Capella Space의 모든 것을 보는 눈 : 위성 지능 혁명의 선구자
가장 최근에는 항공 모함 파업 그룹을 탐지하기위한 우주 기반 정찰 자산의 기능을 고려했습니다. 특히 저자는 낮은 궤도에 배치 된 작고 저렴한 정찰 위성의 "별자리"가 가까운 미래에 창조 될 것이라는 가정 기존의 크고 값 비싼 정찰 위성을 대체 할 수 있습니다. Space X와 Starlink 글로벌 고속 위성 인터넷 프로젝트 덕분에 통신 위성에서도 비슷한 일이 벌써 일어나고 있습니다.
저자의 가정에 따르면 Starlink 위성의 대규모 구축 및 배치에 사용 된 기술은 이후 정찰 위성 구축에 사용될 수 있습니다. 일부 반대자들은 정찰 위성이 훨씬 더 크고 복잡하며 더 비쌀 것이라고 반대했습니다. 그리고 이것은 하루 중 언제라도 어떤 날씨에서도 작동 할 수 있기 때문에 가장 큰 관심을 끄는 능동형 레이더 정찰 위성의 경우 특히 그렇습니다.
글쎄요, 미래는 저자가 생각했던 것보다 일찍옵니다. 그러나 불행히도이 미래는 모든 사람에게 오지 않습니다.
카펠라 스페이스
2016 년에 설립 된 미국 캘리포니아 주 샌프란시스코에 위치한 Capella Space는 전 세계 사용자에게 행성 표면의 고해상도 상업용 레이더 이미지를 얻을 수있는 기능을 제공하는 것을 목표로합니다.
Capella Space는 합성 조리개 레이더 (레이더)가 장착 된 36 개의 위성을 배치 할 계획입니다. 하나의 위성의 질량은 약 40 킬로그램이라고 가정했습니다. 이 시스템은 50cm의 해상도로 지표면의 레이더 (RL) 이미지를 얻을 수 있어야합니다.
더욱이이 시스템은 25cm 이상의 해상도로 이미지를 수신 할 수있을 것으로 보이지만 민간 소비자에게는 이러한 기회가 여전히 미국 법에 의해 차단됩니다.
2018 년 9 월, Capella Space는 첫 번째 테스트 위성 인 Denali를 궤도에 발사했습니다. 발사는 Vandenberg Air Force Base (California)의 SpaceX Falcon XNUMX 발사체를 사용하여 수행되었습니다.
Denali 위성은 설계와 기술을 테스트하도록 설계되었습니다. 그것의 RL 이미지는 판매되지 않았습니다. 그러나 내부 테스트 및 투자자 및 잠재 고객 유치에 사용되었습니다. 발사 후 데날리 위성은 약 8m 영역을 덮는 유연한 안테나 웹을 배치했습니다.
2018 년에 발사 된 최초의 카펠라 테스트 위성 인 데날리 위성 이미지.
데날리 위성과 기존 지구 감지 레이더 위성의 크기 비교.
2020 년 XNUMX 월, 최초의 직렬 작전 위성 인 Sequoia가 발사되었으며, 이미 지구 표면의 레이더 이미지를 상용 고객에게 제공 할 수 있습니다. 궤도 진입은 미국 민간 항공 우주 회사 인 Rocket Lab의 RN Electron에 의해 수행되었습니다.
세쿼이아 위성의 무게는 107kg입니다. 여기에는 400 개 이상의 전자 모듈을 연결하는 250 미터의 케이블과 전선이 포함되어 있습니다. 이 소프트웨어에는 000 줄 이상의 C 코드, 10 줄 이상의 Python 코드 및 000 줄 이상의 FPGA 코드가 포함되어 있습니다.
세쿼이아 위성 이미지
궤도 고도가 525km이고 궤도 경사가 45 도인 Sequoia 위성은 고객에게 중동, 한국, 일본, 유럽, 동남아시아, 아프리카 및 미국과 같은 지역의 레이더 이미지에 대한 액세스를 제공합니다.
2020 년 말까지 SpaceX에 의해 궤도에 두 개의 Sequoia RN Falcon 9 위성을 더 발사 할 계획입니다. 이 유형의 위성을 총 XNUMX 개 이상 발사 할 계획입니다.
