העין הרואה של קפלה חלל: מבשרת מהפכת מודיעין הלוויין

תוכן עניינים:

העין הרואה של קפלה חלל: מבשרת מהפכת מודיעין הלוויין
העין הרואה של קפלה חלל: מבשרת מהפכת מודיעין הלוויין

וִידֵאוֹ: העין הרואה של קפלה חלל: מבשרת מהפכת מודיעין הלוויין

וִידֵאוֹ: העין הרואה של קפלה חלל: מבשרת מהפכת מודיעין הלוויין
וִידֵאוֹ: List of Russian Naval Vessels that will enter service this year in 2023 2024, מרץ
Anonim
תמונה
תמונה

לאחרונה שקלנו את היכולות של נכסי סיור מבוססי חלל לאיתור קבוצות תקיפות נושאות מטוסים. בפרט, הציג המחבר את ההנחה לגבי יצירת בעתיד הקרוב "קבוצות כוכבים" של לווייני סיור קומפקטיים וזולים, המוצבים במסלולים נמוכים ומסוגלים להחליף את לווייני הסיור הגדולים והיקרים הקיימים. משהו דומה כבר קורה עם לווייני תקשורת הודות לחלל X ולפרויקט האינטרנט הלוויין המהיר העולמי של Starlink.

על פי הנחת המחבר, הטכנולוגיות המשמשות לבנייה בקנה מידה גדול ופריסה של לווייני Starlink יוכלו לאחר מכן לשמש לבניית לווייני סיור. כמה מתנגדים התנגדו לכך שלווייני סיור יהיו הרבה יותר גדולים, מורכבים ויקרים יותר. וזה נכון במיוחד לגבי לווייני סיור מכ מים פעילים, שהם בעלי העניין הגדול ביותר, מכיוון שהם יכולים לפעול בכל שעות היום ובכל מזג אוויר.

ובכן, העתיד מגיע מוקדם ממה שהמחבר הניח. אך, למרבה הצער, עתיד זה אינו בא לכולם.

חלל קפלה

החברה Capella Space, שהוקמה בשנת 2016, נועדה לספק למשתמשים ברחבי העולם את היכולת להשיג תמונות מכ ם מסחריות ברזולוציה גבוהה של פני כדור הארץ.

חברת Capella Space מתכננת לפרוס 36 לוויינים המצוידים במכ"ם צמצם סינתטי. ההנחה הייתה שמסתו של לוויין אחד תהיה כ -40 קילוגרם. המערכת צריכה לאפשר קבלת תמונות מכ"ם (RL) של פני כדור הארץ ברזולוציה של 50 סנטימטרים.

יתר על כן, יש להניח שהמערכת מסוגלת לקבל תמונות ברזולוציה של 25 סנטימטרים ומעלה, אך הזדמנות זו לצרכנים אזרחיים עדיין נחסמת על ידי החוק האמריקאי.

בדצמבר 2018 שיגרה חברת Capella Space את לוויין הניסוי הראשון שלה, Denali, למסלול. השיגור בוצע באמצעות רכב שיגור של SpaceX Falcon 9 מבסיס חיל האוויר ואנדנברג (קליפורניה).

הלוויין דנאלי נועד לבחון עיצוב וטכנולוגיה. תמונות RL ממנו לא נמכרו. אבל הם שימשו לבדיקות פנימיות ולמשיכת משקיעים ולקוחות פוטנציאליים. לאחר השיגור, הלוויין דנאלי פרש רשת אנטנות גמישה המשתרעת על שטח של כ -8 מטרים.

תמונה
תמונה
תמונה
תמונה
תמונה
תמונה

באוגוסט 2020 שוגר הלוויין התפעולי הסדרתי הראשון, סקויה, שכבר מסוגל לספק תמונות מכ ם של פני כדור הארץ ללקוחות מסחריים. השיגור למסלול בוצע על ידי ה- RN Electron של חברת התעופה האמריקאית הפרטית Rocket Lab.

משקל הלוויין סקויה הוא 107 קילוגרם. הוא מכיל 400 מטרים של כבלים וחוטים המחברים בין יותר ממאה מודולים אלקטרוניים. התוכנה כוללת מעל 250,000 שורות קוד C, מעל 10,000 שורות קוד פייתון, ומעל 500,000 שורות קוד FPGA.

תמונה
תמונה

עם גובה מסלול של 525 קילומטרים ושיפוע מסלול של 45 מעלות, סקויה יכולה לספק ללקוחות תמונות מכ ם באזורים כמו המזרח התיכון, קוריאה, יפן, אירופה, דרום מזרח אסיה, אפריקה וארצות הברית.

