Space-Tracking Startup bruger radar til at overvåge tusindvis af satellitter

I slutningen af ​​januar to satellitter, der uskadeligt havde kredset om Jorden i årtier nærmest kolliderede med hinanden. Havde de gjort det, med hastigheder på 14 kilometer i sekundet, ville begge dele øjeblikkeligt være blevet udslettet.

Dette er, hvad folk, der arbejder i rumindustrien, kalder en "katastrofisk kollision." Katastrofen, som det viser sig, er ikke udløbet af de to satellitter selv. Den katastrofale del refererer til, hvad der ville ske derefter. De to tidligere satellitter ville være blevet til himmelske haglgeværsprængninger, skyer af bittesmå affald. I starten ville disse have fulgt deres oprindelige baner. I løbet af de næste par måneder ville begge dele dog have spredt sig og skabt en tynd skal af affald rundt om Jorden. Enhver, der passerer gennem denne skal på et hvilket som helst tidspunkt i løbet af de næste par århundreder, uanset om det er en anden satellit eller et bemandet rumskib på vej til månen eller Mars, ville have stået over for en øget risiko for kollision med en af ​​de små, potentielt dødelige højhastigheds fragmenter.

Heldigvis skete dette ikke. De to satellitter susede forbi hinanden med en afstand på kun 40 fod mellem dem, svarende til mindre end en halv regulær basketballbane. Ved denne lejlighed var vi heldige.

Men næsten-ulykken fremhæver noget vigtigt. Ingen af ​​os har meget af en bevidsthed om begivenheder, der finder sted omkring 560 miles over vores hoveder. På trods af (retmæssig) fornyet bekymring over den indvirkning, menneskeheden har på vores jordbundne miljø, gør vi det ikke forbeholder os nødvendigvis den samme frygt for, hvad vi gør mod vores miljø, selv så tæt på hjemmet som Low Earth Kredsløb. Det er i nogle forstand et vilde vesten af ​​ureguleret aktivitet. Og ikke nok mennesker er opmærksomme.

Heldigvis kaldte en Silicon Valley space mapping startup LeoLabs er. Det var dem, der slog alarm om den seneste satellit-nærbarbering. Og de håber at revolutionere den måde, vi sporer satellitter og andre objekter i rummet. Det kan ikke ske hurtigt nok!

Plads trafikkontrol

Hver dag vågner omkring 15.000 mennesker i USA op og går på arbejde som føderale flyveledere, stærkt fokuseret på et stykke luftrum for at sikre, at alle fly i amerikansk luftrum forbliver ordentligt adskilt fra hinanden i himmel. I en større lufthavn kan der være mere end 50 flyveledere på vagt ad gangen. I et flyvekontrolcenter er det tal i hundredvis.

Hvor mange mennesker holder til sammenligning øje med rumtrafikken? Sandsynligvis færre, end du ville forvente. "Før os var der ingen, der så efter forladte satellitkollisioner," Dan Ceperley, fortalte administrerende direktør for LeoLabs til Digital Trends.

På overfladen lyder rumtrafikstyring som den slags no-show job, Tony Soprano kunne organisere for en nevø, der kræver lidt mere end at indsamle en almindelig lønseddel for minimalt arbejde. Jeg mener, hvem har hørt om trafik i rummet? Som det viser sig, er rumtrafik et større problem, end de fleste af os måske er klar over. Ceperley kan lide at vise folk et billede, når han taler om, hvad det er, han lever af. Ved første øjekast ligner det et billede af en virus under et mikroskop, en mørk kugle, der er sværmet over af små grønne prikker. Faktisk er det en visualisering, der skildrer de sidste 24 timers Low Earth Orbit, komplet med alle de objekter, der i øjeblikket kredser om vores planet. "Det er imponerende på en skræmmende måde," sagde han.

Lige i dette øjeblik er der cirka 14.000 objekter større end 10 centimeter i lav kredsløb om jorden. Omkring 1.400 af disse er fungerende satellitter. De andre er en blanding af forladte satellitter, gamle raketkroppe og diverse stykker rumaffald, som ingen har været i stand til eller villig til at fjerne. Ti centimeter, cirka fire tommer, lyder måske ikke særlig stort. Men med den hastighed, de rejser, flere gange så høj som en kugle affyret fra en riffel, er det let nok at forårsage en katastrofal kollision for alt, hvad den kolliderer med.

At følge med efterspørgslen

LeoLabs tilbyder en 24/7 overvågningsservice for, hvad der foregår i himlen. Der er to kerneteknologier på arbejde. Den første er et voksende netværk (i øjeblikket tre, med yderligere tre planlagt i de næste to år) af jordbaserede radarer. Baseret i Alaska, Texas og New Zealand gennemsøger disse rumovervågningsradarer himlen og udskiller enhver genstand, der passerer over hovedet i lav kredsløb om jorden. LeoLabs' phased array-radarer er i stand til hurtigt at skifte fra at se på en satellit til en anden, så ofte som hvert millisekund, hvis de skulle ønske det. I en stadig mere overfyldt himmel er det en nødvendighed.

Før LeoLabs kom, var de eneste, der byggede sammenlignelige radarer, kæmpe forsvarsagenturer eller rumorganisationer. Ceperley påpeger dog, at efterhånden som flere og flere satellitter sendes i kredsløb, faldt udbuddet af disse radarer simpelthen bagud efter efterspørgslen.

