A műholdképeket indító EOI Space alacsony repüléssel átszelte a Halál Völgyét

Amikor 2020-ban AFWERX-díjat kapott kis, alacsonyan szálló képműholdak fejlesztéséért, az Earth Observant, jelenleg nevén EOI Space, néhány ember meg volt győződve arról, hogy betörhet a műholdképek piacára. A startup most meggyőzte a japán IT-óriást, NTT ADATOK, közel valós idejű, ultranagy felbontású képeket tud készíteni a nem túl magasról.

Két héttel ezelőtt az EOI Space bejelentette, hogy terjesztési megállapodást kötött az NTT DATA-val, amely gazdag részletgazdag képeket hozott a cég nagyon alacsony földi pályájáról (VLEO)LEO
) optikai képalkotó műholdakat a japán piacon lévő ügyfelek számára. Az „ügyfelek” lényegében a japán kormány védelmi és biztonsági végfelhasználóinak szóló eufemizmus, amely az Egyesült Államok kormánya után a második legnagyobb honvédelmi és biztonsági célú kereskedelmi képfelhasználó.

Az eredetileg 70 millió dollárra becsült ügylet nem csupán az EOI Space egy pénzügyi lövés, hanem termékének és stratégiájának fontos érvényesítése egy elismert multinacionális vállalat által, amely Amerika egyik legfontosabb szövetségese nevében jár el. Az EOI Space VLEO konstellációjában rejlő lehetőségekről meggyőződve a befektetők létfontosságú tőkéjével kombinálva a szerződés az alacsonyan repülő társaságot az úgynevezett Halál Völgyén keresztül olyan hegylábokhoz szállította, amelyeken jó eséllyel megmászhat.

Az EOI Space üzleti modellje egy évtizede tárgyalt, de eddig meg nem valósult technológiai ötletre épül – kis képalkotó műholdak tömegét küldi viszonylag alacsony magasságba.

Stingray

Az EOI történetének lényege, amikor először eltakarta 2020-ban az volt a vonzereje az Egyesült Államok légiereje számára, hogy a VLEO-ban egy kisméretű hálózatot kíván kiépíteni. Az alacsony Föld körüli pályán (LEO) repülő műholdak általában 500 kilométeres (310 mérföld) vagy magasabbra emelkednek a Föld felett. Az EOI azt javasolta, hogy madarait körülbelül 250 km-re (155 mérföldre) repítsék, ami többé-kevésbé a Föld légkörének megfelelő magasságban van.

A stratégia bizonyos hátrányokkal is jár, mint például az aerodinamikai légellenállás, a napszél hatásai és az erős gravitációs vonzás, amelyek elég jelentősek ahhoz, hogy az űrhajó pályája kevesebb mint öt év alatt lelassuljon, ami a hagyományos tervek megváltoztatását igényli. De vannak valódi előnyei is.

A kisebb magasságban történő repülés általában javítja az optikai érzékelők felbontását, a radiometriai teljesítményt (infravörös/mikrohullámú érzékelők) és a térinformatikai pontosságot. Ha alacsonyan kering, a Stingray műholdak közel valós idejű, 15 cm-es, nagy felbontású képeket készíthetnek. Ez egy nagyságrenddel jobb, mint a vezető kereskedelmi képszolgáltatók nagyobb, magasabban repülő optikai műholdjai maxes és a Airbus amelyek maximum 30 cm-es felbontásban készítenek fényképeket.

A nagyon nagy felbontás mellett az AFWERX potenciált látott az alacsonyan repülő műhold-konstelláció elosztott rugalmasságában. A VLEO által biztosított közelség csökkentheti a szükséges rakományméret (optikai, radar vagy kommunikációs) követelményeit és ezáltal a költségeket.

Mindegyik Stingray a nagy oldalon lesz egy kis ülésre, súlya körülbelül 330 kiló (728 font). Az űrhajó teste vagy „buszja” két méter (6.5 láb) hosszú lesz, és kihelyezett napelemekkel körülbelül négy méter hosszú lesz. Ezzel együtt sokkal kisebbek és olcsóbbak, mint a legtöbb optikai képalkotó műhold. Kialakításuk – 250 km-es magasságban ötéves élettartamra – rugalmasságot kínál a konstelláció rövid időnkénti feltöltésére új érzékelőkkel vagy egyéb képességekkel, alacsony magasságuk/kis méretük pedig megkönnyíti a keringésről való kikerülést.