עד סוף 2020, מתוכנן לשגר עוד שני לווייני סקויה RN Falcon 9 למסלול של SpaceX. בסך הכל מתוכנן לשגר לפחות שבעה לוויינים מסוג זה.

תמונה
תמונה

יש להבין כי הרזולוציה המקסימלית של האזור שנבחר לסקר ניתנת כאשר תמונת המכ ם נחשפת למשך כ -60 שניות, שלגביה לווייני סקויה מצוידים במערכת של כיוון מכני של רצועת האנטנה. אישור הטיסה יהיה נמוך יותר. מצב צמצם סינתטי מאפשר טופוגרפיה תלת מימדית מדויקת והגדרת משטח.

תמונה
תמונה

ההנחה היא שכוכב הכוכבים הסופי של 36 לוויינים יספק תמונה של כל חלק של כדור הארץ עם מרווח של לא יותר משעה אחת.

תמונה
תמונה
תמונה
תמונה

לוויין סקויה של Capella Space נוצר תוך 4 שנים על ידי צוות של 100 איש.

תמונה
תמונה
תמונה
תמונה

חברת Capella Space כבר חתמה על חוזים לאספקת מידע קרטוגרפי מול סוכנויות ממשלתיות בארה ב.

בפרט, בשנת 2019 נחתם הסכם עם משרד הסיור הלאומי של ארה"ב (NRO) לשילוב תמונות מכ"ם מסחריות שהגיעו על ידי לווייני חלל Capella עם לווייני המעקב NRO בבעלות המדינה.

בנובמבר 2019 חתם חיל האוויר האמריקאי (חיל האוויר) על חוזה עם חברת Capella Space לשילוב דמי החברה בתוכנת מציאות מדומה של חיל האוויר (יתכן שהתייחסו למפות שטח תלת -ממדיות מפורטות ביותר לתעופה).

ב -13 במאי 2020 נחתם חוזה עם משרד ההגנה האמריקאי לאספקת נתוני מכ ם צמצם באוויר לצי הצי האמריקני. קאפלה תספק גם למשרד הביטחון שירותי אנליטיקה פנימיים לפרשנות הממצאים.

וב -25 ביוני 2020 הכריזה חברת Capella Space על חתימת הסכם מחקר ופיתוח משותף (CRADA) עם הסוכנות הלאומית הגיאו -מרחבית האמריקאית (NGA). הסכם ה- CRADA יספק ל- Capella Space גישה לחוקרי NGA להבנה מעמיקה יותר של הנושאים. בתמורה, ה- NGA מקבל גישה לשירותי הדימויים והניתוחים של Capella Space. זהו הסכם ה- CRADA הראשון בין NGA לבין חברה מסחרית המספקת תמונות מלוויני מכ ם צמצם.

כמובן שלא ניתן לראות בלווייני חלל Capella אנלוגים ישירים של לווייני הסיור המתוחכמים והיקרים ששוגרו על ידי המעצמות הצבאיות-תעשייתיות המובילות. אבל משהו אחר חשוב כאן.

חברה של 100 איש פיתחה וייצרה לוויינים המסוגלים לקבל תמונות מכ ם ברזולוציה גבוהה. חברה זו מתכננת לפרוס קבוצת כוכבים של 36 לוויינים כאלה. גודלם ומסתם של לוויינים אלה מאפשרים להכניס אותם למסלול באשכולות, כפי שקורה בלווייני תקשורת של סטארלינק. זה מאפשר לא רק לבנות במהירות את הקיבוץ שלהם במסלול, אלא גם להשיק אותם בדחיפות, במידת הצורך, עם רכבי שיגור של גמדים.

אם רק חברת הזנק פרטית מסוגלת לזה? כמה לוויינים כאלה או דומים יכול משרד ההגנה האמריקאי לשגר במידת הצורך?

אגב, Capella Space היא לא החברה היחידה שעובדת בכיוון הזה.

ICEYE

החברה הפינית ICEYE נוסדה בשנת 2014 כחברת בת של אוניברסיטת אלטו, הפקולטה לטכנולוגיות רדיו.

מאז 2019, ICEYE מציעה שירותים להשגת תמונות מכ ם מסחריות ברזולוציה גבוהה שהושגו באמצעות שלושה לוויינים קנייניים. הלוויין הראשון של ICEYE-X2 שוגר ב- 3 בדצמבר 2018 על ידי רכב השיגור של חברת Falcon 9 של SpaceX, ושני לוויינים נוספים שוגרו ב -5 ביולי 2019.