"Med mængden af ​​ny trafik, der kommer online, holder bygningen af ​​en ny radar et årti bare ikke med alt, hvad der foregår i rummet," sagde han. "Vi bruger en anden model og kører videre så hurtigt, som vi kan."

Den anden kerneteknologi, der driver LeoLabs, er dens software. "Vi har en platform, som analyserer disse data og udsender information i form af advarsler," forklarede han. "Hvis du har brug for at vide om din satellit, kan vi fortælle dig præcist, hvor den er, hvor den vil være i den næste uge, og om den kommer til at stå over for nogle risikable situationer i den tid."

Kortlægning af himlen

Ceperley mødte sine to LeoLabs-medstiftere i deres tidligere job hos SRI International, det legendariske forskningslaboratorium i San Francisco, som var med til at skabe den første computermus og Siri-stemmeassistenten. Ceperley arbejdede der i otte år og udførte statsfinansieret forskning i, hvordan det kunne gøre et bedre job med at spore satellitter. Som en del af sit job hørte han jævnligt fra private virksomheder, der bad om hjælp til at spore deres satellitter.

Det var dog først, da han mødtes med andre SRI-ingeniører Mike Nicolls og John Buonocore, at ideen til det, der blev LeoLabs, begyndte at udvikle sig.

"Det viser sig, at [de] arbejdede nede i gangen," huskede Ceperley. "De studerede Aurora Borealis, nordlyset. De havde brugt omkring 20 år på at designe og bygge radarer for at gøre det. En dag ringede de til mig ned ad gangen og sagde: 'Vi hører, du har brug for satellitdata. Lad os vise dig, hvad vi samler på."

Parret gav Ceperley et billede, der lignede et vindue, stribet med regndråber. Han spurgte, hvad det var. Nicolls og Buonocore fortalte ham, at hver af skråstregene på billedet var en satellit eller et stykke rumaffald, der krydsede det felt, de ønskede at observere. Satellitterne ødelagde deres observationer til det punkt, at de havde brugt de sidste to år på at bygge software til at genkende og digitalt slette dem fra deres data. Ceperley var forbløffet.

"Dit affald kan være en andens skat," sagde han til dem.

Satellit-sporing-som-en-tjeneste

LeoLabs blev officielt dannet i 2015. Det var en øjeblikkelig succes i branchen, efter at have trukket 17 millioner dollars i investeringer til dato. Virksomheden leverer sine tjenester som en abonnementsmodel. Folk kan betale for at få adgang til resultaterne - og blive advaret, når der er risiko for en mulig kollision. (Nej, det er ikke muligt at få en satellit til at dreje til venstre eller højre for at undgå kollisioner. Men du kan variere hastigheden, som to biler kan koordinere for at køre gennem et vejkryds.)

Indtil videre har LeoLabs hentet kunder inden for forsvar, forsikring og regulatoriske områder. Men dets største nye publikum er private satellitejere. I de senere år er det demografien, der er eksploderet på scenen, med en tilstrømning af alt fra småskala startups, der lancerer individuelle CubeSats til giganter som SpaceX, der skyder veritable sky-blotting hære af satellitter ind i kredsløb.

Sammen med sin "satellitsporing som en service"-forretningsmodel er en af ​​måderne, hvorpå LeoLabs innoverer, ved at finde måder at spore stadigt mindre objekter i rummet. Dens seneste nye radar, den New Zealand-baserede Kiwi Space Radar, kom online i slutningen af ​​2019. For første gang lader det LeoLabs spore kredsende objekter så små som to centimeter i størrelse. Når du udvider parametrene ved at overvåge objekter ned til denne størrelse, stiger det samlede antal kredsende objekter fra 14.000 til massive 250.000. Selv på to centimeter er disse tidligere usporede objekter i stand til at knuse enhver satellit, som de kolliderer med.

"Når vi sporer [den slags] små ting, kan vi se 20 næsten-ulykker om ugen," sagde Ceperley.

Der er stadig arbejde at gøre. Udrulning af sit radarnetværk vil øge LeoLabs' forudsigelsesevner. Men virksomheden håber også at skabe opmærksomhed omkring spørgsmålet om rumtrafik. Ligesom astronomerne begynder at slå alarm om det enorme antal satellitter, der sendes ud i rummet, har LeoLabs ønsker at uddanne offentligheden - og lovgiverne - om et felt, der stadig er i sin vorden, når det kommer til regler og forskrifter.

"I øjeblikket er der virkelig ikke en god definition af, hvad sikkerhed i rummet betyder," sagde Ceperley. »Jeg tror, ​​at en stor grund til det er, at der ikke har været så meget data om, hvad der er risikosituationen i rummet. Det er grundlæggende det, vi har sat os for at løse. Med vores baggrund inden for radarer og software vidste vi, at vi kunne skabe et stort datasæt og datafeed, der viser situationen i rummet. Det kan så bruges til at hjælpe med at definere, hvad der er sikkert - og fremhæve, hvad der ikke er."

Redaktørens anbefalinger

• Ny rumrekord sat for besætning i kredsløb om jorden
• Stor NASA-satellit falder tilbage til Jorden efter årtier i kredsløb
• Mars Express orbiter har videregivet data fra syv forskellige Mars-missioner
• Sådan ser du raketstart Firefly Aerospaces andet forsøg på at nå kredsløb
• Se denne amerikanske spionsatellit blive opsendt i kredsløb af SpaceX-rival