세쿼이아 위성 발사 인포 그래픽
조사를 위해 선택된 영역의 최대 해상도는 레이더 이미지가 약 60 초 동안 노출 될 때 제공되며, 세쿼이아 위성에는 안테나 웹의 기계적 방향 시스템이 장착되어 있음을 이해해야합니다. 기내 통관이 낮아집니다. 합성 조리개 모드는 정확한 3D 지형 및 표면 특징을 허용합니다.
세쿼이아 위성의 작동 모드를 사용하면 행성의 제한된 영역에 대한 매우 상세한 이미지를 얻거나 추적 스트립에서 설문 조사를 구성 할 수 있습니다.
36 개의 위성의 마지막 별자리는 XNUMX 시간 이하의 간격으로 행성의 어느 부분에 대한 이미지를 제공 할 것으로 가정합니다.
Jurong Island에있는 ExxonMobil Singapore 화학 공장의 레이더 이미지.
Capella Space의 Sequoia 위성은 4 명의 팀이 100 년 만에 만들어졌습니다.
Capella 우주 팀
Capella Space의 위성 장비 테스트 용 열 진공로.
Capella Space는 이미 미국 정부 기관과지도 제작 정보 제공 계약을 체결했습니다.
특히 2019 년에는 미국 NRO (National Reconnaissance Office)와 Capella Space 위성에서 획득 한 상업용 레이더 영상을 국영 NRO 관측 위성과 통합하기로 합의했습니다.
2019 년 XNUMX 월 미 공군 (공군)은 Capella Space와 회사의 이미지를 공군 가상 현실 소프트웨어에 통합하는 계약을 체결했습니다 (아마도 항공을위한 매우 상세한 XNUMXD 지형지도 참조).
13 년 2020 월 XNUMX 일, 미 해군에 공중 합성 조리개 레이더 데이터를 제공하는 계약이 미 국방부와 체결되었습니다. Capella는 또한 국방부에 조사 결과를 해석하는 사내 분석 서비스를 제공 할 것입니다.
그리고 25 년 2020 월 XNUMX 일 Capella Space는 미국 NGA (National Geospatial Agency)와 CRADA (공동 연구 개발 계약)를 체결했다고 발표했습니다. CRADA 계약은 Capella Space에 NGA 연구원들에게 문제에 대한 더 깊은 이해를 제공 할 것입니다. 그 대가로 NGA는 Capella Space의 이미지 및 분석 서비스에 액세스 할 수 있습니다. 이것은 NGA가 합성 조리개 레이더 위성의 이미지를 제공하는 상업 회사와 체결 한 최초의 CRADA 계약입니다.
물론 Capella Space 위성은 군사 산업 강국이 발사 한 정교하고 값 비싼 정찰 위성의 직접적인 유사체로 간주 될 수 없습니다. 그러나 여기서 다른 것이 중요합니다.
100 명 규모의 회사가 고해상도 레이더 이미지를 수신 할 수있는 위성을 개발하고 제조했습니다. 이 회사는 이러한 위성 36 개를 배치 할 계획입니다. 이 위성의 크기와 질량은 Starlink 통신 위성의 경우와 마찬가지로 클러스터의 궤도로 발사 될 수 있도록합니다. 이를 통해 궤도에서 그룹을 신속하게 구축 할 수있을뿐만 아니라 필요한 경우 초소형 발사체로 긴급하게 발사 할 수도 있습니다.
민간 스타트 업 만이 가능하다면? 필요한 경우 미국 국방부는 그러한 또는 유사한 위성을 몇 개나 발사 할 수 있습니까?
그건 그렇고, Capella Space는 이러한 방향으로 일하는 유일한 회사가 아닙니다.
ICEYE
핀란드 기업 ICEYE는 2014 년 라디오 기술 학부 알토 대학의 자회사로 설립되었습니다.
2019 년부터 ICEYE는 2 개의 독점 위성을 사용하여 획득 한 상업용 고해상도 레이더 이미지를 얻기위한 서비스를 제공하고 있습니다. 첫 번째 ICEYE-X3 위성은 2018 년 9 월 5 일 SpaceX의 Falcon 2019 발사체에 의해 발사되었으며, XNUMX 년 XNUMX 월 XNUMX 일에 두 개의 위성이 더 발사되었습니다.