ההנחה היא כי עם הצלחתו המסחרית של הפרויקט, ישוגרו מספר לוויינים נוספים מדי שנה.

תמונה
תמונה

המסה של לוויין אחד היא 85 ק"ג. הוא מצויד במדחפי יונים לתיקון מסלולו. הרזולוציה של תמונות המכ"ם היא 0, 25x0, 5, 1x1 או 3x3 מטרים, דיוק היישור הוא 10 מטרים, מהירות ערוץ התקשורת היא 140 מגה -ביט לשנייה.גובה מסלול הוא 570 קילומטרים, נטייה 97.69 מעלות.

מעבדות פלאנט

חברת Planet Labs האמריקאית, שנוסדה בשנת 2010, מפתחת ומייצרת מיקרו-סאטליטים מסוג CubeSat בשם Dove, הנמסרים למסלול כמטען עזר למשימות אחרות.

כל לוויין Dove מצויד במערכות סיור אופטיות חדישות המתוכננות לסקר חלקים שונים של כדור הארץ. כל לוויין תצפית של יונה סורק ברציפות את פני כדור הארץ ושולח נתונים לאחר שעבר את תחנת הקרקע.

שני לווייני הניסוי הראשונים של Dove שוגרו בשנת 2013.

תמונה
תמונה

לאחר רכישת חברת BlackBridge AG הגרמנית, הורחבה קבוצת הלוויינים Planet Labs עם לווייני RapidEye. ואחרי רכישת TerraBella מגוגל גם על ידי קבוצת הכוכבים SkySat.

ביולי 2015 הציבו Planet Labs 87 לווייני דאב ו -5 לווייני RapidEye במסלול. בשנת 2017 שיגרה פלאנט 88 לווייני Dove נוספים. עד ספטמבר 2018 שיגרה החברה כ -300 לוויינים נוספים, מתוכם 150 פעילים. בשנת 2020 שיגרו Planet Labs שישה SkySats נוספים ברזולוציה גבוהה ו -35 לווייני Dove.

משקל לווייני יונה הוא 4 קילוגרם. מידותיהם הן 10x10x30 סנטימטרים, גובה המסלול הוא 400 קילומטרים.

הלוויינים מספקים תמונות ברזולוציה של 3-5 מטרים.

תמונה
תמונה

לווייני RapidEye בגודל של פחות ממטר מעוקב ומשקלם של 150 קילוגרם, הנמצאים בגובה של 630 קילומטרים, מספקים תמונה ברזולוציה של 5 מטרים באמצעות חיישן רב ספקטרלי בכחול (440-510 ננומטר), ירוק (520-590 ננומטר)), קרוב לאדום (630–690 ננומטר), אדום רחוק (690–730 ננומטר) וקרוב לטווחי אורך גל (760–880 ננומטר).

תמונה
תמונה

לווייני SkySat מספקים תמונות וידאו ברזולוציה של מטר. העיצוב שלהם מבוסס על שימוש ברכיבים אלקטרוניים זולים וזמינים מסחרית.

אורכם של לווייני SkySat הוא כ -80 סנטימטרים ומשקלם כ -100 קילוגרם.

תמונה
תמונה

לווייני SkySat נמצאים במסלול בגובה של 450 קילומטרים והם מצוידים בחיישנים רב -ספקטרליים ופנכרומטיים. הרזולוציה המרחבית בטווח הפנכרומטי של 400-900 ננומטר היא 0.9 מטר.

החיישן הרב-ספקטרלי אוסף נתונים בטווח הכחול (450-515 ננומטר), ירוק (515-595 ננומטר), אדום (605-695 ננומטר) וקרוב אינפרא אדום (740-900 ננומטר) ברזולוציה של 2 מטרים.

האם יש לנו משהו דומה?

קוסמונאוטיקה פרטית רוסית

הצלחות הקוסמונאוטיקה הפרטית הרוסית צנועות בהרבה.

ראשית כל, אפשר להיזכר בחברת SPUTNIX שהוקמה בשנת 2011, שהשיקה בשנת 2014 את המפגין הטכנולוגי הפרטי-מיקרו-סלוליט הרוסי הראשון Tablettsat-Aurora למסלול של כדור הארץ הנמוך במסה של 26 קילוגרם.

כמטען העיקרי, הרכב מצויד במצלמה פנכרומטית לצילום פני כדור הארץ ברצועת הספקטרלית 430-950 ננומטר ברזולוציה של 15 מטר וברוחב של 47 קילומטרים.

