Space-Tracking Startup gebruikt radar om duizenden satellieten te monitoren

Eind januari cirkelden twee satellieten al tientallen jaren onschadelijk rond de aarde kwamen bijna met elkaar in botsing. Als ze dat hadden gedaan, met een snelheid van 14 kilometer per seconde, zouden beide onmiddellijk zijn uitgewist.

Dit is wat mensen die in de ruimtevaartindustrie werken een ‘catastrofale botsing’ noemen. De catastrofe is, zo blijkt, niet het verstrijken van de twee satellieten zelf. Het catastrofale deel verwijst naar wat er daarna zou gebeuren. De twee voormalige satellieten zouden hemelse geweerschoten zijn geworden, wolken van klein puin. Aanvankelijk zouden deze hun oorspronkelijke banen hebben gevolgd. In de loop van de volgende paar maanden zouden beide zich echter hebben verspreid, waardoor een dunne schil van puin rond de aarde zou zijn ontstaan. Iedereen die op enig moment in de komende paar eeuwen door deze schil gaat, of het nu een satelliet of een bemand ruimteschip is op weg naar de maan of Mars, zou een groter risico hebben gelopen op een botsing met een van de kleine, potentieel dodelijke, snelle fragmenten.

Gelukkig is dit niet gebeurd. De twee satellieten zoefden langs elkaar heen met een afstand van slechts 12 meter tussen hen, wat overeenkomt met minder dan een half basketbalveld. Bij deze gelegenheid hadden we geluk.

Maar de bijna-ongeluk benadrukt iets belangrijks. Niemand van ons is zich erg bewust van de gebeurtenissen die zo’n 900 kilometer boven ons hoofd plaatsvinden. Ondanks (terecht) hernieuwde bezorgdheid over de impact die de mensheid heeft op onze aardgebonden omgeving, doen we dat niet noodzakelijkerwijs dezelfde angst bewaren voor wat we onze omgeving aandoen, zelfs zo dicht bij huis als Lage Aarde Baan. Het is in zekere zin een Wild West van ongereguleerde activiteit. En er zijn niet genoeg mensen die opletten.

Gelukkig belde een startup voor ruimtekaarten in Silicon Valley LeoLabs is. Zij waren degenen die alarm sloegen over de recente satelliet-close-shave. En ze hopen een revolutie teweeg te brengen in de manier waarop we satellieten en andere objecten in de ruimte volgen. Het kan niet snel genoeg gebeuren!

Controle van het ruimteverkeer

Elke dag worden ongeveer 15.000 mensen in de Verenigde Staten wakker en gaan aan de slag als federale luchtverkeersleiders, scherp gefocust op een stukje luchtruim om ervoor te zorgen dat elk vliegtuig in het Amerikaanse luchtruim op de juiste manier van elkaar gescheiden blijft lucht. Op een grote luchthaven kunnen er tegelijkertijd meer dan 50 luchtverkeersleiders aanwezig zijn. Bij een luchtverkeersleidingscentrum loopt dat aantal in de honderden.

Hoeveel mensen houden in vergelijking het ruimteverkeer in de gaten? Waarschijnlijk minder dan je zou verwachten. ‘Vóór ons keek niemand naar verlaten satellietbotsingen’ Dan Ceperley, zegt CEO van LeoLabs tegen Digital Trends.

Oppervlakkig gezien klinkt beheer van ruimteverkeer als het soort no-show-baan dat Tony Soprano voor een neef zou kunnen organiseren, waarbij weinig meer nodig is dan het innen van een regulier salaris voor minimaal werk. Ik bedoel, wie heeft er ooit gehoord van verkeer in de ruimte? Het blijkt dat ruimteverkeer een groter probleem is dan de meesten van ons misschien beseffen. Ceperley laat mensen graag een beeld zien als hij vertelt over wat hij voor de kost doet. Op het eerste gezicht lijkt het op een afbeelding van een virus onder een microscoop, een donkere bol die wordt overspoeld door kleine groene stippen. In feite is het een visualisatie die de afgelopen 24 uur van Low Earth Orbit weergeeft, compleet met alle objecten die momenteel rond onze planeet cirkelen. “Het is op een enge manier indrukwekkend”, zei hij.

