Startup-ul de urmărire spațială folosește radarul pentru a monitoriza mii de sateliți

La sfârșitul lunii ianuarie, doi sateliți care au orbit inofensiv Pământul de zeci de ani aproape s-au ciocnit unul de altul. Dacă ar fi făcut-o, la viteze de 14 kilometri pe secundă, ambele ar fi fost șterse instantaneu.

Aceasta este ceea ce oamenii care lucrează în industriile spațiale numesc o „coliziune catastrofală”. Catastrofa, după cum se dovedește, nu este expirarea celor doi sateliți înșiși. Partea catastrofală se referă la ceea ce s-ar întâmpla în continuare. Cei doi foști sateliți ar fi devenit explozii cerești de pușcă, nori de resturi minuscule. Inițial, acestea ar fi urmat orbitele lor originale. Pe parcursul următoarelor luni, totuși, ambele s-ar fi dispersat, creând o coajă subțire de resturi în jurul Pământului. Oricine trece prin această carcasă în orice moment în următoarele câteva secole, indiferent dacă este un alt satelit sau o navă spațială cu echipaj îndreptat către Lună sau Marte, s-ar fi confruntat cu un risc crescut de coliziune cu unul dintre minusculele, potențial mortale, de mare viteză. fragmente.

Din fericire, acest lucru nu s-a întâmplat. Cei doi sateliți au șuierat unul pe lângă altul, cu o distanță de doar 40 de picioare între ei, echivalentul a mai puțin de jumătate de teren de baschet. Cu această ocazie, am avut noroc.

Dar aproape ratare evidențiază ceva important. Niciunul dintre noi nu este prea conștient de evenimentele care au loc la aproximativ 560 de mile deasupra capetelor noastre. În ciuda îngrijorării (pe dreptate) reînnoite cu privire la impactul pe care umanitatea îl are asupra mediului nostru terestre, noi nu Ne rezervăm neapărat aceeași teamă pentru ceea ce facem mediului nostru, chiar și la fel de aproape de casă ca Pământul de Jos Orbită. Este, în unele sensuri, un Vest Sălbatic al activității nereglementate. Și nu destui oameni sunt atenți.

Din fericire, o pornire de cartografiere a spațiului din Silicon Valley a sunat LeoLabs este. Ei au fost cei care au tras un semnal de alarmă în legătură cu recentul ras de apropiere prin satelit. Și speră să revoluționeze modul în care urmărim sateliții și alte obiecte în spațiu. Nu se poate întâmpla destul de curând!

Controlul traficului spațial

În fiecare zi, aproximativ 15.000 de oameni din Statele Unite se trezesc și merg să lucreze ca controlori federali de trafic aerian, foarte concentrați pe o porțiune de spațiu aerian pentru a vă asigura că fiecare aeronavă din spațiul aerian al SUA rămâne separată corespunzător una de cealaltă în cer. Într-un aeroport major, pot fi mai mult de 50 de controlori de serviciu în orice moment. La un centru de control al traficului aerian, acest număr este de sute.

Câți oameni, prin comparație, sunt cu ochii pe traficul spațial? Probabil mai puțini decât v-ați aștepta. „Înaintea noastră, nimeni nu urmărea coliziuni de sateliți abandonați”, Dan Ceperley, a declarat CEO-ul LeoLabs pentru Digital Trends.

La suprafață, gestionarea traficului spațial sună ca genul de muncă de neprezentare pe care Tony Soprano l-ar organiza pentru un nepot, care necesită puțin mai mult decât colectarea unui salariu regulat pentru o muncă minimă. Adică, cine a auzit de traficul în spațiu? După cum se dovedește, traficul spațial este o problemă mai mare decât ne-ar putea da seama cei mai mulți dintre noi. Lui Ceperley îi place să arate oamenilor o imagine atunci când vorbește despre ceea ce face pentru a trăi. La prima vedere, pare a fi o imagine a unui virus sub microscop, o sferă întunecată fiind acoperită de puncte minuscule verzi. De fapt, este o vizualizare care înfățișează ultimele 24 de ore ale Orbitei Pământului Inferioară, completă cu toate obiectele care înconjoară în prezent planeta noastră. „Este impresionant într-un fel înfricoșător”, a spus el.

