"Jakmile budeme sledovat [takové] malé věci, můžeme zaznamenat 20 téměř neúspěchů týdně," řekl Ceperley.

Stále je na čem pracovat. Zavedení své radarové sítě zvýší předpovědní schopnosti LeoLabs. Společnost ale také doufá, že zvýší povědomí o problematice vesmírného provozu. Stejně jako astronomové začínají bít na poplach ohledně obrovského počtu satelitů vypouštěných do vesmíru, LeoLabs chce vzdělávat veřejnost – a zákonodárce – o oboru, který je stále v plenkách, pokud jde o pravidla a předpisy.

"V tuto chvíli opravdu neexistuje dobrá definice toho, co znamená bezpečnost ve vesmíru," řekl Ceperley. "Myslím, že velkým důvodem je to, že nebylo k dispozici tolik dat o tom, jaká je riziková situace ve vesmíru. To je v podstatě to, co jsme se rozhodli vyřešit. S našimi zkušenostmi v radarech a softwaru jsme věděli, že dokážeme vytvořit velký soubor dat a datový zdroj ukazující situaci ve vesmíru. To pak může být použito k definování toho, co je bezpečné – a zvýraznění toho, co není.“

Doporučení redakce

• Nový vesmírný rekord pro posádku na oběžné dráze Země
• Velký satelit NASA po desetiletích na oběžné dráze padá zpět na Zemi
• Orbiter Mars Express předal data ze sedmi různých misí na Mars
• Jak sledovat druhý pokus startující rakety Firefly Aerospace o dosažení oběžné dráhy
• Podívejte se, jak tento americký špionážní satelit vynáší na oběžnou dráhu rival SpaceX