Space-Tracking-Startup nutzt Radar zur Überwachung Tausender Satelliten

Ende Januar starteten zwei Satelliten, die jahrzehntelang harmlos die Erde umkreisten beinahe miteinander kollidiert. Hätten sie dies getan, wären beide bei einer Geschwindigkeit von 14 Kilometern pro Sekunde sofort ausgelöscht worden.

Dies ist, was Menschen, die in der Raumfahrtindustrie arbeiten, eine „katastrophale Kollision“ nennen. Wie sich herausstellt, ist die Katastrophe nicht das Auslaufen der beiden Satelliten selbst. Der katastrophale Teil bezieht sich auf das, was als nächstes passieren würde. Die beiden ehemaligen Satelliten wären zu himmlischen Schrotflintenexplosionen geworden, Wolken aus winzigen Trümmern. Ursprünglich wären diese ihren ursprünglichen Umlaufbahnen gefolgt. Im Laufe der nächsten Monate hätten sich beide jedoch zerstreut und eine dünne Trümmerhülle um die Erde gebildet. Jeder, der in den nächsten Jahrhunderten zu irgendeinem Zeitpunkt diese Hülle durchquert, sei es ein anderer Satellit oder ein bemanntes Raumschiff Auf dem Weg zum Mond oder Mars wäre ein erhöhtes Risiko einer Kollision mit einem der winzigen, möglicherweise tödlichen Hochgeschwindigkeitsraketen bestanden Fragmente.

Zum Glück ist das nicht passiert. Die beiden Satelliten sausten mit einem Abstand von nur 40 Fuß zwischen ihnen aneinander vorbei, was weniger als einem halben regulären Basketballfeld entspricht. Bei dieser Gelegenheit hatten wir Glück.

Aber der Beinaheunfall macht etwas Wichtiges deutlich. Keiner von uns ist sich der Ereignisse bewusst, die sich etwa 560 Meilen über unseren Köpfen abspielen. Trotz der (zu Recht) erneuten Besorgnis über die Auswirkungen, die die Menschheit auf unsere erdgebundene Umwelt hat, ist dies bei uns nicht der Fall Wir haben notwendigerweise die gleiche Angst vor dem, was wir unserer Umwelt antun, selbst in der Nähe unserer Heimat Low Earth Orbit. In mancher Hinsicht handelt es sich um einen Wilden Westen unregulierter Aktivität. Und nicht genug Leute achten darauf.

Glücklicherweise rief ein Weltraumkartierungs-Startup aus dem Silicon Valley an LeoLabs Ist. Sie waren es, die wegen der jüngsten Satellitenkatastrophe Alarm schlugen. Und sie hoffen, die Art und Weise, wie wir Satelliten und andere Objekte im Weltraum verfolgen, zu revolutionieren. Es kann nicht früh genug passieren!

Kontrolle des Weltraumverkehrs

Jeden Tag wachen etwa 15.000 Menschen in den Vereinigten Staaten auf und gehen hochkonzentriert zu ihrer Arbeit als Bundesfluglotsen auf einem Stück Luftraum, um sicherzustellen, dass alle Flugzeuge im US-Luftraum ordnungsgemäß voneinander getrennt bleiben Himmel. An einem großen Flughafen können gleichzeitig mehr als 50 Fluglotsen im Einsatz sein. In einer Flugsicherungszentrale sind es Hunderte.

Wie viele Menschen haben im Vergleich dazu ein Auge auf den Weltraumverkehr? Wahrscheinlich weniger, als Sie erwarten würden. „Vor uns hat niemand auf Kollisionen mit verlassenen Satelliten geachtet“ Dan Ceperley, sagte CEO von LeoLabs gegenüber Digital Trends.

Oberflächlich betrachtet klingt das Weltraumverkehrsmanagement wie ein No-Show-Job, den Tony Soprano für einen Neffen organisieren würde und der kaum mehr erfordert, als für minimale Arbeit einen regelmäßigen Gehaltsscheck zu kassieren. Ich meine, wer hat schon einmal vom Verkehr im Weltraum gehört? Wie sich herausstellt, ist der Weltraumverkehr ein größeres Problem, als den meisten von uns vielleicht bewusst ist. Ceperley zeigt den Menschen gerne ein Bild, wenn er darüber spricht, was er beruflich macht. Auf den ersten Blick sieht es aus wie das Bild eines Virus unter dem Mikroskop, eine dunkle Kugel, die von winzigen grünen Punkten übersät ist. Tatsächlich handelt es sich um eine Visualisierung, die die letzten 24 Stunden der erdnahen Umlaufbahn zeigt, komplett mit allen Objekten, die derzeit unseren Planeten umkreisen. „Es ist auf eine beängstigende Art und Weise beeindruckend“, sagte er.