Op dit moment bevinden zich ongeveer 14.000 objecten groter dan 10 centimeter in een lage baan om de aarde. Ongeveer 1.400 hiervan zijn functionerende satellieten. De anderen zijn een mix van verlaten satellieten, oude raketlichamen en allerlei stukken ruimteafval die niemand heeft kunnen of willen verwijderen. Tien centimeter, ongeveer vier inch, klinkt misschien niet bijzonder groot. Maar met de snelheid waarmee ze reizen, meerdere malen die van een kogel die door een geweer wordt afgevuurd, is het gemakkelijk genoeg om een ​​catastrofale botsing te veroorzaken bij alles waarmee het in botsing komt.

Het bijhouden van de vraag

LeoLabs biedt 24/7 monitoringservice voor wat er in de lucht gebeurt. Er zijn twee kerntechnologieën aan het werk. De eerste is een groeiend netwerk (momenteel drie, en nog eens drie gepland voor de komende twee jaar) van grondradars. Deze ruimtebewakingsradars, gevestigd in Alaska, Texas en Nieuw-Zeeland, doorzoeken het luchtruim en onderscheiden elk object dat boven haar hoofd beweegt in een Low Earth Orbit. De Phased Array-radars van LeoLabs zijn in staat om snel over te schakelen van het kijken naar de ene satelliet naar de andere, zo vaak als elke milliseconde als ze dat willen. In een steeds drukker wordende lucht is dat een noodzaak.

Voordat LeoLabs bestond, waren de enige mensen die vergelijkbare radars bouwden gigantische defensie- en ruimtevaartorganisaties. Ceperley wijst er echter op dat, naarmate er steeds meer satellieten in een baan om de aarde worden gelanceerd, het aanbod van deze radars eenvoudigweg achterbleef bij de vraag.

“Met de hoeveelheid nieuw verkeer dat online komt, houdt het bouwen van één nieuwe radar per tien jaar gewoon geen gelijke tred met alles wat er in de ruimte gebeurt”, zei hij. “We gebruiken een ander model en racen zo snel als we kunnen.”

De tweede kerntechnologie die LeoLabs aanstuurt, is de software. “We hebben een platform dat die gegevens analyseert en informatie verzendt in de vorm van waarschuwingen”, legt hij uit. “Als u meer wilt weten over uw satelliet, kunnen we u precies vertellen waar deze zich bevindt, waar hij de komende week zal zijn en of hij in die tijd met risicovolle situaties te maken zal krijgen.”

Het in kaart brengen van de lucht

Ceperley ontmoette zijn twee medeoprichters van LeoLabs in hun vorige baan bij SRI International, het legendarische onderzoekslaboratorium in San Francisco dat hielp bij het voortbrengen van de eerste computermuis en de Siri-stemassistent. Ceperley werkte daar acht jaar en deed door de overheid gefinancierd onderzoek naar hoe het satellieten beter kon volgen. Als onderdeel van zijn werk hoorde hij regelmatig van particuliere bedrijven die om hulp vroegen bij het volgen van hun satellieten.

Pas toen hij collega-SRI-ingenieurs Mike Nicolls en John Buonocore ontmoette, begon het idee voor wat LeoLabs zou worden zich echter te ontwikkelen.

‘Het bleek dat [ze] verderop in de gang aan het werk waren,’ herinnert Ceperley zich. “Ze bestudeerden Aurora Borealis, het noorderlicht. Ze hadden ongeveer twintig jaar besteed aan het ontwerpen en bouwen van radars om dat te doen. Op een dag belden ze me door de gang en zeiden: ‘We hebben gehoord dat je satellietgegevens nodig hebt. Laten we je laten zien wat we verzamelen. ''

Het tweetal overhandigde Ceperley een beeld dat leek op een raam, bezaaid met regendruppels. Hij vroeg wat het was. Nicolls en Buonocore vertelden hem dat elk van de streepjes op de afbeelding een satelliet of stuk ruimtepuin was dat het veld doorkruiste dat ze wilden observeren. De satellieten waren hun waarnemingen zo aan het verpesten dat ze de afgelopen twee jaar software hadden gebouwd om ze te herkennen en digitaal uit hun gegevens te wissen. Ceperley was stomverbaasd.

