สตาร์ทอัพการติดตามอวกาศใช้เรดาร์เพื่อตรวจสอบดาวเทียมนับพันดวง

ปลายเดือนมกราคม ดาวเทียม 2 ดวงที่โคจรรอบโลกโดยไม่มีอันตรายมานานหลายทศวรรษ เกือบจะชนกัน. หากพวกเขาทำเช่นนั้น ด้วยความเร็ว 14 กิโลเมตรต่อวินาที ทั้งสองอย่างก็จะสูญสลายไปทันที

นี่คือสิ่งที่ผู้คนที่ทำงานในอุตสาหกรรมอวกาศเรียกว่า "การชนกันของหายนะ" ปรากฎว่าหายนะดังกล่าวไม่ใช่การหมดอายุของดาวเทียมทั้งสองดวงเอง ส่วนที่หายนะหมายถึงสิ่งที่จะเกิดขึ้นต่อไป อดีตดาวเทียมทั้งสองดวงจะกลายเป็นระเบิดของปืนลูกซองบนท้องฟ้า กลายเป็นก้อนเมฆที่มีเศษซากเล็กๆ ในตอนแรกสิ่งเหล่านี้จะเป็นไปตามวงโคจรดั้งเดิม อย่างไรก็ตาม ในอีกไม่กี่เดือนข้างหน้า ทั้งสองจะกระจายตัวออกไป ทำให้เกิดเปลือกบางๆ ที่เป็นเศษซากรอบๆ โลก ใครก็ตามที่ผ่านเปลือกนี้ ณ จุดใดก็ได้ในช่วงไม่กี่ศตวรรษข้างหน้า ไม่ว่าจะเป็นดาวเทียมดวงอื่นหรือยานอวกาศที่มีคนขับ การมุ่งหน้าสู่ดวงจันทร์หรือดาวอังคาร จะต้องเผชิญกับความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นในการชนกับดาวเคราะห์ดวงเล็กๆ ที่อาจถึงแก่ชีวิตได้ ด้วยความเร็วสูง เศษ

โชคดีที่สิ่งนี้ไม่เกิดขึ้น ดาวเทียมทั้งสองดวงหวือผ่านกันและกันโดยมีระยะห่างระหว่างกันเพียง 40 ฟุต ซึ่งเท่ากับน้อยกว่าครึ่งหนึ่งของสนามบาสเก็ตบอลมาตรฐาน โอกาสนี้เราโชคดี

แต่การเฉียดพลาดกลับตอกย้ำบางสิ่งที่สำคัญ พวกเราไม่มีใครรับรู้ถึงเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นเหนือศีรษะเราประมาณ 560 ไมล์ได้มากนัก แม้จะมีข้อกังวล (โดยชอบธรรม) ใหม่เกี่ยวกับผลกระทบที่มนุษยชาติมีต่อสภาพแวดล้อม Earthbound ของเรา แต่เราก็ไม่ได้กังวล จำเป็นต้องรักษาความกลัวแบบเดียวกันกับสิ่งที่เราทำกับสิ่งแวดล้อมของเรา แม้ว่าจะอยู่ใกล้บ้านอย่าง Low Earth ก็ตาม วงโคจร ในแง่หนึ่ง มันเป็นกิจกรรมที่ไม่ได้รับการควบคุมแบบ Wild West และไม่ค่อยมีคนให้ความสนใจ

โชคดีที่มีการเรียกสตาร์ทอัพการทำแผนที่อวกาศของ Silicon Valley ลีโอแล็บส์ เป็น. พวกเขาคือคนที่ส่งเสียงเตือนเกี่ยวกับการโกนใกล้ดาวเทียมเมื่อเร็ว ๆ นี้ และพวกเขาหวังที่จะปฏิวัติวิธีที่เราติดตามดาวเทียมและวัตถุอื่นๆ ในอวกาศ มันเกิดขึ้นไม่ได้เร็วพอ!

การควบคุมการจราจรในอวกาศ

ทุกๆ วัน ผู้คนประมาณ 15,000 คนในสหรัฐฯ ตื่นขึ้นและไปทำงานเป็นผู้ควบคุมการจราจรทางอากาศของรัฐบาลกลาง โดยมีจุดมุ่งหมายอย่างกระตือรือร้น บนน่านฟ้าเพื่อให้แน่ใจว่าเครื่องบินทุกลำในน่านฟ้าของสหรัฐฯ ยังคงแยกออกจากกันอย่างเหมาะสมใน ท้องฟ้า. ที่สนามบินหลักแห่งหนึ่ง สามารถมีผู้ควบคุมปฏิบัติหน้าที่ได้มากกว่า 50 คนในแต่ละครั้ง ที่ศูนย์ควบคุมจราจรทางอากาศแห่งหนึ่งมีหลักร้อย

