אתחול מעקב החלל משתמש במכ"ם כדי לנטר אלפי לוויינים

בסוף ינואר, שני לוויינים שהקיפו ללא מזיק את כדור הארץ במשך עשרות שנים כמעט התנגשו זה בזה. אילו היו עושים זאת, במהירויות של 14 קילומטרים לשנייה, שניהם היו נמחקים מיד.

זה מה שאנשים שעובדים בתעשיות חלל מכנים "התנגשות קטסטרופלית". האסון, כפי שמתברר, אינו פקיעת התפוגה של שני הלוויינים עצמם. החלק הקטסטרופלי מתייחס למה שיקרה אחר כך. שני הלוויינים לשעבר היו הופכים לפיצוצי רובה שמימי, עננים של פסולת זעירה. בתחילה, אלה היו הולכים בעקבות מסלוליהם המקוריים. עם זאת, במהלך החודשים הבאים, שניהם היו מתפזרים ויוצרים מעטפת דקה של פסולת מסביב לכדור הארץ. כל מי שעובר דרך הפגז הזה בכל נקודה במהלך מאות השנים הבאות, בין אם לוויין אחר או ספינת חלל מאוישת בדרך לירח או למאדים, היה עומד בפני סיכון מוגבר להתנגשות עם אחד מהמהירות הגבוהה הזעירה, שעלולה להיות קטלנית. שברים.

למרבה המזל, זה לא קרה. שני הלוויינים חלפו זה על פני זה עם מרווח של 40 רגל בלבד ביניהם, שווה ערך לפחות מחצי מגרש כדורסל תקין. בהזדמנות זו, התמזל מזלנו.

אבל כמעט החמצה מדגישה משהו חשוב. לאף אחד מאיתנו אין הרבה מודעות לאירועים שמתרחשים כ-560 מייל מעל ראשינו. למרות הדאגה המחודשת (הצודקת) מההשפעה שיש לאנושות על הסביבה הכרוכה בכדור הארץ, אנחנו לא שומרים בהכרח את אותה פחד ממה שאנחנו עושים לסביבה שלנו אפילו קרוב לבית כמו כדור הארץ הנמוך מַסלוּל. זה, במובנים מסוימים, מערב פרוע של פעילות בלתי מוסדרת. ולא מספיק אנשים שמים לב.

למרבה המזל, סטארט-אפ למיפוי חלל של עמק הסיליקון התקשר LeoLabs הוא. הם היו אלה שהפעילו אזעקה לגבי הגילוח הצמוד של הלוויין האחרון. והם מקווים לחולל מהפכה בדרך שבה אנו עוקבים אחר לוויינים וחפצים אחרים בחלל. זה לא יכול לקרות מהר מספיק!

בקרת תנועה בחלל

מדי יום, כ-15,000 אנשים בארצות הברית מתעוררים והולכים לעבודה כבקרי תעבורה פדרליים, ממוקדים מאוד על חלק מהמרחב האווירי כדי לוודא שכל כלי טיס במרחב האווירי של ארה"ב יישאר מופרדים זה מזה בצורה נכונה שָׁמַיִם. בשדה תעופה מרכזי, יכולים להיות יותר מ-50 בקרים בתפקיד בכל זמן נתון. במרכז בקרת תעבורה אווירית מספר זה הוא מאות.

כמה אנשים, לשם השוואה, פוקחים עין על תנועת החלל? כנראה פחות ממה שהיית מצפה. "לפנינו, אף אחד לא צפה להתנגשויות לוויינים נטושות", דן צפרלי, אמר מנכ"ל LeoLabs ל-Digital Trends.

על פני השטח, ניהול תעבורה בחלל נשמע כמו סוג של עבודה ללא הופעה שטוני סופרנו עשוי לארגן עבור אחיין, שדורשת מעט יותר מאשר לאסוף משכורת רגילה עבור עבודה מינימלית. כלומר, מי שמע על תנועה בחלל? כפי שמתברר, תנועת חלל היא בעיה גדולה יותר ממה שרובנו אולי מבינים. צפרלי אוהב להראות לאנשים תמונה כשהוא מדבר על מה שהוא עושה למחייתו. במבט ראשון, זה נראה כמו תמונה של וירוס מתחת למיקרוסקופ, כדור כהה גדוש על ידי נקודות ירוקות זעירות. למעשה, זוהי הדמיה המתארת ​​את 24 השעות האחרונות של מסלול נמוך של כדור הארץ, עם כל העצמים שמקיפים את כוכב הלכת שלנו כרגע. "זה מרשים בצורה מפחידה", אמר.