Chiar în acest moment, există aproximativ 14.000 de obiecte mai mari de 10 centimetri pe orbita Pământului Inferioară. Aproximativ 1.400 dintre aceștia sunt sateliți funcționali. Celelalte sunt un amestec de sateliți abandonați, corpuri de rachete vechi și bucăți asortate de detritus spațial pe care nimeni nu a fost capabil sau dispus să le elimine. Zece centimetri, aproximativ patru inci, ar putea să nu sune deosebit de mari. Dar la viteza cu care se deplasează, de mai multe ori mai mare decât cea a unui glonț tras dintr-o pușcă, este destul de ușor să provoci o coliziune catastrofală pentru orice se ciocnește.

Tine pasul cu cererea

LeoLabs oferă un serviciu de monitorizare 24/7 pentru ceea ce se întâmplă pe cer. Există două tehnologii de bază la lucru. Prima este o rețea în creștere (în prezent trei, cu alte trei planificate pentru următorii doi ani) de radare de la sol. Cu sediul în Alaska, Texas și Noua Zeelandă, aceste radare de supraveghere spațială scrutează cerul, evidențiind orice obiect care trece deasupra capului pe Orbită Pământului Inferioară. Radarele cu matrice în fază ale LeoLabs sunt capabile să treacă rapid de la a privi un satelit la altul, la fel de des în fiecare milisecundă dacă doresc acest lucru. Pe un cer din ce în ce mai aglomerat, aceasta este o necesitate.

Înainte de apariția LeoLabs, singurii oameni care construiau radare comparabile erau agențiile gigantice de apărare sau organizațiile spațiale. Cu toate acestea, Ceperley subliniază că, pe măsură ce tot mai mulți sateliți sunt lansați pe orbită, oferta acestor radare pur și simplu a scăzut în urma cererii.

„Cu volumul de trafic nou care vine online, construirea unui nou radar într-un deceniu pur și simplu nu ține pasul cu tot ce se întâmplă în spațiu”, a spus el. „Folosim un alt model, avansăm cât de repede putem.”

A doua tehnologie de bază care conduce LeoLabs este software-ul acestuia. „Avem o platformă care analizează acele date și trimite informații sub formă de alerte”, a explicat el. „Dacă trebuie să știți despre satelitul dvs., vă putem spune exact unde este, unde va fi în săptămâna viitoare și dacă se va confrunta cu situații riscante în acel moment.”

Cartografierea cerurilor

Ceperley și-a întâlnit cei doi co-fondatori LeoLabs în slujba lor anterioară la SRI International, legendarul laborator de cercetare din San Francisco, care a ajutat la apariția primului mouse de computer și a asistentului vocal Siri. Ceperley a lucrat acolo timp de opt ani, efectuând cercetări finanțate de guvern cu privire la modul în care ar putea face o mai bună urmărire a sateliților. Ca parte a slujbei sale, a auzit în mod regulat de la companii private care le cer ajutor pentru urmărirea sateliților lor.

Totuși, abia când s-a întâlnit cu colegii ingineri SRI Mike Nicolls și John Buonocore a început să se dezvolte ideea pentru ceea ce a devenit LeoLabs.

„Se pare că [ei] lucrau pe hol”, și-a amintit Ceperley. „Eu studiau Aurora Boreale, aurora boreală. Au petrecut aproximativ 20 de ani proiectând și construind radare pentru a face asta. Într-o zi, m-au sunat pe hol și mi-au spus: „Am auzit că aveți nevoie de date prin satelit. Haideți să vă arătăm ce adunăm.”