‘Uw afval kan de schat van iemand anders zijn’, zei hij tegen hen.

Satelliet-tracking-as-a-service

LeoLabs werd officieel opgericht in 2015. Het was meteen een succes in de branche, nadat er tot nu toe 17 miljoen dollar aan investeringen was binnengehaald. Het bedrijf biedt zijn diensten aan als abonnementsmodel. Mensen kunnen betalen om toegang te krijgen tot de bevindingen en gewaarschuwd te worden als er een risico bestaat op een mogelijke botsing. (Nee, het is niet mogelijk om een ​​satelliet naar links of rechts te laten draaien om botsingen te voorkomen. Maar je kunt de snelheid variëren zoals twee auto's samenwerken om een ​​kruispunt te passeren.)

Tot nu toe heeft LeoLabs klanten aangetrokken op het gebied van defensie, verzekeringen en regelgeving. Maar het grootste nieuwe publiek bestaat uit particuliere satellieteigenaren. De afgelopen jaren is dit de demografische groep die op het toneel is geëxplodeerd, met een toestroom van alles, van kleinschalige startups lanceren individuele CubeSats voor giganten als SpaceX en schieten echte hemelvervagende legers van satellieten in baan.

Samen met het ‘satelliet tracking as a service’-bedrijfsmodel is een van de manieren waarop LeoLabs innoveert het vinden van manieren om steeds kleinere objecten in de ruimte te volgen. De meest recente nieuwe radar, de in Nieuw-Zeeland gevestigde Kiwi Space Radar, kwam eind 2019 online. Voor het eerst kan LeoLabs baanbrekende objecten volgen die zo klein zijn als twee centimeter. Wanneer je de parameters uitbreidt door objecten tot deze grootte te monitoren, neemt het totale aantal objecten in een baan om de aarde toe van 14.000 naar maar liefst 250.000. Zelfs op een afstand van twee centimeter zijn deze voorheen niet gevolgde objecten in staat elke satelliet waarmee ze in botsing komen, te vernietigen.

"Als we [dat soort] kleine dingen eenmaal in kaart hebben gebracht, kunnen we twintig bijna-ongevallen per week tegenkomen", zegt Ceperley.

Er is nog werk aan de winkel. De uitrol van zijn radarnetwerk zal de voorspellingsmogelijkheden van LeoLabs vergroten. Maar het bedrijf hoopt ook het bewustzijn over de kwestie van het ruimteverkeer te vergroten. Zoals de astronomen die alarm slaan over de enorme aantallen satellieten die de ruimte in worden gelanceerd, LeoLabs wil het publiek – en wetgevers – informeren over een vakgebied dat nog in de kinderschoenen staat als het gaat om regels en regelgeving regelgeving.

“Op dit moment bestaat er niet echt een goede definitie van wat veiligheid in de ruimte betekent”, zegt Ceperley. “Ik denk dat een belangrijke reden daarvoor is dat er niet zoveel gegevens zijn over de risicosituatie in de ruimte. Dat is fundamenteel wat we hebben willen oplossen. Met onze achtergrond in radars en software wisten we dat we een grote dataset en datafeed konden creëren die de situatie in de ruimte weergeeft. Dat kan vervolgens worden gebruikt om te helpen definiëren wat veilig is – en om te benadrukken wat niet is.”

Aanbevelingen van de redactie

• Nieuw ruimterecord gevestigd voor bemanning in baan om de aarde
• Grote NASA-satelliet valt na tientallen jaren in een baan om de aarde terug naar de aarde
• De Mars Express-orbiter heeft gegevens van zeven verschillende Mars-missies doorgegeven
• Hoe je de tweede poging van de raketstarter Firefly Aerospace om een ​​baan om de aarde te bereiken kunt bekijken
• Kijk hoe deze Amerikaanse spionagesatelliet door SpaceX-rivaal in een baan om de aarde wordt gelanceerd