A konstelláció létrehozását tervezett legfeljebb 60 Stingrays EOI közül az első 2024 januárjában indul a SpaceX telekocsi küldetésének részeként a vállalat egyik Falcon 9 rakétáján. A Stingray a Falcontól körülbelül 500 km-re vetődik fel, és lefelé halad a VLEO pályájára. Amikor odaér, ​​egy külső szolgáltatótól származó szabványos négysávos többspektrális (közeli infravörös) optikai érzékelővel fog repülni, amelyet az EOI integrál a buszába.

Ahogy a Stingrays fokozatosan elindul és csatlakozik a konstellációhoz (2024 végére akár hat is lehet a VLEO-ban), az EOI azt tervezi, hogy integrálja saját optikai hasznosságát, valamint egy kapcsolódó GPU (grafikus feldolgozó egység) számítási klasztert és saját meghajtórendszerét. . „Számunkra kulcsfontosságú, hogy idővel a lehető legvertikálisabban integrálódjunk” – mondja Paul Smith, az EOI társalapítója és bevételi igazgatója. „Így elkerüljük az átfutási időt. Jelenleg évről-másfél évig terjedő átfutási idő áll rendelkezésre azokra az alkatrészekre, amelyek valóban hátráltatják Önt. Ezt szeretnénk elkerülni.”

Az EOI satjai emellett elkerülik a képtovábbítási késéseket, amelyek a földi feldolgozó állomásokkal járnak, mivel jelentős mennyiségű képfeldolgozást hajtanak végre (a nyers optikai képadatokat a használathoz fel kell dolgozni és formázni kell) minden egyes Stingray fedélzetén élszámítási módszerekkel, ahelyett, hogy egyszerűen küldenének. nyers adatokat egy földi állomásra.

„Az a célunk, hogy [a képadatok] kihagyják a hagyományos földi állomásfeldolgozási veremeket” – mondta Smith 2020-ban. „Tudtuk, hogy ez fontos, de nem tudtuk, mennyire fontos. De miután beszéltünk a légierővel és a hadsereggel, világossá vált, hogy az adatok gyorsabb megszerzése alapvető vágyuk. Ez valami olyasmi, amire mindannyiunkat keresnek az űrben.”

A VLEO pályájának köszönhetően a Stingray csillagkép egy másik négyzetet pipál – az egyre nagyobb forgalmú, űrszeméttel fertőzött LEO negyed alatt repül 500 km felett. 2021-ben Peter Beck, a Rocket Lab kilövési szolgáltatásainak vezérigazgatója megerősítette, hogy a LEO-ban található objektumok túlnyomó száma miatt egyre nehezebb megtalálni a szabad utat a rakéták számára az új műholdak felbocsátásához. A rakétáknak „meg kell próbálniuk feljutni e [műhold] csillagképek közé” – mondta Beck a CNN-nek, utalva a SpaceX Starlink műholdjaira.

Az EOI alapítói a cég 2017-es megalapítása során a rugalmas, alacsonyan repülő konstelláció vonzereje volt, amely képes részletes képeket készíteni és gyorsan, közvetlenül az ügyfelekhez küldeni.

Átkelés a Völgyen

„Nagy utat tettünk meg 2020 óta” – mondja Smith. „Megkaptuk az AFWERX-től a támogatást, és elvégeztük az összes tiltott munkát, sokat tanulva buszunk tervezéséről és optikai terhelhetőségéről.”

Az SBIR (DoD Small Business Innovation Research) finanszírozás lehetővé tette a startup három társalapítója számára, hogy teljes munkaidőben a vállalaton dolgozzanak, ami egy olyan kisvállalkozási evolúció, amelyet az AFWERX és távozó igazgatója, Nathan Diller ezredes próbált elérni. 2019 óta ismételten inkubálják.

Smith szerint a díj nemcsak a kutatás előmozdításában volt kulcsfontosságú, hanem abban is, hogy az Earth Observant vezérigazgatója és társalapítója, Christopher Thein lélegzetvételnyi teret adott ahhoz, hogy az A sorozat finanszírozására összpontosítson egy angyalbefektetőtől. A vállalat ezt követően Louisville-ben (CO) hozta létre központját, egy Denvertől északra fekvő külvárosban. Az EOI több mint 50 embert vett fel, megszilárdította a tervét, és beszerzett egy kilövőhelyet a SpaceX-szel.