Cei doi i-au înmânat lui Ceperley o imagine, care părea ca o fereastră, striată de picături de ploaie. El a întrebat ce este. Nicolls și Buonocore i-au spus că fiecare dintre tăieturile de pe imagine era un satelit sau o bucată de resturi spațiale care traversau câmpul pe care doreau să-l observe. Sateliții le distrugeau observațiile până la punctul în care au petrecut ultimii doi ani construind software pentru a le recunoaște și a le șterge digital din datele lor. Ceperley era uluit.

„Coșul tău de gunoi ar putea fi comoara altcuiva”, le-a spus el.

Urmărire prin satelit ca serviciu

LeoLabs a fost înființat oficial în 2015. A fost un succes instantaneu în industrie, după ce a atras investiții de 17 milioane de dolari până în prezent. Compania își oferă serviciile ca model de abonament. Oamenii pot plăti pentru a accesa descoperirile sale – și pot fi avertizați când există riscul unei posibile coliziuni. (Nu, nu este posibil ca un satelit să vire la stânga sau la dreapta pentru a evita coliziunile. Dar puteți varia viteza așa cum s-ar putea coordona două mașini pentru a trece printr-o intersecție.)

Până acum, LeoLabs a adunat clienți în domeniul apărării, asigurărilor și reglementării. Dar cel mai mare public nou este deținătorii privați de sateliți. În ultimii ani, acesta este demografia care a explodat pe scenă, cu un aflux de orice, de la scară mică. startup-uri care lansează CubeSat-uri individuale către giganți precum SpaceX, împușcând adevărate armate de sateliți care elimină cerul în orbită.

Alături de modelul său de afaceri de „urmărire prin satelit ca serviciu”, unul dintre modalitățile prin care LeoLabs inovează este găsirea unor modalități de a urmări obiecte din ce în ce mai mici în spațiu. Cel mai recent nou radar al său, Kiwi Space Radar din Noua Zeelandă, a apărut online la sfârșitul anului 2019. Pentru prima dată, permite LeoLabs-ului să urmărească obiecte care orbitează până la doi centimetri. Când lărgiți parametrii prin monitorizarea obiectelor până la această dimensiune, numărul total de obiecte care orbitează crește de la 14.000 la 250.000. Chiar și la doi centimetri, aceste obiecte neurmărite anterior sunt capabile să spargă orice satelit cu care se ciocnesc.

„Odată ce urmărim [aceste tip de] chestii mici, s-ar putea să vedem 20 de rateuri pe săptămână”, a spus Ceperley.

Mai este de făcut. Extinderea rețelei radar va crește abilitățile de prognoză ale LeoLabs. Dar compania speră și să crească gradul de conștientizare cu privire la problema traficului spațial. Așa cum astronomii încep să tragă un semnal de alarmă cu privire la numărul masiv de sateliți lansați în spațiu, LeoLabs dorește să educe publicul – și parlamentarii – despre un domeniu care este încă la început când vine vorba de reguli și reguli.

„În momentul de față, nu există o definiție bună a ceea ce înseamnă siguranța în spațiu”, a spus Ceperley. „Cred că un motiv important pentru asta este că nu au existat atât de multe date despre care este situația de risc în spațiu. Acesta este în esență ceea ce ne-am propus să rezolvăm. Cu experiența noastră în radare și software, știam că putem crea un set mare de date și flux de date care să arate situația în spațiu. Apoi, acesta poate fi folosit pentru a ajuta la definirea a ceea ce este sigur – și pentru a evidenția ceea ce nu este.”

Recomandările editorilor

• Noul record spațial stabilit pentru echipajul de pe orbita Pământului
• Satelitul mare de la NASA cade înapoi pe Pământ după decenii pe orbită
• Orbiterul Mars Express a transmis date de la șapte misiuni diferite pe Marte
• Cum să urmăriți a doua încercare a startup-ului de rachete Firefly Aerospace de a ajunge pe orbită
• Urmărește acest satelit spion american cum este lansat pe orbită de rivalul SpaceX