Почему спутники с широкими возможностями настройки – следующий технологический прорыв

Сокращение затрат на запуск, является единственным крупнейшим фактором повышения доступности космоса за последнее десятилетие. Но бум коммерческой космической индустрии является результатом сочетания нескольких факторов. К этим факторам относятся миниатюризация электроники, развитие гибких методов разработки, усовершенствование коммерческих деталей (COTS), доступность демонстрационных космических платформ, облачные вычисления, автономные операции и многое другое. Интерес инвесторов привел к тому, что за последнее десятилетие в коммерческую космическую индустрию были вложены миллиарды долларов, что привело к ускорению внедрения новых технологий.

Коммерческие компании могут по-разному использовать данные дистанционного зондирования Земли. Они могут напрямую продавать данные, обрабатывать, извлекать и продавать производную аналитическую информацию. Дистанционное зондирование принимает множество различных форм – съемка в видимом диапазоне, радиолокационная съемка, космическая ситуационная осведомлённость (SSA) и многое другое.

Основным следствием повышенного спроса на малые спутники является быстрый рост отрасли, поскольку компании думают о новых способах улучшения использования космической инфраструктуры. И по мере того, как отрасль продолжает удовлетворять потребности рынка и повышать коммерческую рентабельность доступа к космическим данным, спрос будет только расти.

Однако, сдерживающими и критическими факторами роста являются цепочки поставок, нехватка талантов и персонала. Кроме того, повышается осведомленность клиентов о необходимости небольших спутников, пригодных для коммерческой эксплуатации, поскольку для развития отрасли требуются спутники, которые могут обеспечить большее время безотказной работы, надежность и автономность. Увеличивается количество информации о возможностях использования космической съемки. Однако, несмотря на то что должны существовать определенные уровни стандартной функциональности малых спутников, невероятно сложно четко и кратко задокументировать требования к их эксплуатационным характеристикам и возможностям, которые приводят к созданию коммерчески жизнеспособного продукта. Например, как спутник будет управляться с земли, собирать данные и эффективно передавать их на землю в достаточном объеме? Каким образом ИТ-система должна реагировать на сбои, чтобы максимально увеличить время безотказной работы? Как можно модифицировать спутник на орбите с помощью обновлений программного обеспечения по мере изменения потребностей бизнеса? Эти факторы легко упустить из виду, особенно для коммерческого клиента на ранней стадии роста.

Чтобы добиться успеха, производители спутников должны понимать, где находятся клиенты с точки зрения роста, уровня их зрелости и целей в отношении конкретной спутниковой миссии. Очень важно понимать клиента, его бизнес и цели, чтобы можно было адаптировать спутник и всю программу для гибкой поддержки его решений.

На бумаге легко создать отличный спутник. Немного сложнее заставить его работать в реальной физической системе. И невероятно сложно заставить эту физическую систему работать таким образом, чтобы поддерживать коммерческий бизнес. Для человека с техническим образованием естественно смотреть на продукт и восхищаться конкретным параметром производительности. Но спецификации часто представляют идеальные условия, которые не являются нормой. Сложно создавать надежные спутники, которые соответствовали бы бизнес-целям коммерческого оператора, а затем со временем повышать их производительность по мере изменения потребностей.

Необходимо искать гибких партнеров, способных реагировать на меняющиеся потребности бизнеса. Они должны иметь возможность пересматривать проекты с учетом меняющихся требований, развития линейки продуктов, обновлений на орбите и многого другого. Кроме того, нужны партнеры с проверенным опытом. Есть ли у поставщика малых спутников опыт предоставления спутниковых группировок, которые работают на орбите и продемонстрировали коммерческую эффективность на протяжении всего срока службы? Поставщиков должны успешно следовать графику и в срок выполнять обязательства.

В конце 2000-х и начале 2010-х годов отрасль начала ощущать влияние таких факторов, как миниатюризация электроники, совершенствование гибких методов разработки, улучшение компонентов COTS, доступность демонстрационных платформ для космоса, облачных вычислений и автономных операций.