העין הרואה של קפלה חלל: מבשרת מהפכת מודיעין הלוויין
העין הרואה של קפלה חלל: מבשרת מהפכת מודיעין הלוויין

כמו כן, הושקו מספר ננו -סלוליות מדעיות וחינוכיות שפותחו על ידי תלמידים ותלמידי בית ספר.

בין המכשירים הנמצאים בפיתוח ניתן לציין את הלוויין הקומפקטי במיוחד לחישה מרחוק של כדור הארץ RBIKRAFT-ZORKIY.

המסה שלו תהיה 10, 5 ק ג. ההשקה מתוכננת לשנת 2021.

המכשיר ישא מצלמת טלסקופ ברזולוציה של 6, 6 מטר לפיקסל, המיוצר על ידי NPO Lepton. המצלמה מצוידת במערכת ייצוב ומיקוד תרמית, כמו גם בהתקן זיכרון מובנה, המאפשר צילום לפי דרישה, מבלי להיות קשור לתחנות קבלה.

גובה המסלול המשוער של הלוויין RBIKRAFT-ZORKY יהיה 550 קילומטרים עם נטייה של 98 מעלות.

תמונה
תמונה

חברה נוספת היא NPP Dauria Aerospace, שהוקמה בשנת 2011 ואחת החברות הרוסיות הראשונות שיצרו ושיגרו לוויינים מסחריים.

ב- 8 ביולי 2014 שיגרה דאוריה אירוספיי את הלוויין הראשון מסדרת DX המצויד במטען לקבלת וקבלת אותות ממערכת הזיהוי האוטומטית, המיועד לניווט וזיהוי ספינות באוקיינוס העולמי ובקווי נהרות.

תמונה
תמונה

שני לוויינים נוספים PERSEUS-M1 ו- PERSEUS-M2 נמכרו לחלל האקילה האמריקאי בסוף 2015.

באותו 2015 מכר מיכאיל קוקוריץ ', מייסד חברת NPP Dauria Aerospay LLC, את חלקו בחברה והיגר לארצות הברית.

כפי שאנו יכולים לראות, הפיגור שלנו בתחום הלוויינים המסחריים מהמדינות המובילות בעולם הוא בערך 10-15 שנים.

רשמית, ישנן חברות המייצרות רכיבים ללוויינים - מנועי יונים, חיישנים, רכיבים אלקטרוניים. אבל הקמת מתקן ייצור המייצר את התוצר הסופי - לווייני היי -טק - איכשהו לא צומחת ביחד.

יש לנו מצב דומה עם רכבי שיגור. באופן כללי, עדיין אין לנו דבר שניתן להשוות לספא X או ל- Capella Space.

מסקנות

מסחור החלל מתפתח בשיעורים הגבוהים ביותר, הן מבחינת הצבת מטענים במסלול, והן מבחינת יצירת לווייני אדמה מלאכותיים למטרות שונות. ניתן לציין כי מגמת המסחור של החלל הותוותה בתחילת שנות האלפיים והפכה לנפיצה בעשור האחרון. יחדיו, זה איפשר להופיע ציוד, טכנולוגיות ושירותים שלא היו נגישים לאחרונה לא רק למסחר, אלא גם ללקוחות ממשלתיים.

לאור זאת, הסיכוי לפריסת צבא ארה"ב של מאות ואפילו אלפי לווייני סיור ותקשורת, ובעתיד גם לוויינים של מערכת ההגנה נגד טילים (ABM), כבר לא מעורר ספקות

מה זה אומר מבחינתנו מבחינה מעשית?

ניתן לטעון כי מרגע מסוים, ככל שיוצבו מספר הולך וגדל של לווייני סיור ממעמדות ומטרות שונות, כמו גם שיפור המאפיינים הטכניים שלהם, יהיה כמעט בלתי אפשרי להימנע מגילוי סוגי נשק רבים מהחלל

היכולת להשיג נתוני סיור גלובליים, מסביב לשעון ולכל מזג אוויר, בסדר גודל של זמן קרוב לאמיתי, תאפשר לבצע תקיפות עם נשק מדויק וכלי טיס בלתי מאוישים לכל עומק השטח שטח האויב, לא רק בנייחות, אלא גם במטרות ניידות, כיוון נשק מחדש בטיסה.