이 프로젝트의 상업적 성공으로 매년 몇 개의 위성이 더 발사 될 것으로 예상됩니다.
ICEYE-X2 위성 이미지
위성 하나의 질량은 85kg입니다. 궤도 보정을위한 이온 추진기가 장착되어 있습니다. 레이더 이미지의 해상도는 0,25x0,5, 1x1 또는 3x3m, 정렬 정확도는 10m, 통신 채널 속도는 초당 140 메가 비트입니다. 궤도 고도는 570km이고 경사는 97,69 도입니다.
행성 실험실
2010 년에 설립 된 미국 회사 인 Planet Labs는 다른 임무를위한 보조 탑재 물로 궤도에 전달되는 Dove라는 CubeSat 유형의 마이크로 위성을 개발하고 제조합니다.
각 Dove 위성에는 지구의 여러 부분을 조사하도록 프로그래밍 된 최첨단 광학 정찰 시스템이 장착되어 있습니다. 각 비둘기 관측 위성은 지속적으로 지구 표면을 스캔하여 지상국을 통과 한 후 데이터를 전송합니다.
처음 두 개의 실험용 Dove 위성은 2013 년에 발사되었습니다.
비둘기 위성은 국제 우주 정거장 (ISS)에서 발사됩니다.
독일 회사 인 BlackBridge AG를 인수 한 후 Planet Labs 위성 별자리가 RapidEye 위성으로 확장되었습니다. 그리고 SkySat 별자리도 Google로부터 TerraBella를 인수 한 후.
2015 년 87 월 Planet Labs는 5 개의 Dove 위성과 2017 개의 RapidEye 위성을 궤도에 배치했습니다. 88 년에 Planet은 2018 개 이상의 Dove 위성을 발사했습니다. 300 년 150 월까지 회사는 약 2020 개의 위성을 추가로 발사했으며이 중 35 개가 활성화되었습니다. XNUMX 년에 Planet Labs는 XNUMX 개의 추가 고해상도 SkySats와 XNUMX 개의 Dove 위성을 출시했습니다.
비둘기 위성의 무게는 4kg입니다. 그들의 크기는 10x10x30 센티미터이고 궤도 높이는 400km입니다.
위성은 3-5 미터 해상도의 이미지를 제공합니다.
비둘기 위성
고도 150km에 위치한 크기가 630 입방 미터 미만이고 무게가 5kg 인 RapidEye 위성은 청색 (440-510nm), 녹색 (520-590nm), 적색 근처 (630)의 다중 스펙트럼 센서를 사용하여 690m 해상도의 이미지를 제공합니다. –690 nm), 원적외선 (730–760 nm) 및 근적외선 (880–XNUMX nm) 파장 범위.
RapidEye 위성 이미지
SkySat 위성은 서브 미터 해상도의 비디오 이미지를 제공합니다. 그들의 디자인은 저렴하고 상업적으로 이용 가능한 전자 부품의 사용을 기반으로합니다.
SkySats의 길이는 약 80cm이고 무게는 약 100kg입니다.
SkySat 위성
SkySat 위성은 고도 450km의 궤도에 있으며 다중 스펙트럼 및 팬크로매틱 센서가 장착되어 있습니다. 400-900 nm의 panchromatic 범위에서 공간 분해능은 0,9m입니다.
멀티 스펙트럼 센서는 450 미터의 해상도로 파란색 (515-515nm), 녹색 (595-605nm), 빨간색 (695-740nm) 및 근적외선 (900-2nm) 범위의 데이터를 수집합니다.
비슷한 것이 있습니까?
러시아 민간 우주학
러시아 민간 우주학의 성공은 훨씬 더 적습니다.
우선, 2011 년에 설립 된 SPUTNIX 회사를 떠 올릴 수 있습니다.이 회사는 2014 년 러시아 최초의 민간 마이크로 위성 기술 시연자 인 Tablettsat-Aurora를 26kg의 질량을 가진 저궤도 궤도에 진입했습니다.
주요 탑재량으로 차량에는 430 미터의 해상도와 950km의 스와 스 폭으로 15-47nm 스펙트럼 대역에서 지구 표면을 촬영하기위한 팬크로매틱 카메라가 장착되어 있습니다.