เมื่อเปรียบเทียบแล้ว มีกี่คนที่คอยจับตาดูการจราจรในอวกาศ อาจน้อยกว่าที่คุณคาดหวัง “ก่อนหน้าเรา ไม่มีใครเฝ้าดูการชนกันของดาวเทียมที่ถูกทิ้งร้าง” แดน เซเปอร์ลีย์ซีอีโอของ LeoLabs กล่าวกับ Digital Trends

เมื่อดูเผินๆ การจัดการจราจรในอวกาศดูเหมือนงานประเภทที่ไม่แสดงตัวที่โทนี่ โซปราโนอาจจัดขึ้นสำหรับหลานชาย โดยต้องใช้เงินมากกว่าการเก็บเช็คปกติเพียงเล็กน้อยสำหรับงานเพียงเล็กน้อย ฉันหมายถึงใครเคยได้ยินเรื่องการจราจรในอวกาศบ้าง? ปรากฎว่าการจราจรในอวกาศเป็นปัญหาใหญ่เกินกว่าที่พวกเราส่วนใหญ่จะตระหนักได้ Ceperley ชอบแสดงภาพลักษณ์ให้คนอื่นเห็นเมื่อเขาพูดถึงอาชีพที่เขาทำ เมื่อมองแวบแรก ดูเหมือนภาพไวรัสภายใต้กล้องจุลทรรศน์ ซึ่งเป็นทรงกลมมืดที่ถูกจุดสีเขียวเล็กๆ รุมไว้ ในความเป็นจริง มันเป็นการแสดงภาพ 24 ชั่วโมงที่ผ่านมาของวงโคจรโลกต่ำ พร้อมด้วยวัตถุทั้งหมดที่โคจรรอบโลกของเราในปัจจุบัน “มันน่าประทับใจในแบบที่น่ากลัว” เขากล่าว

ขณะนี้ มีวัตถุประมาณ 14,000 ชิ้นที่มีขนาดใหญ่กว่า 10 เซนติเมตรอยู่ในวงโคจรโลกต่ำ ประมาณ 1,400 ดวงเป็นดาวเทียมที่ใช้งานได้ ส่วนอื่นๆ เป็นส่วนผสมของดาวเทียมที่ถูกทิ้งร้าง ร่างจรวดเก่า และเศษซากอวกาศต่างๆ ที่ไม่มีใครสามารถหรือเต็มใจที่จะกำจัดออก สิบเซนติเมตร หรือประมาณสี่นิ้ว อาจฟังดูไม่ใหญ่นักนัก แต่ด้วยความเร็วที่พวกมันเคลื่อนที่ มากกว่ากระสุนที่ยิงจากปืนไรเฟิลหลายเท่า มันง่ายพอที่จะทำให้เกิดการชนกันอย่างหายนะสำหรับทุกสิ่งที่มันชนกัน

ให้ทันกับความต้องการ

LeoLabs ให้บริการตรวจสอบสิ่งที่เกิดขึ้นบนท้องฟ้าตลอด 24 ชั่วโมงทุกวัน มีสองเทคโนโลยีหลักในการทำงาน เครือข่ายแรกคือเครือข่ายเรดาร์ภาคพื้นดินที่กำลังเติบโต (ปัจจุบันมี 3 แห่ง และอีก 3 แห่งที่วางแผนไว้สำหรับอีกสองปีข้างหน้า) เรดาร์ตรวจการณ์อวกาศเหล่านี้ซึ่งมีฐานอยู่ในอลาสกา เท็กซัส และนิวซีแลนด์ จะสำรวจท้องฟ้า โดยแยกแยะวัตถุใดก็ตามที่ผ่านเหนือศีรษะในวงโคจรโลกต่ำ เรดาร์แบบแบ่งเฟสของ LeoLabs สามารถเปลี่ยนจากการดูดาวเทียมดวงหนึ่งไปยังอีกดวงหนึ่งได้อย่างรวดเร็ว บ่อยครั้งเท่าที่พวกเขาต้องการทุกมิลลิวินาที ในท้องฟ้าที่มีผู้คนพลุกพล่านมากขึ้น นั่นเป็นสิ่งจำเป็น

ก่อนที่ LeoLabs จะเข้ามา มีเพียงคนเดียวที่สร้างเรดาร์ที่เทียบเคียงได้คือหน่วยงานป้องกันยักษ์ใหญ่หรือองค์กรอวกาศ อย่างไรก็ตาม Ceperley ชี้ให้เห็นว่าเมื่อมีดาวเทียมจำนวนมากขึ้นสู่วงโคจร อุปทานของเรดาร์เหล่านี้ก็ลดลงตามต้องการ