Снижение затрат на запуски с Falcon 9 и другими ракета-носителями, которые становятся все более доступными, привело к тому, что некоторые компании сделали ставку на использование более дешевого и менее надежного спутникового оборудования. Примерно в начале 2010-х годов стало увеличиваться количество компонентов низкоорбитальных спутников для кубсатов и микроспутников, что позволило ускорить процесс проектирования. Если поставщик может приобрести определенный аппаратный компонент с возможностью использования в различных типах миссий, и ему не нужно будет заново разрабатывать его с нуля, это может ускорить разработку.

По мере развития этих факторов будет также повышаться эффективность производства спутников. Таким образом, чем больше мы видим достижений в области миниатюризации электроники, оптимизации энергоэффективности и снижения затрат на запуск, тем больше будет опора промышленности на эту растущую космическую инфраструктуру.

Многое из того, что мы видим в нашей работе с коммерческими компаниями, особенно с теми, которые находятся на относительно ранней стадии роста, - это гибкость и неопределенность в требованиях к спецификациям и производительности. Плюсы работы с поставщиком спутников на ранней стадии заключается в том, что удается найти правильный баланс между производительностью и стоимостью, и обеспечить максимальную отдачу для клиента.

Заметным инновационным аспектом является оцифровка процесса проектирования и производства. Каждый элемент производимых спутников выполняется в цифровом формате. Все приемочные испытания проводятся и автоматически записываются в облачных системах, которые в любой момент обеспечивают легкий доступ к тестовым данным. Также рассматриваются процессы интеграции запуска в режиме реального времени с использованием моделей САПР.

Важным фактором, позволяющим быть гибким в удовлетворении потребностей клиентов, является подход к закупке компонентов, сборке и производству, при котором спутники производятся постоянно. Это позволяет выполнять обновления спутников по мере их появления на сборочной и производственной линии.

Всегда есть технологии, которые совершенствуются, что позволяет внедрять инновационные разработки. Одним из текущих примеров является электрическая тяга, которая может значительно снизить требуемую массу топлива для конкретных миссий, что приводит к снижению затрат и является дополнительным техническим преимуществам.

Кроме того, межспутниковые лазерные ретрансляторы обеспечивают высокоскоростную связь. Они позволяют спутникам доставлять огромные объемы данных для связи с землей и минимизировать задержки между сбором данных и их получением на земле. Вы можете мгновенно связаться с другим спутником, находящимся в зоне действия наземной станции, что невероятно важно.

В условиях повышенного спроса компании сосредоточены на найме персонала и управлении цепочками поставок для обеспечения наилучшего соответствия новым заказам и спросу. Внедряются цифровые системы для производства, отслеживания запасов и управления заказами, а производство становится модульным и масштабируемым. Это позволяет быстро реагировать на новые заказы на продукцию и потребности клиентов. Можно масштабировать производственные мощности и дублировать сборочные станции по мере необходимости для удовлетворения растущего спроса.

Постепенно спутники для коммерческого использования будут все больше превращаться в товар и напоминать такие отрасли, как автомобилестроение или бытовая электроника. Большое внимание уделяется затратам и эффективности производства с целенаправленной технической модернизацией в фиксированные моменты времени по мере развития технологий. Задача отрасли состоит в том, чтобы быть достаточно гибкой и адаптировать альтернативные подходы и методы, не упуская при этом из виду проблемы в разработке оборудования, которое может успешно работать в космосе.

Кроме того, такие организации, как правительства, ранее полагались на возможности более крупных спутников – космических платформ, которые стоят дороже, дольше строятся, дороги в обслуживании и являются уязвимыми целями для противников. Многие задачи, выполняемые в настоящее время крупными спутниками, теперь могут быть реализованы с помощью группировок небольших спутников, которые стоят дешевле и быстрее собираются. Группировки малых спутников обеспечивают отказоустойчивость, а также новые варианты их использования в дистанционном зондировании, прогнозировании погоды и др., предлагая большую частоту повторных посещений территорий. Это предоставляет огромные возможности для значительного экономического роста.