Kosmosa izsekošanas startēšana izmanto radaru, lai uzraudzītu tūkstošiem satelītu

Janvāra beigās divi satelīti, kas gadu desmitiem nekaitīgi riņķojuši ap Zemi gandrīz sadūrās viens ar otru. Ja viņi to būtu izdarījuši, braucot ar ātrumu 14 kilometri sekundē, abi būtu uzreiz izdzēsti.

To cilvēki, kas strādā kosmosa nozarē, sauc par "katastrofālu sadursmi". Katastrofa, kā izrādās, nav pašu divu satelītu derīguma termiņš. Katastrofālā daļa attiecas uz to, kas notiks tālāk. Abi bijušie satelīti būtu kļuvuši par debesu bises sprādzieniem, sīku gružu mākoņiem. Sākotnēji tie būtu sekojuši savām sākotnējām orbītām. Tomēr nākamo dažu mēnešu laikā abi būtu izklīduši, radot plānu gružu apvalku ap Zemi. Ikviens, kas nākamajos gadsimtos jebkurā brīdī šķērsos šo apvalku, neatkarīgi no tā, vai tas ir cits satelīts vai pilotēts kosmosa kuģis dodoties uz Mēnesi vai Marsu, būtu saskāries ar paaugstinātu sadursmes risku ar kādu no mazajiem, potenciāli nāvējošiem ātrgaitas transportlīdzekļiem. fragmenti.

Par laimi, tas nenotika. Abi satelīti svilpoja viens otram garām, attālums starp tiem bija tikai 40 pēdas, kas atbilst mazāk nekā pusei no parastā basketbola laukuma. Šajā gadījumā mums paveicās.

Bet gandrīz garām izceļ kaut ko svarīgu. Nevienam no mums nav lielas izpratnes par notikumiem, kas notiek aptuveni 560 jūdzes virs mūsu galvām. Neraugoties uz (pamatotajām) bažām par cilvēces ietekmi uz mūsu Zemes vidi, mēs to nedarām noteikti paturiet tādas pašas bailes par to, ko mēs darām ar savu vidi, pat tik tuvu mājām kā Zemā Zeme Orbīta. Dažās nozīmēs tie ir neregulētas darbības mežonīgi Rietumi. Un nepietiek cilvēku pievērš uzmanību.

Par laimi, piezvanīja Silīcija ielejas kosmosa kartēšanas starta uzņēmums LeoLabs ir. Viņi bija tie, kas izsauca trauksmi par neseno satelīta ciešo skūšanos. Un viņi cer mainīt veidu, kā mēs izsekojam satelītus un citus objektus kosmosā. Tas nevar notikt pietiekami ātri!

Kosmosa satiksmes kontrole

Katru dienu aptuveni 15 000 cilvēku Amerikas Savienotajās Valstīs pamostas un dodas strādāt par federālajiem gaisa satiksmes dispečeriem, īpaši koncentrējoties. gaisa telpas daļā, lai pārliecinātos, ka katrs ASV gaisa telpā esošais gaisa kuģis ir pareizi nošķirts viens no otra. debesis. Lielākajā lidostā vienlaikus var dežurēt vairāk nekā 50 dispečeri. Gaisa satiksmes vadības centrā šis skaitlis mērāms simtos.

Salīdzinājumam, cik cilvēku seko kosmosa satiksmei? Droši vien mazāk, nekā jūs varētu gaidīt. "Pirms mums neviens neskatījās uz pamestu satelītu sadursmēm," Dens Ceperlijs, LeoLabs izpilddirektors pastāstīja Digital Trends.

Uzskatot, kosmosa satiksmes vadība izklausās pēc tāda veida neierašanās darba, ko Tonijs Soprano varētu organizēt brāļadēlam, un tas prasa tikai parastu algu par minimālu darbu. Es domāju, kurš ir dzirdējis par satiksmi kosmosā? Kā izrādās, kosmosa satiksme ir lielāka problēma, nekā vairums no mums varētu saprast. Ceperlijam patīk parādīt cilvēkiem tēlu, kad viņš stāsta par to, ar ko viņš nodarbojas. No pirmā acu uzmetiena tas izskatās kā vīrusa attēls zem mikroskopa, tumša sfēra, kuru pāri sīki zaļi punktiņi. Faktiski tā ir vizualizācija, kas attēlo pēdējās 24 stundas Zemās Zemes orbītā kopā ar visiem objektiem, kas pašlaik riņķo ap mūsu planētu. "Tas ir iespaidīgi savā ziņā biedējošā veidā," viņš teica.