תחת איום יהיו מערכות טילים ניידות מבוססות קרקע (PGRK), המרכיבות את אחד המרכיבים של כוחות ההרתעה הגרעיניים הרוסים (SNF), וספינות פני השטח במערך המסורתי יאבדו את ההזדמנות הקטנה ביותר ללכת לאיבוד במעמקי האוקיינוס, מה שאומר שלמטוסים ארוכי הטווח של האויב תמיד תהיה יוזמה ויוכלו לספק את ריכוז הכוחות הדרוש לתקיפה עם טילים נגד ספינות (ASM), מספיק כדי להתגבר על ההגנה האווירית (הגנה אווירית) של קבוצות נושאות מטוסים ותקיפות ימיות (AUG ו- KUG).

אם ארצות הברית חוקית רשמית מכירת תמונות מהחלל ברזולוציה של 50 סנטימטרים, אז איזו רזולוציה זמינה לצבא - 25, 10 סנטימטרים או פחות?

עם איכות תמונה זו, אף מחזירי פינה לא יעזרו. לדוגמה, כאשר תוקפים ספינות, ניתן לבצע את הגילוי הראשוני שלהן ברזולוציה של 3-5 מטרים, ואז תתבצע זיהוי ברזולוציה של 50 סנטימטרים או פחות. ואז, לאחר שיגור מערכת הטילים נגד ספינות, ניתן לעקוב אחר ספינות ולשדר את הקואורדינטות שלהן בזמן אמת ישירות למערכת הטילים נגד ספינות באמצעות ערוץ תקשורת לוויין (מיקוד מחדש בטיסה).

מישהו יגיד למה לא להשתמש בלוחמה אלקטרונית?

הם יכולים לפתור חלק מהבעיות, אך לא את כולן. ציוד הלוחמה האלקטרוני עצמו הוא "מגדלור" לאויב; אי אפשר להשתמש בהם ברציפות. בנוסף, נשאר ציוד סיור אופטי.

זה כמעט לא ריאלי ולא יעיל מבחינה כלכלית להרוס רשת לוויינים קטנים מפני השטח - אפשר לחדש את קבוצת הלוויינים הקטנים עם פחות הפסדים כלכליים מאשר להפיל אותם עם טילי הגנה מפני טילים. לשם כך דרושים יירוט חלל מיוחדים המסוגלים לתמרון אינטנסיבי ולהיות במסלול לאורך זמן, ולהבטיח הרס עקבי של מטרות רבות.

ואל תסמכו על התפיסה השגויה הנפוצה לגבי "דלי אגוזים במסלול".כלכלת כדור הארץ כולה לא תוכל להעביר "אגוזים" למסלול בכמות מספקת להשמדת לוויינים.

"על פי סוכנות החלל האירופית, ישנם יותר מ -29,000 פסולת גדולה המקיפה את כדור הארץ שלנו, החל מחתיכות מתכת בגודל 4 אינץ 'ועד לוויינים שלמים וטנקים של דלק משומש. הוסיפו כ -670,000 פיסות מתכת בגודל של 1 עד 10 סנטימטרים, כ -170 מיליון חלקיקי צבע, ואינספור מיליארדי טיפות נוזל קירור קפוא וחלקיקי אבק בגודל של פחות מסנטימטר ".

שיפור הטכנולוגיות ליצירת לוויינים קטנים וטכנולוגיות הגנה מפני טילים יגרמו ככל הנראה לחידוש היישום ברמה טכנית חדשה של פרויקטים של מיירטים נגד טילים מסלולי מסוג "חלוקי יהלומים", אשר, בהתחשב בחיזוק של יכולות סיור ושביתה של ה- SNF האמריקאי.

בסוף המאה ה -20 נאמר רבות על כך שהמאה ה -21 תהיה מאה המציאות המדומה, הננו והביוטכנולוגיה. החלל, לעומת זאת, הפך להיות "מיושם יומיומי", ומתקשר עם משהו כמו טלוויזיה בלוויין.

הופעתן של חברות פרטיות עם יעדים ופרויקטים שאפתניים שינתה הכל. והחלל שוב מצא את עצמו בחזית ההתקדמות הטכנולוגית.

החלל הוא לא רק פרויקטים של מחקר מדעי והרחבת האנושות לשטחים חדשים, אלא גם אבן יסוד להבטחת ביטחון המדינה. כבר עכשיו, מבלי להשיג יתרון, או לפחות זוגיות בחלל החיצון, כל כוחות קרקע, אוויר וים נידונים לנצח. בעתיד המצב הזה רק יחמיר.

זה הופך פרויקטים ליצירת כלי שיגור וחלליות מבטיחים למטרות שונות בין המשימות העדיפות ביותר במדינה שלנו.

מוּמלָץ: