Эволюция дистанционного зондирования Земли из космоса: большие спутники обещают большую отдачу для операторов

Радиолокационный спутник Capella Acadia с синтезированной апертурой третьего поколения, предназначен для получения изображений с более высоким разрешением и улучшенным соотношением сигнал/шум по сравнению со спутниками Capella Whitney. Источник: Capella Space

Спутники ДЗЗ «набирают вес»

«Все переходят на большие спутники, потому что изменились ограничения по стоимости и объему», — сказал Джеймс Мейсон, старший вице-президент Planet по космическим системам. «Всем нашим клиентам требуются различные типы данных, более высокое качество и меньшая задержка».

Capella Space

Последнее поколение радиолокационных спутников Acadia с синтезированной апертурой компании Capella Space на 50% больше, чем их предшественники.

Переход от 112-килограммового спутника Whitney к 165-187-килограммовому Acadia не имеет никакого значения с точки зрения стоимости запуска, поскольку Capella закупает отдельный пуск ракеты Rocket Lab Electron для каждого спутника.

«Масса больше не так важна», — сказал Кристиан Ленц, технический директор компании Capella в Сан-Франциско.

«Такие вещи, как емкость, производительность и срок службы, более важны на данном этапе». Заказчики снимков и данных SAR Capella, в том числе правительственные агентства, несут ответственность за модернизацию спутника.

Спутники Acadia «более точно адаптированы к их потребностям», сказал Ленц.

Заказчикам нужны изображения с высоким разрешением и высоким соотношением сигнал/шум. Кроме того, они предпочитают multi-look снимки Capella, которые имеют меньше спекл-шумов, потому что спутники фокусируются на одном объекте в течение десятков секунд.

«Задержка в получении данных — это еще одна вещь, которая чрезвычайно важна для очень важной группы клиентов», — сказал Ленц. «Есть клиенты, которым нужны изображения в течение 24 часов. Есть также набор клиентов, которым это нужно в течение четырех часов. И совершенно новый набор клиентов, которым это нужно в течение 15 минут».

Чтобы уменьшить задержку, Capella устанавливает терминалы оптической связи Mynaric на спутниках Acadia. Терминалы, которые совместимы со стандартом совместимости, установленным Агентством космического развития Пентагона, «обещают задержки менее 15 минут в будущем», сказал Ленц.

Спутники Acadia также оснащены более крупными солнечными панелями, чем Whitney, и большим количеством батарей. Capella выкупила запуски ракет Electron для отправки спутников Acadia на орбиты среднего наклонения. По словам Ленца, эти орбиты «позволяют быстрее вернуться к областям, которые волнуют людей», включая Азиатско-Тихоокеанский регион.

Planet строит спутники Pelican для получения снимков с разрешением до 30 сантиметров. Клиенты, использующие спутники Pelican, смогут просматривать данные о местоположении до 12 раз в день. Источник: Планета

Planet

Planet хорошо известна тем, что получает ежедневные снимки Земли с умеренным разрешением с помощью группировки из около 130 кубсатов Dove и SuperDove.

Компания, базирующаяся в Сан-Франциско, также известна тем, что быстро обновляет дизайн кубсатов. SuperDoves, которые получают снимки в восьми спектральных каналах против четырех у Dove, были 14-й итерацией дизайна. 17-я версия сейчас находится в разработке.

«На протяжении многих лет мы много говорили о гибкой аэрокосмической отрасли и переходе от традиционной модели разработки спутников к более гибкой и динамичной», — сказал Мейсон.

Для Planet это означало переход от 11-мегапиксельной камеры к 29-мегапиксельной и 47-мегапиксельной по мере эволюции Doves. Каждая новая камера требовала дополнительного питания, улучшенных радиолиний, улучшенных жестких дисков и обновлений наземной инфраструктуры Planet.

Собственное производство Planet охватывает широкий спектр спутников - от Doves до Pelican и Tanager, 100-200-килограммовых спутников с общей платформой. Большая платформа «устраняет жесткие ограничения, связанные с попытками упаковать все в эту крошечную коробку», — сказал Мейсон. «Это позволяет нам создавать более надежные, модульные системы, потому что у нас есть немного больше пространства для работы. Мы взяли лучшее из того, что есть у спутников SkySat и SuperDoves, и вложили это в новую конструкцию спутника, которая является более гибкой, более маневренной, более дешевой и более производительной».