Šobrīd Zemajā Zemes orbītā atrodas aptuveni 14 000 objektu, kas lielāki par 10 centimetriem. Apmēram 1400 no tiem ir funkcionējoši satelīti. Pārējie ir pamestu pavadoņu, vecu raķešu korpusu un dažādu kosmosa atkritumu gabalu sajaukums, ko neviens nav spējis vai gribējis noņemt. Desmit centimetri, aptuveni četras collas, var neizklausīties īpaši liels. Taču tādā ātrumā, kādā viņi pārvietojas, vairākkārt nekā no šautenes izšautai lodei, ir pietiekami viegli izraisīt katastrofālu sadursmi visam, ar ko tā saduras.

Seko līdzi pieprasījumam

LeoLabs nodrošina diennakts novērošanas pakalpojumu debesīs notiekošajam. Darbā ir divas galvenās tehnoloģijas. Pirmais ir augošs zemes radaru tīkls (šobrīd trīs, un nākamajos divos gados plānots izveidot vēl trīs). Šie kosmosa novērošanas radari, kas atrodas Aļaskā, Teksasā un Jaunzēlandē, izpēta debesis, izceļot visus objektus, kas iet virs galvas Zemajā Zemes orbītā. LeoLabs fāzētu masīvu radari spēj ātri pārslēgties no viena satelīta skatīšanās uz otru tik bieži, cik ik pēc milisekundes, ja viņi to vēlas. Arvien pārpildītākajās debesīs tas ir nepieciešams.

Pirms LeoLabs parādījās vienīgie cilvēki, kas veidoja salīdzināmus radarus, bija milzīgas aizsardzības aģentūras vai kosmosa organizācijas. Tomēr Ceperley norāda, ka, orbītā tiek palaists arvien vairāk satelītu, šo radaru piedāvājums vienkārši atpalika no pieprasījuma.

"Ņemot vērā jauno datplūsmu, kas ienāk tiešsaistē, viena jauna radara izveide desmit gadu laikā vienkārši neseko visam, kas notiek kosmosā," viņš teica. "Mēs izmantojam citu modeli, braucot uz priekšu, cik ātri vien iespējams."

Otra LeoLabs pamattehnoloģija ir tās programmatūra. "Mums ir platforma, kas analizē šos datus un izsūta informāciju brīdinājumu veidā," viņš paskaidroja. "Ja jums ir jāzina par savu satelītu, mēs varam precīzi pateikt, kur tas atrodas, kur tas atradīsies nākamajā nedēļā un vai tajā laikā tas saskarsies ar riskantām situācijām."

Debesu kartēšana

Ceperley satika savus divus LeoLabs līdzdibinātājus viņu iepriekšējā darbā SRI International, leģendārajā Sanfrancisko pētniecības laboratorijā, kas palīdzēja radīt pirmo datora peli un Siri balss palīgu. Ceperley tur strādāja astoņus gadus, veicot valdības finansētu pētījumu par to, kā tas varētu labāk izsekot satelītus. Sava darba ietvaros viņš regulāri dzirdēja no privātiem uzņēmumiem lūgumus palīdzēt izsekot to satelītus.

Tomēr tikai tad, kad viņš tikās ar kolēģiem SRI inženieriem Maiku Nikolsu un Džonu Buonokoru, sāka attīstīties ideja par to, kas kļuva par LeoLabs.

"Izrādās, ka [viņi] strādāja gaitenī," atcerējās Ceperlijs. "Viņi pētīja Aurora Borealis, ziemeļblāzmu. Viņi bija pavadījuši aptuveni 20 gadus, projektējot un būvējot radarus, lai to paveiktu. Kādu dienu viņi man pasauca gaiteni un teica: "Mēs dzirdējām, ka jums ir nepieciešami satelīta dati. Ļaujiet mums parādīt jums, ko mēs apkopojam."

Pāris pasniedza Ceperlijam attēlu, kas izskatījās pēc loga un bija nosmērēts ar lietus lāsēm. Viņš jautāja, kas tas ir. Nikols un Buonokors viņam teica, ka katrs no attēla slīpsvītram ir satelīts vai kosmosa atlūzu gabals, kas šķērso lauku, kuru viņi vēlējās novērot. Satelīti sabojāja savus novērojumus tiktāl, ka pēdējos divus gadus viņi bija pavadījuši, veidojot programmatūru, lai atpazītu un digitāli izdzēstu tos no saviem datiem. Seperlijs bija pārsteigts.