“ด้วยปริมาณการรับส่งข้อมูลใหม่ที่กำลังออนไลน์ การสร้างเรดาร์ใหม่หนึ่งตัวในรอบทศวรรษจึงไม่สอดคล้องกับทุกสิ่งที่เกิดขึ้นในอวกาศ” เขากล่าว “เรากำลังใช้โมเดลที่แตกต่างออกไป วิ่งไปข้างหน้าให้เร็วที่สุดเท่าที่จะทำได้”

เทคโนโลยีหลักที่สองที่ขับเคลื่อน LeoLabs คือซอฟต์แวร์ “เรามีแพลตฟอร์มที่วิเคราะห์ข้อมูลนั้นและส่งข้อมูลในรูปแบบของการแจ้งเตือน” เขาอธิบาย “หากคุณต้องการทราบเกี่ยวกับดาวเทียมของคุณ เราสามารถบอกคุณได้อย่างแม่นยำว่าดาวเทียมอยู่ที่ไหน จะอยู่ที่ไหนในสัปดาห์หน้า และจะเผชิญกับสถานการณ์เสี่ยงใดๆ ในเวลานั้นหรือไม่”

การทำแผนที่ท้องฟ้า

Ceperley พบกับผู้ร่วมก่อตั้ง LeoLabs สองคนในงานก่อนหน้านี้ที่ SRI International ซึ่งเป็นห้องปฏิบัติการวิจัยระดับตำนานในซานฟรานซิสโก ซึ่งช่วยสร้างเมาส์คอมพิวเตอร์ตัวแรกและระบบสั่งงานด้วยเสียงของ Siri Ceperley ทำงานที่นั่นเป็นเวลาแปดปี โดยดำเนินการวิจัยที่ได้รับทุนสนับสนุนจากรัฐบาลว่าจะสามารถติดตามดาวเทียมได้ดีขึ้นได้อย่างไร ในงานของเขา เขาได้ยินบริษัทเอกชนมาขอความช่วยเหลือในการติดตามดาวเทียมอยู่เป็นประจำ

จนกระทั่งเขาได้พบกับเพื่อนวิศวกร SRI Mike Nicolls และ John Buonocore แนวคิดสำหรับสิ่งที่กลายเป็น LeoLabs ก็เริ่มพัฒนาขึ้น

“ปรากฎว่า [พวกเขา] กำลังทำงานอยู่ในห้องโถง” Ceperley เล่า “พวกเขากำลังศึกษาแสงออโรรา บอเรลลีส ซึ่งเป็นแสงเหนือ พวกเขาใช้เวลาประมาณ 20 ปีในการออกแบบและสร้างเรดาร์เพื่อทำเช่นนั้น วันหนึ่งพวกเขาโทรหาฉันที่ห้องโถงและพูดว่า 'เราได้ยินมาว่าคุณต้องการข้อมูลดาวเทียม ให้เราแสดงให้คุณเห็นว่าเรากำลังรวบรวมอะไรอยู่'”

ทั้งคู่ยื่นรูปภาพให้ Ceperley ซึ่งดูเหมือนหน้าต่างและมีเม็ดฝนเป็นแถบ เขาถามว่ามันคืออะไร Nicolls และ Buonocore บอกเขาว่าแต่ละรอยเฉือนบนภาพนั้นเป็นดาวเทียมหรือชิ้นส่วนอวกาศที่กำลังข้ามสนามที่พวกเขาต้องการจะสังเกต ดาวเทียมทำลายการสังเกตของพวกเขาจนถึงจุดที่พวกเขาใช้เวลาสองปีที่ผ่านมาในการสร้างซอฟต์แวร์เพื่อจดจำและลบข้อมูลเหล่านั้นออกจากข้อมูลแบบดิจิทัล Ceperley รู้สึกประหลาดใจ

“ขยะของคุณอาจเป็นสมบัติของคนอื่นก็ได้” เขาบอกพวกเขา

การติดตามดาวเทียมเป็นบริการ

LeoLabs ก่อตั้งขึ้นอย่างเป็นทางการในปี 2558 นับเป็นความสำเร็จในทันทีในอุตสาหกรรม โดยสามารถดึงดูดเงินลงทุนได้ถึง 17 ล้านดอลลาร์จนถึงปัจจุบัน บริษัทให้บริการในรูปแบบการสมัครสมาชิก ผู้คนสามารถจ่ายเงินเพื่อเข้าถึงสิ่งที่ค้นพบ และได้รับคำเตือนเมื่อมีความเสี่ยงที่จะเกิดการชนกัน (ไม่ ไม่สามารถให้ดาวเทียมเลี้ยวซ้ายหรือขวาเพื่อหลีกเลี่ยงการชนได้ แต่คุณสามารถเปลี่ยนแปลงความเร็วได้เช่นเดียวกับที่รถสองคันอาจประสานกันเพื่อผ่านทางแยก)

