Rymdspårningsstart använder radar för att övervaka tusentals satelliter

I slutet av januari, två satelliter som ofarligt hade kretsat runt jorden i decennier nästan kolliderade med varandra. Hade de gjort det, med hastigheter på 14 kilometer per sekund, hade båda omedelbart utplånats.

Detta är vad människor som arbetar i rymdindustrin kallar en "katastrofisk kollision." Katastrofen, som det visar sig, är inte utgången av de två satelliterna själva. Den katastrofala delen hänvisar till vad som skulle hända härnäst. De två tidigare satelliterna skulle ha blivit himmelska hagelgevärssprängningar, moln av små skräp. Till en början skulle dessa ha följt sina ursprungliga banor. Under loppet av de närmaste månaderna skulle dock båda ha spridits och skapat ett tunt skal av skräp runt jorden. Alla som passerar genom detta skal när som helst under de närmaste århundradena, oavsett om det är en annan satellit eller ett bemannat rymdskepp på väg till månen eller Mars, skulle ha stått inför en ökad risk för kollision med en av de små, potentiellt dödliga, höghastighets fragment.

Lyckligtvis hände detta inte. De två satelliterna susade förbi varandra med ett spelrum på bara 40 fot mellan dem, vilket motsvarar mindre än en halv reglerad basketplan. Vid det här tillfället hade vi tur.

Men nästan-missen belyser något viktigt. Ingen av oss har mycket av en medvetenhet om händelser som äger rum cirka 560 miles ovanför våra huvuden. Trots (rättmätig) förnyad oro över den påverkan mänskligheten har på vår jordbundna miljö, gör vi det inte nödvändigtvis reservera samma rädsla för vad vi gör mot vår miljö även så nära hemmet som Low Earth Bana. Det är i vissa avseenden en vilda västern av oreglerad aktivitet. Och inte tillräckligt många uppmärksammar.

Lyckligtvis ringde en startup för rymdkartläggning i Silicon Valley LeoLabs är. Det var de som slog larm om den senaste satellitnära rakningen. Och de hoppas kunna revolutionera hur vi spårar satelliter och andra objekt i rymden. Det kan inte hända snart nog!

Rymdtrafikkontroll

Varje dag vaknar omkring 15 000 människor i USA och går till jobbet som federala flygledare, mycket fokuserade på en del av luftrummet för att se till att alla flygplan i USA: s luftrum förblir ordentligt åtskilda från varandra i himmel. På en större flygplats kan det vara mer än 50 flygledare i tjänst samtidigt. På en flygledningscentral är den siffran i hundratal.

Hur många människor, i jämförelse, håller ett öga på rymdtrafiken? Förmodligen färre än du förväntar dig. "Före oss såg ingen efter övergivna satellitkollisioner," Dan Ceperley, berättade VD för LeoLabs för Digital Trends.

På ytan låter rymdtrafikledning som den typ av no-show jobb Tony Soprano kan organisera för en brorson, som kräver lite mer än att samla in en vanlig lönecheck för minimalt arbete. Jag menar, vem har hört talas om trafik i rymden? Som det visar sig är rymdtrafiken ett större problem än de flesta av oss kanske inser. Ceperley tycker om att visa människor en bild när han pratar om vad det är han sysslar med. Vid första anblicken ser det ut som en bild av ett virus under ett mikroskop, en mörk sfär som svärmas över av små gröna prickar. Faktum är att det är en visualisering som visar de senaste 24 timmarna av Low Earth Orbit, komplett med alla objekt som för närvarande cirkulerar vår planet. "Det är imponerande på ett läskigt sätt", sa han.

Just nu finns det cirka 14 000 objekt större än 10 centimeter i låg jordomloppsbana. Cirka 1 400 av dessa är fungerande satelliter. De andra är en blandning av övergivna satelliter, gamla raketkroppar och diverse bitar av rymdavfall som ingen har kunnat eller velat ta bort. Tio centimeter, ungefär fyra tum, låter kanske inte särskilt stort. Men i den hastighet de färdas, flera gånger den för en kula som avfyras från ett gevär, är det lätt nog att orsaka en katastrofal kollision för allt den kolliderar med.

Håller jämna steg med efterfrågan

LeoLabs tillhandahåller en 24/7 övervakningstjänst för vad som händer i skyarna. Det finns två kärnteknologier som fungerar. Det första är ett växande nätverk (för närvarande tre, med ytterligare tre planerade för de kommande två åren) av markbaserade radarer. Dessa rymdövervakningsradarer är baserade i Alaska, Texas och Nya Zeeland. LeoLabs fasade arrayradarer kan snabbt växla från att titta på en satellit till en annan, så ofta som varje millisekund om de skulle vilja det. I en allt mer trång himmel är det en nödvändighet.

Innan LeoLabs kom var de enda som byggde jämförbara radarer gigantiska försvarsorgan eller rymdorganisationer. Ceperley påpekar dock att när fler och fler satelliter skjuts upp i omloppsbana, föll utbudet av dessa radarer helt enkelt efter efterfrågan.

"Med mängden ny trafik som kommer online, att bygga en ny radar ett decennium hänger helt enkelt inte med i allt som händer i rymden," sa han. "Vi använder en annan modell och kör framåt så fort vi kan."