Derzeit befinden sich in der erdnahen Umlaufbahn etwa 14.000 Objekte, die größer als 10 Zentimeter sind. Rund 1.400 davon sind funktionierende Satelliten. Die anderen sind eine Mischung aus verlassenen Satelliten, alten Raketenkörpern und verschiedenen Weltraumschrottstücken, die niemand entfernen konnte oder wollte. Zehn Zentimeter, etwa vier Zoll, klingen vielleicht nicht besonders groß. Aber bei der Geschwindigkeit, mit der sie sich fortbewegen, die um ein Vielfaches höher ist als die einer aus einem Gewehr abgefeuerten Kugel, kann es leicht zu einer katastrophalen Kollision mit allem kommen, mit dem sie zusammenstößt.

Mit der Nachfrage Schritt halten

LeoLabs bietet einen 24/7-Überwachungsdienst für das Geschehen am Himmel. Es sind zwei Kerntechnologien am Werk. Das erste ist ein wachsendes Netzwerk (derzeit drei, weitere drei sind für die nächsten zwei Jahre geplant) bodengestützter Radargeräte. Diese in Alaska, Texas und Neuseeland stationierten Weltraumüberwachungsradare durchsuchen den Himmel und lokalisieren jedes Objekt, das sich in der erdnahen Umlaufbahn über ihnen bewegt. Die Phased-Array-Radargeräte von LeoLabs sind in der Lage, bei Bedarf schnell und jede Millisekunde von einem Satelliten zum anderen zu wechseln. In einem zunehmend überfüllten Himmel ist das eine Notwendigkeit.

Bevor LeoLabs auf den Markt kam, waren die einzigen Leute, die vergleichbare Radare bauten, riesige Verteidigungsbehörden oder Weltraumorganisationen. Ceperley weist jedoch darauf hin, dass das Angebot an diesen Radargeräten einfach hinter der Nachfrage zurückbleibt, da immer mehr Satelliten in die Umlaufbahn gebracht werden.

„Angesichts der Menge an neuem Datenverkehr, der online kommt, kann der Bau eines neuen Radars pro Jahrzehnt einfach nicht mit allem Schritt halten, was im Weltraum vor sich geht“, sagte er. „Wir nutzen ein anderes Modell und rasen so schnell voran, wie wir können.“

Die zweite Kerntechnologie, die LeoLabs antreibt, ist seine Software. „Wir haben eine Plattform, die diese Daten analysiert und Informationen in Form von Warnungen versendet“, erklärte er. „Wenn Sie Informationen über Ihren Satelliten benötigen, können wir Ihnen genau sagen, wo er sich befindet, wo er sich in der nächsten Woche aufhalten wird und ob es in dieser Zeit zu gefährlichen Situationen kommen wird.“

Den Himmel kartieren

Ceperley lernte seine beiden LeoLabs-Mitbegründer bei ihrem vorherigen Job bei SRI International kennen, dem legendären Forschungslabor in San Francisco, das zur Entstehung der ersten Computermaus und des Sprachassistenten Siri beitrug. Ceperley arbeitete dort acht Jahre lang und führte staatlich finanzierte Forschungen durch, um herauszufinden, wie die Satellitenverfolgung verbessert werden könnte. Im Rahmen seiner Arbeit hörte er regelmäßig von privaten Unternehmen, die ihn um Hilfe bei der Verfolgung ihrer Satelliten baten.

Doch erst als er sich mit den SRI-Ingenieuren Mike Nicolls und John Buonocore traf, begann sich die Idee für LeoLabs zu entwickeln.