ברגע זה, ישנם כ-14,000 עצמים הגדולים מ-10 סנטימטרים במסלול נמוך של כדור הארץ. כ-1,400 מהם הם לוויינים מתפקדים. האחרים הם שילוב של לוויינים נטושים, גופות רקטות ישנות, וחלקים שונים של חומרי אבקת חלל שאיש לא הצליח או רצה להסיר. עשרה סנטימטרים, בערך ארבעה אינץ', אולי לא נשמעים גדולים במיוחד. אבל במהירות שהם נוסעים, פי כמה מזו של כדור שנורה מרובה, קל מספיק לגרום להתנגשות קטסטרופלית לכל דבר שהוא מתנגש בו.

עומד בקצב הביקוש

LeoLabs מספקת שירות ניטור 24/7 על המתרחש בשמיים. ישנן שתי טכנולוגיות ליבה שפועלות. הראשון הוא רשת צומחת (כרגע שלוש, כאשר עוד שלושה מתוכננים בשנתיים הקרובות) של מכ"מים קרקעיים. מכ"מי מעקב חלל אלה, המבוססים באלסקה, טקסס וניו זילנד, סורקים את השמיים, ומבדלים כל עצם שעובר מעליהם במסלול נמוך של כדור הארץ. מכ"מי המערך המשלבים של LeoLabs מסוגלים לעבור במהירות מהסתכלות על לוויין אחד לאחר, בתדירות של כל אלפית שנייה אם ירצו בכך. בשמים צפופים יותר ויותר, זה הכרחי.

לפני ש-LeoLabs הגיעו, האנשים היחידים שבנו מכ"מים דומים היו סוכנויות הגנה ענקיות או ארגוני חלל. עם זאת, Ceperley מציין שככל שיותר ויותר לוויינים משוגרים למסלול, היצע המכ"מים הללו פשוט ירד מאחורי הביקוש.

"עם כמות התנועה החדשה שמגיעה לאינטרנט, בניית מכ"ם חדש אחד בעשור פשוט לא עומדת בקצב של כל מה שקורה בחלל", אמר. "אנחנו משתמשים במודל אחר, דוהרים קדימה הכי מהר שאנחנו יכולים".

טכנולוגיית הליבה השנייה המניעה את LeoLabs היא התוכנה שלה. "יש לנו פלטפורמה שמנתחת את הנתונים האלה ושולחת מידע בצורה של התראות", הסביר. "אם אתה צריך לדעת על הלוויין שלך, נוכל לומר לך בדיוק היכן הוא נמצא, היכן הוא עומד להיות בשבוע הבא, ואם הוא יתמודד עם מצבים מסוכנים כלשהם בתקופה זו."

מיפוי השמיים

צפרלי פגש את שני מייסדי LeoLabs בעבודה הקודמת שלהם ב-SRI International, מעבדת המחקר האגדית של סן פרנסיסקו שעזרה להוליד את עכבר המחשב הראשון ואת העוזרת הקולית של סירי. צפרלי עבד שם שמונה שנים, וביצע מחקר במימון ממשלתי על איך היא יכולה לעשות עבודה טובה יותר במעקב אחר לוויינים. במסגרת עבודתו, הוא שמע באופן קבוע מחברות פרטיות המבקשות עזרה במעקב אחר הלוויינים שלהן.

עם זאת, רק לאחר שנפגש עם מהנדסי SRI עמיתים, מייק ניקולס וג'ון בונוקור, החל להתפתח הרעיון למה שהפך ל-LeoLabs.

"מסתבר ש[הם] עבדו במסדרון", נזכר צפרלי. "הם חקרו את אורורה בוריאליס, הזוהר הצפוני. הם השקיעו כ-20 שנה בתכנון ובניית מכ"מים כדי לעשות זאת. יום אחד הם התקשרו אליי במסדרון ואמרו, 'שמענו שאתה צריך נתוני לווין. תן לנו להראות לך מה אנחנו אוספים."