"Jūsu miskaste varētu būt kāda cita bagātība," viņš viņiem teica.

Satelīta izsekošana kā pakalpojums

LeoLabs oficiāli tika izveidots 2015. gadā. Tas bija tūlītējs panākums nozarē, jo līdz šim ir piesaistīti 17 miljoni USD. Uzņēmums sniedz savus pakalpojumus kā abonēšanas modeli. Cilvēki var maksāt, lai piekļūtu tā atklājumiem, un saņemt brīdinājumus, ja pastāv iespējamas sadursmes risks. (Nē, satelītam nav iespējams pagriezties pa kreisi vai pa labi, lai izvairītos no sadursmēm. Bet jūs varat mainīt ātrumu tā, kā divas automašīnas varētu koordinēt, lai dotos cauri krustojumam.)

Līdz šim LeoLabs ir piesaistījis klientus aizsardzības, apdrošināšanas un regulēšanas jomās. Taču tā lielākā jaunā auditorija ir privātie satelītu īpašnieki. Pēdējos gados šī ir demogrāfiskā situācija, kas ir eksplodējusi uz skatuves ar visu, sākot no neliela mēroga jaunizveidotie uzņēmumi, kas palaiž atsevišķus CubeSats tādiem milžiem kā SpaceX, kas šauj īstās debesis bloķējošas satelītu armijas orbītā.

Līdzās biznesa modelim “izsekošana ar satelītu kā pakalpojums”, viens no veidiem, kā LeoLabs ievieš jauninājumus, ir atrast veidus, kā izsekot arvien mazākus objektus kosmosā. Tā jaunākais jaunais radars, Jaunzēlandē bāzētais Kiwi Space Radar, tiešsaistē nonāca 2019. gada beigās. Pirmo reizi tas ļauj LeoLabs izsekot orbītā esošus objektus, kuru izmērs nepārsniedz divus centimetrus. Paplašinot parametrus, uzraugot objektus līdz šādam izmēram, kopējais orbītā esošo objektu skaits palielinās no 14 000 līdz masveida 250 000. Pat divu centimetru attālumā šie iepriekš neizsekotie objekti spēj sagraut jebkuru satelītu, ar kuru tie saduras.

"Kad mēs izsekojam [šāda veida] mazas lietas, mēs varētu redzēt 20 gandrīz neatbildētus gadījumus nedēļā," sacīja Ceperlijs.

Vēl ir jāstrādā. Radaru tīkla izvēršana palielinās LeoLabs prognozēšanas spējas. Taču uzņēmums arī cer palielināt izpratni par kosmosa satiksmes jautājumu. Tāpat kā astronomi, kas sāk saukt trauksmi par masveida satelītu palaišanu kosmosā, LeoLabs vēlas izglītot sabiedrību un likumdevējus par jomu, kas joprojām ir tikai sākumstadijā attiecībā uz noteikumiem un noteikumi.

"Pašlaik īsti nav labas definīcijas tam, ko nozīmē drošība kosmosā," sacīja Ceperlijs. "Es domāju, ka liels iemesls tam ir tas, ka nav bijis tik daudz datu par to, kāda ir riska situācija kosmosā. Tas būtībā ir tas, ko mēs esam nolēmuši atrisināt. Izmantojot radarus un programmatūru, mēs zinājām, ka varam izveidot lielu datu kopu un datu plūsmu, kas parāda situāciju kosmosā. Pēc tam to var izmantot, lai palīdzētu noteikt, kas ir drošs, un izcelt to, kas nav.

Redaktoru ieteikumi

• Uzstādīts jauns kosmosa rekords apkalpei Zemes orbītā
• Lielais NASA satelīts nokrīt atpakaļ uz Zemi pēc gadu desmitiem ilgas orbītā
• Mars Express orbiteris ir pārraidījis datus no septiņām dažādām Marsa misijām
• Kā skatīties raķešu starta Firefly Aerospace otro mēģinājumu sasniegt orbītu
• Skatieties, kā šo ASV spiegu satelītu orbītā palaiž SpaceX konkurents