Kosmose jälgimise käivitamine kasutab radarit tuhandete satelliitide jälgimiseks

Jaanuari lõpus kaks satelliiti, mis olid aastakümneid kahjutult ümber Maa tiirlenud oleks peaaegu üksteisega kokku põrganud. Kui nad oleks seda teinud kiirusel 14 kilomeetrit sekundis, oleksid mõlemad koheselt hävinud.

Seda nimetavad kosmosetööstuses töötavad inimesed "katastroofiliseks kokkupõrkeks". Katastroof, nagu selgub, ei ole kahe satelliidi enda aegumine. Katastroofiline osa viitab sellele, mis juhtub järgmisena. Kahest endisest satelliidist oleksid saanud taevased püssiplahvatused, pisikeste prahi pilved. Algselt oleksid need järginud oma algset orbiiti. Järgmise paari kuu jooksul oleksid aga mõlemad laiali läinud, tekitades Maa ümber õhukese prahikesta. Igaüks, kes läbib seda kesta mis tahes hetkel järgmise paari sajandi jooksul, olgu see siis mõni teine ​​satelliit või mehitatud kosmoselaev Kuule või Marsile suundudes oleks suurenenud kokkupõrkeoht ühe pisikese, potentsiaalselt surmava kiirsõidukiga. killud.

Õnneks seda ei juhtunud. Need kaks satelliiti vihisesid teineteisest mööda, nendevaheline kliirens oli vaid 40 jalga, mis vastab vähem kui poolele tavalisest korvpalliväljakust. Sedapuhku meil vedas.

Kuid peaaegu-miss toob esile midagi olulist. Keegi meist pole eriti teadlik sündmustest, mis toimuvad umbes 560 miili kõrgusel meie peadest. Vaatamata (õigustatud) taas murele inimkonna mõju pärast meie Maaga seotud keskkonnale, me seda ei tee jätma tingimata samasuguse hirmu selle eest, mida me oma keskkonnaga teeme, isegi nii lähedal kui Madal Maa Orbiit. See on mõnes mõttes reguleerimata tegevuse metsik lääs. Ja inimesed ei pööra sellele piisavalt tähelepanu.

Õnneks helistas Silicon Valley kosmosekaardistamise startup LeoLabs on. Just nemad andsid häirekella hiljutise satelliidilähedase raseerimise kohta. Ja nad loodavad muuta satelliitide ja muude kosmoseobjektide jälgimise viisi. See ei saa juhtuda niipea!

Kosmoseliikluse juhtimine

Iga päev ärkab USA-s umbes 15 000 inimest ja läheb tööle föderaallennujuhtidena, olles keskendunud. õhuruumi osal tagamaks, et kõik USA õhuruumis olevad lennukid jäävad õhuruumis üksteisest korralikult eraldatuks. taevas. Suures lennujaamas võib korraga tööl olla üle 50 lennujuhi. Lennujuhtimiskeskuses ulatub see arv sadadesse.

Kui paljud inimesed hoiavad kosmoseliiklusel silma peal? Tõenäoliselt vähem, kui ootate. "Enne meid ei jälginud keegi mahajäetud satelliitide kokkupõrkeid," Dan Ceperley, ütles LeoLabsi tegevjuht Digital Trendsile.

Pealtnäha kõlab kosmoseliikluse korraldamine nagu mitteilmumistöö, mille Tony Soprano võib vennapojale korraldada ja mis ei nõua enamat kui tavalise palga kogumist minimaalse töö eest. Ma mõtlen, kes on kuulnud liiklusest kosmoses? Nagu selgub, on kosmoseliiklus suurem probleem, kui enamik meist aru võiks saada. Ceperleyle meeldib näidata inimestele pilti, kui ta räägib sellest, millega ta tegeleb. Esmapilgul näeb see välja nagu pilt viirusest mikroskoobi all, tumedast kerast, mida kubistavad pisikesed rohelised täpid. Tegelikult on see visualiseering, mis kujutab viimast 24 tundi madalal Maa orbiidil koos kõigi objektidega, mis praegu meie planeedil tiirlevad. "See on omamoodi hirmutav muljetavaldav," ütles ta.