จนถึงขณะนี้ LeoLabs ได้รับลูกค้าในสาขาการป้องกัน การประกันภัย และหน่วยงานกำกับดูแล แต่ผู้ชมใหม่ที่ใหญ่ที่สุดคือเจ้าของดาวเทียมส่วนตัว ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา นี่คือกลุ่มประชากรที่ขยายตัวอย่างรวดเร็ว โดยมีการไหลทะลักเข้ามาของทุกสิ่งตั้งแต่ขนาดเล็ก บริษัทสตาร์ทอัพที่เปิดตัว CubeSats แต่ละตัวให้กับยักษ์ใหญ่อย่าง SpaceX ยิงกองทัพดาวเทียมทำลายท้องฟ้าอย่างแท้จริง วงโคจร

นอกเหนือจากโมเดลธุรกิจ "การติดตามด้วยดาวเทียมในรูปแบบบริการ" แล้ว หนึ่งในวิธีที่ LeoLabs กำลังคิดค้นคือการหาวิธีติดตามวัตถุที่มีขนาดเล็กกว่าในอวกาศ เรดาร์ใหม่ล่าสุดคือ Kiwi Space Radar ในนิวซีแลนด์ ซึ่งออนไลน์เมื่อปลายปี 2019 นับเป็นครั้งแรกที่ LeoLabs สามารถติดตามวัตถุที่กำลังโคจรอยู่ซึ่งมีขนาดเล็กเพียง 2 เซนติเมตรได้ เมื่อคุณขยายพารามิเตอร์โดยการตรวจสอบวัตถุให้เหลือขนาดนี้ จำนวนรวมของวัตถุที่โคจรอยู่จะเพิ่มขึ้นจาก 14,000 เป็น 250,000 มาก วัตถุที่ไม่ได้ติดตามก่อนหน้านี้สามารถทำลายดาวเทียมที่ชนกันได้แม้จะอยู่ที่ระดับ 2 เซนติเมตรก็ตาม

“เมื่อเราติดตามสิ่งเล็กๆ น้อยๆ [แบบนั้น] เราอาจเห็นการพลาดท่าเกือบ 20 ครั้งต่อสัปดาห์” Ceperley กล่าว

ยังมีงานที่ต้องทำ การเปิดตัวเครือข่ายเรดาร์จะช่วยเพิ่มความสามารถในการคาดการณ์ของ LeoLabs แต่บริษัทก็หวังที่จะสร้างความตระหนักรู้เกี่ยวกับปัญหาการจราจรในอวกาศด้วย เช่นเดียวกับนักดาราศาสตร์ที่เริ่มส่งเสียงเตือนเกี่ยวกับดาวเทียมจำนวนมหาศาลที่ถูกปล่อยสู่อวกาศ LeoLabs ต้องการให้ความรู้แก่สาธารณชน - และผู้ร่างกฎหมาย - เกี่ยวกับสาขาที่ยังอยู่ในช่วงเริ่มต้นเมื่อพูดถึงกฎเกณฑ์และ กฎระเบียบ

“ในขณะนี้ ยังไม่มีคำจำกัดความที่ดีเกี่ยวกับความหมายของความปลอดภัยในอวกาศ” Ceperley กล่าว “ฉันคิดว่าเหตุผลสำคัญก็คือยังไม่มีข้อมูลมากนักเกี่ยวกับสถานการณ์ความเสี่ยงในอวกาศ นั่นคือสิ่งที่เราตั้งเป้าไว้เพื่อแก้ไขโดยพื้นฐาน ด้วยพื้นฐานด้านเรดาร์และซอฟต์แวร์ เรารู้ว่าเราสามารถสร้างชุดข้อมูลขนาดใหญ่และฟีดข้อมูลที่แสดงสถานการณ์ในอวกาศได้ ซึ่งสามารถนำมาใช้เพื่อช่วยระบุสิ่งที่ปลอดภัย และเน้นย้ำถึงสิ่งที่ไม่ปลอดภัย”

คำแนะนำของบรรณาธิการ

• สร้างสถิติอวกาศใหม่สำหรับลูกเรือในวงโคจรโลก
• ดาวเทียม NASA ขนาดใหญ่ตกลงสู่พื้นโลกหลังจากอยู่ในวงโคจรมานานหลายทศวรรษ
• ยานอวกาศ Mars Express ได้ถ่ายทอดข้อมูลจากภารกิจดาวอังคารที่แตกต่างกันเจ็ดภารกิจ
• วิธีดูความพยายามครั้งที่สองของ Firefly Aerospace สตาร์ทอัพจรวดในการเข้าถึงวงโคจร
• ชมดาวเทียมสอดแนมของสหรัฐฯ เครื่องนี้ถูกปล่อยขึ้นสู่วงโคจรโดยคู่แข่งของ SpaceX