„Es stellte sich heraus, dass [sie] im Flur arbeiteten“, erinnert sich Ceperley. „Sie untersuchten Aurora Borealis, das Nordlicht. Zu diesem Zweck hatten sie etwa 20 Jahre damit verbracht, Radargeräte zu entwerfen und zu bauen. Eines Tages riefen sie mich im Flur an und sagten: „Wir haben gehört, dass Sie Satellitendaten benötigen.“ Lassen Sie uns Ihnen zeigen, was wir sammeln.‘“

Das Paar reichte Ceperley ein Bild, das wie ein Fenster aussah und von Regentropfen durchzogen war. Er fragte, was es sei. Nicolls und Buonocore erzählten ihm, dass jeder der Schnitte auf dem Bild ein Satellit oder ein Stück Weltraumschrott sei, der das Feld überquere, das sie beobachten wollten. Die Satelliten ruinierten ihre Beobachtungen so weit, dass sie in den letzten zwei Jahren Software entwickelt hatten, um sie zu erkennen und digital aus ihren Daten zu löschen. Ceperley war erstaunt.

„Ihr Müll könnte der Schatz eines anderen sein“, sagte er ihnen.

Satellitenortung als Service

LeoLabs wurde 2015 offiziell gegründet. Es war ein sofortiger Erfolg in der Branche und brachte bisher Investitionen in Höhe von 17 Millionen US-Dollar ein. Das Unternehmen stellt seine Dienste im Abonnementmodell zur Verfügung. Menschen können für den Zugriff auf die Ergebnisse zahlen – und werden gewarnt, wenn die Gefahr einer möglichen Kollision besteht. (Nein, es ist nicht möglich, einen Satelliten nach links oder rechts drehen zu lassen, um Kollisionen zu vermeiden. Aber Sie können die Geschwindigkeit so variieren, wie sich zwei Autos koordinieren, um über eine Kreuzung zu fahren.)

Bisher hat LeoLabs Kunden aus den Bereichen Verteidigung, Versicherungen und Regulierung gewonnen. Die größte neue Zielgruppe sind jedoch private Satellitenbesitzer. In den letzten Jahren ist diese Bevölkerungsgruppe explosionsartig in Erscheinung getreten, mit einem Zustrom von allem, von Kleinbetrieben Startups, die einzelne CubeSats starten, bis hin zu Giganten wie SpaceX, die regelrechte Satellitenarmeen in den Himmel schießen Orbit.

Neben seinem Geschäftsmodell „Satellitenverfolgung als Service“ ist LeoLabs unter anderem innovativ, indem es Wege findet, immer kleinere Objekte im Weltraum zu verfolgen. Sein jüngstes neues Radar, das in Neuseeland ansässige Kiwi Space Radar, ging Ende 2019 online. Damit ist es LeoLabs erstmals möglich, umlaufende Objekte mit einer Größe von nur zwei Zentimetern zu verfolgen. Wenn man die Parameter erweitert, indem man Objekte bis zu dieser Größe überwacht, erhöht sich die Gesamtzahl der umlaufenden Objekte von 14.000 auf gewaltige 250.000. Selbst bei einer Größe von nur zwei Zentimetern sind diese bisher unverfolgten Objekte in der Lage, jeden Satelliten, mit dem sie kollidieren, zu zerstören.

„Sobald wir [diese Art] Kleinigkeiten verfolgen, könnten wir pro Woche 20 Beinahe-Unfälle erleben“, sagte Ceperley.

Es gibt noch viel zu tun. Der Ausbau seines Radarnetzwerks wird die Prognosefähigkeiten von LeoLabs verbessern. Das Unternehmen möchte aber auch das Bewusstsein für das Thema Weltraumverkehr schärfen. So wie die Astronomen beginnen, Alarm zu schlagen wegen der enormen Zahl von Satelliten, die in den Weltraum geschossen werden, LeoLabs möchte die Öffentlichkeit – und die Gesetzgeber – über ein Gebiet aufklären, das in Bezug auf Regeln und Vorschriften noch in den Kinderschuhen steckt Vorschriften.

„Derzeit gibt es wirklich keine gute Definition dessen, was Sicherheit im Weltraum bedeutet“, sagte Ceperley. „Ich denke, ein wichtiger Grund dafür ist, dass es nicht so viele Daten über die Risikosituation im Weltraum gibt. Das ist im Grunde das, was wir lösen wollen. Mit unserem Hintergrund in Radar und Software wussten wir, dass wir einen großen Datensatz und Datenfeed erstellen konnten, der die Situation im Weltraum zeigt. Dies kann dann dazu verwendet werden, zu definieren, was sicher ist – und hervorzuheben, was nicht sicher ist.“

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