Praegusel hetkel on madalal Maa orbiidil ligikaudu 14 000 objekti, mis on suuremad kui 10 sentimeetrit. Umbes 1400 neist on töötavad satelliidid. Teised on segu mahajäetud satelliitidest, vanadest raketikeredest ja mitmesugustest kosmosejäänuste tükkidest, mida keegi pole suutnud ega soovinud eemaldada. Kümme sentimeetrit, umbes neli tolli, ei pruugi tunduda eriti suur. Kuid kiirusel, millega nad liiguvad, mis on mitu korda suurem kui püssist tulistatud kuul, on piisavalt lihtne põhjustada katastroofilist kokkupõrget kõigega, millega see kokku põrkub.

Nõudlusega sammu pidamine

LeoLabs pakub 24/7 seireteenust, mis jälgib taevas toimuvat. Töös on kaks põhitehnoloogiat. Esimene on kasvav maapealsete radarite võrk (praegu kolm, järgmiseks kaheks aastaks on plaanis veel kolm). Need Alaskal, Texases ja Uus-Meremaal asuvad kosmoseseireradarid uurivad taevast, eristades kõik objektid, mis läbivad madalal Maa orbiidil pea kohal. LeoLabsi faasitud massiivi radarid on võimelised kiiresti ümber lülituma ühelt satelliidilt teisele, nii sageli kui iga millisekundi järel, kui nad seda soovivad. Üha rohkem rahvarohkes taevas on see hädavajalik.

Enne LeoLabsi ilmumist olid ainsad inimesed, kes ehitasid võrreldavaid radareid, hiiglaslikud kaitseagentuurid või kosmoseorganisatsioonid. Ceperley juhib aga tähelepanu sellele, et kuna järjest rohkem satelliite saadetakse orbiidile, jäi nende radarite pakkumine lihtsalt nõudlusest maha.

"Kuna võrku tuleb palju uut liiklust, ei suuda ühe uue radari ehitamine kümne aasta jooksul lihtsalt kõige kosmoses toimuvaga sammu pidada," ütles ta. "Kasutame teist mudelit ja kihutame edasi nii kiiresti kui võimalik."

Teine LeoLabsi juhtiv põhitehnoloogia on selle tarkvara. "Meil on platvorm, mis analüüsib neid andmeid ja saadab teavet hoiatuste kujul," selgitas ta. "Kui teil on vaja oma satelliidi kohta teada saada, saame teile täpselt öelda, kus see asub, kus see järgmisel nädalal asub ja kas sellel ajal tekib riskantseid olukordi."

Taeva kaardistamine

Ceperley kohtus oma kahe LeoLabi kaasasutajaga nende eelmisel töökohal SRI Internationalis, legendaarses San Francisco uurimislaboris, mis aitas luua esimese arvutihiire ja Siri hääleassistendi. Ceperley töötas seal kaheksa aastat, viies läbi valitsuse rahastatud uuringuid selle kohta, kuidas saaks satelliite paremini jälgida. Oma töö raames kuulis ta regulaarselt eraettevõtetelt, kes palusid abi oma satelliitide jälgimisel.

Idee sellest, millest sai LeoLabs, hakkas arenema alles siis, kui ta kohtus teiste SRI inseneride Mike Nicollsi ja John Buonocorega.

"Selgus, et [nad] töötasid koridoris," meenutas Ceperley. "Nad uurisid Aurora Borealis't, virmalisi. Nad olid kulutanud umbes 20 aastat radarite projekteerimisele ja ehitamisele. Ühel päeval kutsusid nad mind koridori ja ütlesid: "Kuulsime, et vajate satelliidiandmeid. Näitame teile, mida me kogume."