Den andra kärntekniken som driver LeoLabs är dess mjukvara. "Vi har en plattform som analyserar den datan och skickar ut information i form av varningar", förklarade han. "Om du behöver veta om din satellit kan vi berätta exakt var den är, var den kommer att vara under nästa vecka och om den kommer att möta riskfyllda situationer under den tiden."

Kartlägga himlen

Ceperley träffade sina två LeoLabs-medgrundare i deras tidigare jobb på SRI International, det legendariska forskningslabbet i San Francisco som hjälpte till att skapa den första datormusen och Siri-röstassistenten. Ceperley arbetade där i åtta år och utförde statligt finansierad forskning om hur det kunde göra ett bättre jobb med att spåra satelliter. Som en del av sitt jobb hörde han regelbundet från privata företag som bad om hjälp att spåra deras satelliter.

Det var dock inte förrän han träffade andra SRI-ingenjörer Mike Nicolls och John Buonocore som idén till det som blev LeoLabs började utvecklas.

"Det visar sig att [de] arbetade i korridoren," mindes Ceperley. "De studerade norrskenet Aurora Borealis. De hade ägnat cirka 20 år åt att designa och bygga radar för att göra det. En dag ringde de mig ner i korridoren och sa: 'Vi hör att du behöver satellitdata. Låt oss visa dig vad vi samlar på oss.”

Paret gav Ceperley en bild, som såg ut som ett fönster, strimlad av regndroppar. Han frågade vad det var. Nicolls och Buonocore berättade för honom att vart och ett av snedstrecket på bilden var en satellit eller en bit rymdskräp som korsade fältet de ville observera. Satelliterna förstörde sina observationer till den grad att de hade ägnat de senaste två åren åt att bygga mjukvara för att känna igen och digitalt radera dem från deras data. Ceperley blev förvånad.

"Dina skräp kan vara någon annans skatt," sa han till dem.

Satellit-spårning-som-en-tjänst

LeoLabs bildades officiellt 2015. Det blev en omedelbar framgång i branschen, efter att ha dragit in 17 miljoner dollar i investeringar hittills. Företaget tillhandahåller sina tjänster som en prenumerationsmodell. Människor kan betala för att få tillgång till dess resultat - och varnas när det finns risk för en möjlig kollision. (Nej, det är inte möjligt att få en satellit att svänga vänster eller höger för att undvika kollisioner. Men du kan variera hastigheten hur två bilar kan samordna sig för att gå genom en korsning.)

Hittills har LeoLabs plockat upp kunder inom försvars-, försäkrings- och regulatoriska områden. Men dess största nya publik är privata satellitägare. De senaste åren är detta den demografiska som har exploderat på scenen, med ett inflöde av allt från småskalighet startups som lanserar individuella CubeSats till jättar som SpaceX som skjuter in veritabla arméer av satelliter bana.

Tillsammans med sin affärsmodell för "satellitspårning som en tjänst", är ett av sätten LeoLabs förnyar sig på genom att hitta sätt att spåra allt mindre objekt i rymden. Dess senaste nya radar, den Nya Zeeland-baserade Kiwi Space Radar, kom online i slutet av 2019. För första gången låter det LeoLabs spåra kretsande föremål så små som två centimeter i storlek. När du breddar parametrarna genom att övervaka objekt ner till den här storleken, ökar det totala antalet kretsande objekt från 14 000 till enorma 250 000. Redan vid två centimeter kan dessa tidigare ospårade objekt krossa alla satelliter som de kolliderar med.

"När vi spårar [den sortens] småsaker, kan vi se 20 nästan-olyckor per vecka," sa Ceperley.

Det finns fortfarande arbete att göra. Att rulla ut sitt radarnätverk kommer att öka LeoLabs prognostiseringsförmåga. Men företaget hoppas också öka medvetenheten om frågan om rymdtrafik. Liksom astronomerna börjar slå larm om det enorma antalet satelliter som skjuts upp i rymden, LeoLabs vill utbilda allmänheten – och lagstiftare – om ett område som fortfarande är i sin linda när det gäller regler och föreskrifter.

"För närvarande finns det verkligen ingen bra definition av vad säkerhet i rymden betyder," sa Ceperley. "Jag tror att en stor anledning till det är att det inte har funnits så mycket data om vad som är risksituationen i rymden. Det är i grunden vad vi har tänkt lösa. Med vår bakgrund inom radar och programvara visste vi att vi kunde skapa en stor datamängd och dataflöde som visar situationen i rymden. Det kan sedan användas för att definiera vad som är säkert - och lyfta fram det som inte är det."

Redaktörens rekommendationer

• Nytt rymdrekord satt för besättning i omloppsbana om jorden
• Stor NASA-satellit faller tillbaka till jorden efter decennier i omloppsbana
• Mars Express orbiter har vidarebefordrat data från sju olika Mars-uppdrag
• Hur man ser raketstarten Firefly Aerospaces andra försök att nå omloppsbana
• Se denna amerikanska spionsatellit skjutas upp i omloppsbana av SpaceX-konkurrenten