«Пеликаны», запуск которых запланирован на этот год, будут делать 30-сантиметровые снимки Земли. Спутники Tanager с гиперспектральными датчиками NASA Jet Propulsion Laboratory строятся для Carbon Mapper, государственно-частного партнерства, ориентированного на определение, количественную оценку и отслеживание источников метана и углекислого газа.

Компания Satellogic запустила свои первые пять спутников Mark V в прошлом году в рамках совместного полета SpaceX Falcon 9. Mark V включает в себя больше места для размещенной полезной нагрузки, чем Mark IV, а также модернизированные радиостанции и компьютеры. Источник: Satellogic

Satellogic

Компания Satellogic, сторонник концепции «гибкой аэрокосмической отрасли», которая строит спутники в Уругвае, оснастила свой новейший спутник Mark V более просторным отсеком полезной нагрузки и улучшенными возможностями нисходящей радиолинии. Спутники ДЗЗ Mark V, запуски которых начались в 2022 году, позволяют получать изображения с мультиспектральным разрешением 80 сантиметров по сравнению с 99 сантиметрами у предшественника. Mark V также имеет большую полосу съемки: 8 километров с 520-километровой орбиты, по сравнению с пятью километрами у Mark IV. А гиперспектральная камера на Mark V обеспечивает съемку с разрешением 18 метров.

«Mark V является краеугольным камнем Satellogic, поскольку он может ежемесячно, еженедельно, а затем ежедневно повторно «картографировать мир» с более высоким разрешением, большим охватом и более быстрой загрузкой», - сказал Мэтт Тирман, коммерческий директор Satellogic в Северной Америке.

Обновленная электроника Mark V не оказала существенного влияния на размер или стоимость спутника. Каждый спутник обходится компании Satellogic примерно в 1 миллион долларов, чтобы его построить и запустить.

«Настоящий скачок будет сделан через 18-24 месяца в нашем NewSat, который будет установлен на более крупной платформе и с гораздо более высоким разрешением», — сказал Тирман.

Spire Global

140 спутников в группировке Spire Global имеют размеры от трех до четырех, шести и 16-ти кубсатов. (Кубсаты имеют размер 10 сантиметров с каждой стороны.)

Рендеринг спутниковой группировки Spire Global. Spire производит и эксплуатирует кубсаты размером от трех до 16 юнитов. Источник: Spire Global

«Как правило, наши спутники становятся немного больше», — сказал Джоэл Спарк, соучредитель и главный архитектор спутников Spire.

Внедрение кубсатов 16U было связано с требованиями клиентов Spire Space Services, чьи приложения иногда требовали большей мощности, пропускной способности и объема нисходящей линии передачи данных, чем Spire могла предложить с кубсатами 6U.

Тем не менее, Spire не делает четкого различия между спутниками, получающими данные о погоде, море или отслеживании самолетов для продуктов Spire, и спутниками Space Services. Во многих случаях аппаратное и программное обеспечение для нескольких клиентов работает на одних и тех же спутниках Spire.

Когда в 2012 году была основана компания Spire, она производила собственные кубсаты, потому что лишь немногие компании могли удовлетворить ее потребности. Теперь это быстрый цикл итераций, который координируется из Вены, штат Вирджиния.

«Мы постоянно модернизируем технологию как с аппаратной, так и с программной точки зрения», — сказал Спарк. «Клиентам нужны растущие объемы данных, и, как правило, они хотят делать это быстрее».

Чтобы ускорить связь, Spire оснащает спутники как оптическими, так и радио межспутниковыми линиями связи.

«Мы также проектируем наши новые спутники с дополнительными вычислительными возможностями, которые больше, чем мы используем в настоящее время», — сказал Спарк. «Перенеся обработку данных на спутник, наши клиенты смогли сделать действительно невероятные вещи».

Например, собственные клиенты Spire и клиенты Space Services улучшают производительность датчиков с помощью искусственного интеллекта. Искусственный интеллект также помогает спутникам работать вместе для мониторинга объектов или областей интереса.

«Это дивный новый мир с точки зрения того, что люди могут использовать эти датчики для создания невероятных вещей», — сказал Спарк.