Paar ulatas Ceperleyle pildi, mis nägi välja nagu aken, mis oli kaetud vihmapiiskadega. Ta küsis, mis see on. Nicolls ja Buonocore ütlesid talle, et kõik pildil olevad kaldkriipsud olid satelliit või kosmoseprahi tükk, mis ületas välja, mida nad soovisid jälgida. Satelliidid rikkusid oma vaatlusi niivõrd, et nad olid viimased kaks aastat kulutanud tarkvara loomisele, et neid tuvastada ja nende andmetest digitaalselt kustutada. Ceperley oli üllatunud.

"Teie prügikast võib olla kellegi teise varandus," ütles ta neile.

Satelliidi jälgimine teenusena

LeoLabs asutati ametlikult 2015. aastal. See oli tööstuses kohene edu, kuna praeguseks on see investeerinud 17 miljonit dollarit. Ettevõte pakub oma teenuseid tellimismudelina. Inimesed saavad selle leidudele juurdepääsu eest maksta ja neid hoiatatakse võimaliku kokkupõrke ohu korral. (Ei, satelliiti ei ole võimalik kokkupõrke vältimiseks vasakule või paremale pöörata. Kuid saate muuta kiirust nii, nagu kaks autot võivad ristmiku läbimiseks koordineerida.)

Seni on LeoLabs võtnud vastu kliente kaitse-, kindlustus- ja reguleerimisvaldkondades. Kuid selle suurim uus sihtrühm on erasatelliitide omanikud. Viimastel aastatel on see demograafiline olukord plahvatuslikult esile kerkinud ja sisse on tulnud kõike alates väikesest idufirmad, kes saadavad üksikuid CubeSate hiiglastele, nagu SpaceX, tulistavad tõelisi satelliitide armee orbiit.

Lisaks ärimudelile "satelliitjälgimine kui teenus" on LeoLabsi uuenduste üks viise leida viise, kuidas jälgida kosmoses üha väiksemaid objekte. Selle uusim uus radar, Uus-Meremaal asuv Kiwi Space Radar, jõudis võrku 2019. aasta lõpus. Esimest korda võimaldab see LeoLabsil jälgida orbiidil olevaid objekte, mille suurus on kuni kaks sentimeetrit. Kui laiendate parameetreid jälgides objekte selle suuruseni, suureneb tiirlevate objektide koguarv 14 000-lt tohutult 250 000-ni. Isegi kahe sentimeetri kõrgusel on need varem jälgimata objektid võimelised purustama iga satelliidi, millega nad kokku põrkuvad.

"Kui me jälgime [sellist] väikest asja, võime nädalas näha 20 peaaegu möödalaskmist," ütles Ceperley.

Tööd on veel teha. Radarivõrgu kasutuselevõtt suurendab LeoLabsi prognoosimisvõimet. Kuid ettevõte loodab tõsta ka teadlikkust kosmoseliikluse probleemist. Nagu astronoomid, kes hakkavad häirekella lööma tohutu hulga satelliitide kosmosesse saatmise pärast, LeoLabs soovib avalikkust ja seadusandjaid harida valdkonna kohta, mis on reeglite ja reeglite osas alles lapsekingades. määrused.

"Praegu ei ole tõesti head määratlust selle kohta, mida tähendab ohutus kosmoses," ütles Ceperley. "Ma arvan, et selle suureks põhjuseks on see, et kosmose riskiolukorra kohta pole nii palju andmeid olnud. See on põhimõtteliselt see, mille oleme otsustanud lahendada. Oma radarite ja tarkvara taustaga teadsime, et suudame luua suure andmekogumi ja andmevoo, mis näitab olukorda kosmoses. Seda saab seejärel kasutada selleks, et määratleda, mis on ohutu – ja tuua esile, mis pole ohutu.

Toimetajate soovitused

• Maa orbiidil püstitati meeskonnale uus kosmoserekord
• Suur NASA satelliit kukub pärast aastakümneid orbiidil tagasi Maale
• Mars Expressi orbiit on edastanud andmeid seitsmest erinevast Marsi missioonist
• Kuidas vaadata raketi startup Firefly Aerospace teist katset orbiidile jõuda
• Vaadake, kuidas SpaceX-i rivaal saadab selle USA spioonisatelliiti orbiidile