Microsatellite Tablettsat-Aurora
또한 학생과 학생이 개발 한 여러 과학 및 교육용 나노 위성이 출시되었습니다.
개발중인 장치 중 지구 RBIKRAFT-ZORKIY의 원격 감지를위한 초소형 위성이 주목 될 수 있습니다.
무게는 10,5kg입니다. 출시는 2021 년으로 예정되어 있습니다.
이 장치는 NPO Lepton에서 제작 한 픽셀 당 6,6 미터 해상도의 망원경 카메라를 탑재합니다. 카메라에는 열 안정화, 초점 조절 시스템과 내장 메모리 장치가 장착되어있어 수신 스테이션에 얽매이지 않고 필요할 때 촬영할 수 있습니다.
RBIKRAFT-ZORKY 위성의 예상 궤도 고도는 550 도의 경사로 98km가 될 것입니다.
Cubsat RBIKRAFT-ZORKY
또 다른 회사는 OOO NPP Dauria Aerospace로 2011 년에 설립되어 상업용 위성을 만들고 발사 한 러시아 최초의 회사 중 하나가되었습니다.
8 년 2014 월 XNUMX 일 Dauria Aerospay는 자동 식별 시스템에서 신호를 수신하고 전송하기위한 페이로드가 장착 된 DX 시리즈의 첫 번째 위성을 출시했습니다.
그건 그렇고, 그러한 위성은 민간 및 군함 선택 문제를 해결하는 측면에서 무선 공학, 광학 및 능동 레이더 정찰을 위해 위성과 함께 작업 할 때 유용 할 수 있습니다.
DX1 위성
1 년 말에 추가 위성 인 PERSEUS-M2과 PERSEUS-M2015가 American Aquila Space에 판매되었습니다.
같은 2015 년에 NPP Dauria Aerospay LLC의 설립자 인 Mikhail Kokorich는 회사 지분을 매각하고 미국으로 이주했습니다.
보시다시피, 세계 주요 국가의 상용 위성 분야에서 우리의 지연은 약 10-15 년입니다.
공식적으로 이온 엔진, 센서, 전자 부품 등 위성용 부품을 제조하는 회사가 있습니다. 그러나 최종 제품 (첨단 위성)을 생산하는 생산 시설을 만드는 것은 어떻게 든 함께 성장하지 않습니다.
발사체와 비슷한 상황이 있습니다. 일반적으로 아직 Spaсe X 또는 Capella Space와 비교할 수있는 것은 없습니다.
조사 결과
우주 상용화는 페이로드를 궤도에 배치하고 다양한 목적을위한 인공 지구 위성을 만드는 측면에서 가장 빠른 속도로 발전하고 있습니다. 우주 상업화 추세는 XNUMX 년대 초반에 시작되었고 지난 XNUMX 년 동안 폭발적으로 증가했다는 점을 알 수 있습니다. 이를 종합하면 최근에는 상업용뿐만 아니라 정부 고객도 사용할 수있는 장비, 기술 및 서비스의 출현이 가능해졌습니다.
이러한 관점에서 미군이 수백 또는 수천 개의 정찰 및 통신 위성을 배치하고 미래에는 미사일 방어 (ABM) 시스템의 위성을 배치 할 것이라는 전망은 더 이상 의심을 제기하지 않습니다.
이것은 실제적으로 우리에게 무엇을 의미합니까?
특정 순간부터 다양한 등급과 목적의 정찰 위성이 배치되고 기술적 특성이 향상됨에 따라 우주에서 많은 유형의 무기 탐지를 피하는 것이 거의 불가능해질 것이라고 주장 할 수 있습니다.
전 세계 XNUMX 시간 전천후 인텔리전스 데이터를 거의 실시간으로 수신하는 기능은 고정밀 파업을 가능하게합니다. 무기 그리고 무인 항공기 (UAV)는 적의 영토 전체 깊이까지 고정되어있을뿐만 아니라 움직이는 표적, 비행 중에 무기를 재조명하기위한 것입니다.