Amit gyakran figyelmen kívül hagynak a már jól ismert „halálvölgyben” (a védelmi-repülési induló út a kezdeti kutatás-fejlesztéstől az esetleges kormányzati szerződés megkötéséig), az az SBIR/STTR-támogatások lehetséges előmozdítása a születő cégek számára a magántőke vonzásában. Az EOI számára az angyal által biztosított 15 millió dolláros befektetés kulcsfontosságú volt ahhoz, hogy az üzletet elég messzire mozdítsa el az NTT DATA vonzásához.

„Nem tudom, hogy megkaptuk volna azt az A-kört, azokat az angyal befektetőket, ha nem lett volna az amerikai kormányszerződés” – ismerte el Thein. „Nem tudom, hogy mindkét korábbi dolog nélkül megkötöttük volna a megállapodást az NTT-vel.”

Thein valójában egy évtizeddel ezelőtt meghiúsult kezdett egy VLEO műholdképekkel foglalkozó cég megalapításában, de az időzítés még nem volt megfelelő. „Még a vállalat [EOI] élettartama alatt is azt vettem észre, hogy – különösen az Egyesült Államok kormányán belül – az az érzésem, hogy ezt nem lehet megvalósítani. Most azt látja, hogy több program is felugrik, amelyek pontosan ezt teszik. Szemléletváltás történt, amikor elfogadtam ezt a továbblépési utat.”

Thein megfigyelésének talán nincs is jobb támogatása, mint a SpaceX új nemzetbiztonsági üzletágának nemrégiben történő létrehozása csillagpajzs. Bár a hírek szerint a védelmi célú kilövési és földmegfigyelési konstellációs üzletág részletei korlátozottak, Elon Musk új leányvállalata azt állítja, hogy kezdetben a Föld képalkotó szenzorok és műholdak fejlesztésére fog összpontosítani. Ha a Starshield csillagkép csatlakozik az EOI Space Stingrays-éhez a VLEO-ban, az nem lesz meglepetés.

Amikor beleegyezett egy kis amerikai céggel, az NTT DATA valószínűleg felismerte a VLEO műholdhálózatok megítélésének megváltozását és a földszinti bejutási lehetőséget. Az NTT sajtóközleményében szereplő 70 millió dolláros adat az EOI-tól kapott képek eladásának értékére vonatkozó becslését mutatja a japán piac számára 8-ig tartó exkluzív 2028 millió dolláros előzetes adatvásárlás részeként.

Az értékesítési exkluzivitás mellett az ügylet az NTT-nek garantált hozzáférést biztosít a Stingray sats feladatokhoz. Smith elmagyarázza, hogy a többi képszolgáltató hálózatot időnként eltérítik a kereskedelmi feladatoktól a régióban annak stratégiai fontossága és a kormányok (az Egyesült Államok/szövetségesei) általa „kemény szomszédságnak” nevezett gyors információk miatt. A feladatok prioritása volt az ügylet egyik fő mozgatórugója, és hallgatólagos elismerése volt annak, hogy az EOI 15 cm-es adatainak értéke lesz.

A szerződés elfogadható, sőt kívánatos nemzetközi befektetést is jelent egy olyan színtéren, ahol az Egyesült Államok kormánya különösen érzékeny a külföldi pénzekre. Az NTT eléggé bízott az EOI Space-ben ahhoz, hogy kisebb (körülbelül 3 százalékos) részesedést szerezzen, ami további 2 millió dollárnyi befektetést jelent az utóbbiba.

Az EOI alapítói ellenálltak a kísértésnek, hogy orosz vagy más külföldi finanszírozást vegyenek fel, miközben hazafias és megalapozott, hosszú távú üzleti okokból átkeltek a Halál Völgyén. Lehet, hogy ez keményebb munkára volt szükségük, de ez megteremti a terepet egy olyan jövő számára, amelyben az EOI azt reméli, hogy az Egyesült Államok hírszerzési és védelmi szervezete jelentős ügyfél lesz.

Az EOI erőfeszítéseket tett a külföldi tulajdonnal kapcsolatos befektetési problémák megkerülésére az általa Global Alliance programnak nevezett programmal, amely lényegében egy adatvásárlás előtti preferált ügyfél program, amely az NTT-ügylet néhány jellemzőjével rendelkezik, amely a terjeszkedés felgyorsításához szükséges cash flow-t generálhat. anélkül, hogy tőkét adna át offshore jogalanyoknak.