הזוג הגיש לצפרלי תמונה, שנראתה כמו חלון, מפוספסת בטיפות גשם. הוא שאל מה זה. ניקולס ובונוקור אמרו לו שכל אחד מהחתכים בתמונה הוא לוויין או פיסת פסולת חלל שחוצה את השדה שהם רצו לצפות בו. הלוויינים הרסו את התצפיות שלהם עד כדי כך שהם בילו את השנתיים האחרונות בבניית תוכנה לזיהוי ולמחיקה דיגיטלית מהנתונים שלהם. צפרלי היה המום.

"האשפה שלך יכולה להיות אוצר של מישהו אחר," הוא אמר להם.

מעקב לוויינים כשירות

LeoLabs הוקמה רשמית ב-2015. זה היה הצלחה מיידית בתעשייה, לאחר שגרף השקעה של 17 מיליון דולר עד כה. החברה מספקת את שירותיה כדגם מנוי. אנשים יכולים לשלם כדי לגשת לממצאיו - ולהיזהר כשיש סיכון להתנגשות אפשרית. (לא, לא ניתן לגרום ללוויין לפנות שמאלה או ימינה כדי למנוע התנגשויות. אבל אתה יכול לשנות את המהירות באופן שבו שתי מכוניות עשויות לתאם כדי לעבור בצומת.)

עד כה, LeoLabs אספה לקוחות בתחומי הביטחון, הביטוח והרגולציה. אבל הקהל החדש הגדול ביותר שלה הוא בעלי לוויינים פרטיים. בשנים האחרונות, זו הדמוגרפיה שהתפוצצה למקום, עם נהירה של הכל, החל בקנה מידה קטן סטארט-אפים שמשגרים CubeSats בודדים לענקיות כמו SpaceX שיורים צבאות לוויינים מושקים בשמים מַסלוּל.

יחד עם המודל העסקי של "מעקב לוויין כשירות", אחת הדרכים שבהן LeoLabs מחדשת היא על ידי מציאת דרכים לעקוב אחר אובייקטים קטנים יותר בחלל. המכ"ם החדש האחרון שלו, מכ"ם החלל Kiwi שבסיסו בניו זילנד, עלה לרשת בסוף 2019. בפעם הראשונה, הוא מאפשר ל-LeoLabs לעקוב אחר עצמים במסלול בגודל של עד שני סנטימטרים. כאשר אתה מרחיב את הפרמטרים על ידי ניטור עצמים עד לגודל זה, המספר הכולל של עצמים מסתובבים גדל מ-14,000 ל-250,000 מאסיביים. אפילו בגובה שני סנטימטרים, העצמים האלה שלא עקבו בעבר מסוגלים לנפץ כל לוויין שהם מתנגשים בו.

"ברגע שאנחנו עוקבים אחר דברים קטנים, אולי נראה 20 כמעט החטאות בשבוע", אמר צפרלי.

יש עדיין עבודה לעשות. השקת רשת המכ"ם שלה תגדיל את יכולות החיזוי של LeoLabs. אבל החברה גם מקווה להעלות את המודעות לנושא התנועה בחלל. כמו האסטרונומים שמתחילים להשמיע אזעקה לגבי המספר העצום של לוויינים המשוגרים לחלל, LeoLabs רוצה לחנך את הציבור - והמחוקקים - על תחום שעדיין בחיתוליו בכל הנוגע לכללים תַקָנוֹן.

"כרגע אין באמת הגדרה טובה למשמעות של בטיחות בחלל", אמר צפרלי. "אני חושב שהסיבה הגדולה לכך היא שלא היו כל כך הרבה נתונים לגבי מצב הסיכון בחלל. זה בעצם מה שקבענו לפתור. עם הרקע שלנו במכ"מים ובתוכנה, ידענו שנוכל ליצור מערך נתונים גדול והזנת נתונים המציגים את המצב בחלל. זה יכול לשמש כדי לעזור להגדיר מה בטוח - ולהדגיש מה לא."

המלצות עורכים

• שיא חלל חדש נקבע לצוות במסלול כדור הארץ
• לוויין גדול של נאס"א נופל בחזרה לכדור הארץ לאחר עשרות שנים במסלול
• Mars Express orbiter העביר נתונים משבע משימות שונות של מאדים
• כיצד לצפות בניסיון השני של סטארטאפ הטילים Firefly Aerospace להגיע למסלול
• צפו בלוויין הריגול האמריקני הזה משוגר למסלול על ידי מתחרה SpaceX