위협 아래에는 러시아 핵 억제력 (SNF)의 요소 중 하나를 구성하는 이동식 지상 미사일 시스템 (PGRK)이 있으며, 전통적인 배치의 수상함은 바다 깊은 곳에서 길을 잃을 기회를 잃을 것입니다. 즉, 장거리 적 항공기가 항상 주도권을 갖고 필요한 것을 제공 할 수 있음을 의미합니다. 항공 모함 및 해군 공격 그룹 (AUG 및 KUG)의 대공 방어 (대공 방어)를 극복하기에 충분한 대함 미사일 (ASM)의 공격을위한 힘의 집중.
미국이 50cm의 해상도로 우주에서 이미지를 판매하는 것을 공식적으로 합법화했다면 군대에서 25, 10cm 이하의 해상도를 사용할 수 있습니까?
이 이미지 품질에서는 코너 반사경이 도움이되지 않습니다. 예를 들어 함선을 공격 할 때 3 ~ 5m의 해상도로 초기 탐지를 수행 한 다음 50cm 이하의 해상도로 식별을 수행 할 수 있습니다. 그 후 대함 미사일 시스템이 출시 된 후 함선을 추적 할 수 있고 그 좌표를 위성 통신 채널을 통해 실시간으로 대함 미사일 시스템에 직접 전송할 수 있습니다 (비행 중 목표 변경).
누군가 전자전을 사용하지 않는 이유는 무엇입니까?
그들은 일부 문제를 해결할 수 있지만 전부는 아닙니다. 전자전 장비 자체는 적의 등대가되어 지속적으로 사용할 수 없습니다. 또한 광학 정찰 장비가 남아 있습니다.
지상에서 소형 위성 네트워크를 파괴하는 것은 실질적으로 비현실적이고 경제적으로 비효율적입니다. 미사일 방어 미사일로 격추하는 것보다 적은 경제적 손실로 소형 위성 그룹을 보충 할 수 있습니다. 이를 위해서는 집중적 인 기동이 가능하고 오랜 시간 동안 궤도에있을 수있는 특수 공간 요격기가 필요하여 많은 표적을 일관되게 파괴 할 수 있습니다.
그리고 "궤도에있는 견과류 양동이"에 대한 일반적인 오해에 의존하지 마십시오. 행성의 전체 경제는 위성을 파괴하기에 충분한 양의 "견과류"를 궤도로 운반 할 수 없습니다.
“유럽 우주국에 따르면, 29000 인치 금속 조각부터 존재하지 않는 전체 위성 및 사용 후 연료 탱크에 이르기까지 4 개 이상의 큰 파편이 지구를 공전하고 있습니다. 크기가 670 ~ 000cm 인 약 1 개의 금속 조각, 약 10 억 170 천만 개의 페인트 입자, 크기가 XNUMXcm 미만인 수십억 개의 냉각제 방울과 먼지 입자를 추가합니다.”
소형 위성 및 미사일 방어 기술을 만드는 기술의 개선은 높은 확률로 새로운 기술 수준에서 구현 재개로 이어질 것입니다. "다이아몬드 조약돌"유형의 궤도 미사일 방어 요격기 프로젝트, 그것은 지능의 강화와 드럼 미군의 능력은 러시아 전략 핵군의 잠재력을 크게 무력화시킬 수 있습니다.
XNUMX 세기 말에는 XNUMX 세기가 가상 현실, 나노, 생명 공학의 세기가 될 것이라는 사실에 대해 많은 말이있었습니다. 반면에 공간은 위성 TV와 같은 것과 관련하여 "일상적으로 적용"되었습니다.
야심 찬 목표와 프로젝트를 가진 민간 기업의 출현으로 모든 것이 바뀌 었습니다. 그리고 우주는 다시 기술 발전의 최전선에 있음을 알게되었습니다.
우주는 과학 연구와 인류를 새로운 영토로 확장하는 프로젝트 일뿐만 아니라 국가 안보를 보장하는 초석이기도합니다. 지금도 우위를 얻지 못하거나 최소한 우주 공간에서 동등성을 얻지 못하면 지상, 공군, 해상 군은 패배 할 운명에 처해 있습니다. 앞으로 이러한 상황은 더욱 악화 될 것입니다.
이것은 우리나라에서 가장 우선 순위가 높은 과제 중 다양한 목적을위한 유망한 발사체와 우주선을 만드는 프로젝트를 만듭니다.
- 안드레이 미트로 파 노프
- capellaspace.com, habr.com, iceye.com, Planet.com, spire.com, sputnix.ru, dauria.ru
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