A jövő nézete felülről

Chris Thein emlékeztetett arra, hogy a műholdkép-piac lassú változásai ellenére továbbra is a nemzetállamok uralják, amelyek védelmi és hírszerzési kereslete a piac 55%-át teszi ki, a többi pedig kereskedelmi, katasztrófaelhárítási, tudományos és egyéb ügyfelek keveréke.

Az Airbus és a Maxar több mint 50%-os részesedéssel uralják a védelmi képalkotások piacát. „Nincs náluk a legtöbb műhold – mondja Thein –, nekik van fent a legnagyobb felbontású műholdak.” Az ukrajnai háború megmutatta a kormányoknak és a hétköznapi embereknek a képek erejét, és kiemeli az EOI 15 cm-es képessége iránti potenciális keresletet.

Míg jelenleg az Airbus és a Maxar rendelkezik a legkifinomultabb és legfürgébb képalkotó műholdakkal, ezek a legdrágábbak is. Az EOI stratégiája más. Ahelyett, hogy néhány nagyon költséges, nagyon jó képességű műholdat kihasználna, kihasználja a kevésbé kifinomult, kevésbé manőverezhető madarakat, amelyek különböző dőlésszögű, alacsony szinkron pályákon koncentrálódnak, különböző nézőpontokat és megnövekedett ismételt látogatási arányt kínálva.

„Egy egyedi Maxar vagy Airbus műhold például sokkal robusztusabban tud területtérképet készíteni, mint [a Stingray]” – mondja Smith. – De nem egy madárral próbáljuk megtenni mindezt. Egy konstellációban sok műhold erejét felhasználhatjuk ugyanazon területek hatékonyabb lefedésére.”

Az EOI szolgáltatásként képalkotási modellt fog alkalmazni. A konstelláció alacsonyabb tervezett összköltsége valószínűleg alacsonyabb képköltséget jelent jobb felbontás mellett, mint versenytársaié. Egyedi kis satjainak jellege is skálázási előnyt ad neki. Smith becslése szerint költségük körülbelül 10%-a versenytársaik fejlett, magasabban repülő űrrepülőgépeinek.

Emiatt a nagybetűs hegy, amelyre az EOI Space-nek meg kell másznia, kevésbé meredek, mint társai. Smith megerősíti a kormányt is.

„Tudjuk, hogy nagyon érdekli őket, amit csinálunk. Támogatók voltak, és reméljük, hogy valamikor állandó szerződéseket kötünk. Nem vagyunk már gyerekek. Inkább tinédzserek vagyunk, akik készen állnak az autókulcsok megszerzésére.”

Ez nyilvánvaló lesz, amikor a ráják kijutnak az űrbe, Smith hozzáteszi, fizikai és pszichológiai jelzés a fejlődésről. „A kormányzatnak általában nincs miről beszélnie veled, amíg nem vagy az űrben. Akkor ez egy másik játék.”

Ugyanez vonatkozik a potenciális kereskedelmi ügyfelekre is, akik az optikai képalkotáson túl számos szolgáltatást kérhetnek, az árukereskedelemtől a közbiztonsági és energiainfrastruktúra-felügyeletig. Az EOI megvizsgálta a Stingray képességeinek kiterjesztését a hő-, radar- és egyéb érzékelők integrálására, amelyeket valószínűleg külső gyártók biztosítanak. Smith azonban hangsúlyozza, hogy a vállalat a belátható jövőben továbbra is az optikai hasznos terhelésre összpontosít.

A Stingray peremszámítási algoritmusok érdekesek lehetnek az ügyfelek számára, csakúgy, mint a konstelláció azon képessége, hogy más, pályán lévő rendszereket „búcsúzzon és irányítson”, adataikat feldolgozva és közvetlenül az ügyfeleknek küldve.

A cég társalapítói azonban azt mondják, hogy egyelőre nem akarnak előbbre jutni, mint eredeti elképzelésük. Valójában itt az ideje, hogy az olyan induló vállalkozások, mint az EOI, egyszerűen kihasználják a SpaceX által lehetővé tett kilövés árucikké tételét. Ilyen csökkentett költségek nélkül sok innováció továbbra is eltemetne.

„Optimista vagyok azzal kapcsolatban, hogy hol tartunk most” – mondja Smith. „A megfelelő egyensúlyban vagyunk az élvonal és a stabil technológia között.