All’inizio di questo mese, una piccola startup con sede a San Francisco chiamata Earth Observant ha annunciato di aver vinto un contratto di sviluppo con l’incubatore tecnologico AFWERX dell’Air Force per far avanzare la sua progettazione per un satellite di imaging ottico VLEO (Small, very low Earth Orbit).

Un altro piccolo contratto di sviluppo satellitare potrebbe non sembrare un grosso problema, visti i molti smallsats ora in produzione (e nello spazio) per comunicazioni, dati e scopi di imaging., Ma il contratto di sviluppo di Earth Observant potrebbe segnalare una nuova tendenza: l’invio di piccoli satelliti fino a quote relativamente basse.

I satelliti che volano in orbita terrestre bassa (LEO) in genere salgono ad un’altitudine di 500 chilometri (310 miglia) o superiore sopra la terra. VLEO sats come il satellite di imaging “Stingray” proposto da Earth Observant vola a 300 km o meno. A 250 km in cui l’avvio dice che Stingray volerà, i satelliti sono ancora fondamentalmente nell’atmosfera terrestre., Ciò comporta alcuni aspetti negativi come la resistenza aerodinamica e la forte attrazione gravitazionale, che sono abbastanza significativi da far decadere l’orbita di un veicolo spaziale in meno di 5 anni, richiedendo cambiamenti nei disegni tradizionali.

Ma ci sono anche vantaggi reali. Volare a quote più basse può migliorare la risoluzione dei sensori ottici, le prestazioni radiometriche (sensori a infrarossi/microonde) e la precisione geospaziale. Questi vantaggi di rilevamento possono anche ridurre le dimensioni del carico utile richiesto (ottico, radar o comunicazioni) e quindi i costi.,

I satelliti di osservazione della Terra VLEO potrebbero essere più competitivi, sia volando piattaforme più capaci allo stesso costo, sia offrendo le stesse capacità a un costo ridotto. Si potrebbe sostenere che i costi inferiori, consentendo un numero maggiore, producono anche una migliore copertura.

E c’è un altro problema. L’orbita terrestre bassa è sempre più affollata.

Le stime suggeriscono che entro il 2025, il numero di oggetti artificiali inviati nello spazio ogni anno supererà 1.100. La maggior parte sarà di stanza a LEO., SpaceX offre un primo esempio: ha lanciato oltre 600 satelliti LEO per la sua costellazione di Internet a banda larga Starlink e prevede di lanciare migliaia.

Il team Starlink sta costruendo 120 smallsats ogni mese e la Federal Communications Commission ha approvato lo schema di SpaceX per costruire la costellazione Starlink a 12.000 satelliti. La società ha chiesto i diritti per aggiungere altri 30.000.

Amazon AMZN e OneWeb con sede nel Regno Unito stanno costruendo le proprie costellazioni Internet in LEONE che dovrebbero avere rispettivamente 3.236 e 1.000 satelliti., Il disordine risultante potrebbe non solo avere implicazioni per le collisioni in LEO, ma per la densità che potrebbe interferire con le capacità di rilevamento di molto importanti satelliti militari e strategici ad altitudini più elevate.

Low Flying Fish

Earth Observant’s Stingray è un satellite di imaging ottico di 400 libbre, 8 piedi per 8 piedi con un corpo simile a una navetta spaziale, o “bus”, come viene chiamato nell’industria. La forma aiuta a ridurre la resistenza aerodinamica all’altitudine in cui la razza volerà. Può anche aiutare la manovrabilità per altri scopi, anche se non ne abbiamo discusso con Earth Observant.,

La startup privata è composta da veterani dell’industria satellitare con esperienza nei sistemi di propulsione., Hanno iniziato a progettare Stingray nel 2018 e sperano di avere un prototipo in alto entro i prossimi 24 mesi, portando infine a una costellazione di 30 unità in grado di fornire immagini altamente accurate e tempestive a clienti militari, governativi e civili.

” Quello che penso abbia incuriosito l’Air Force è il fatto che operiamo in un’orbita terrestre molto bassa e che potremmo potenzialmente produrre molto rapidamente, piuttosto a buon mercato e ottenere un numero nello spazio”, afferma il co-fondatore e COO di Earth Observant Paul E. Smith.,

La tempestività è stato un altro fattore che ha fatto appello a AFWERX, Space and Missile Systems Center dell’USAF e l’Air Force Research Laboratory, secondo Smith. La Stingray VLEO potrebbe inviare immagini quasi in tempo reale agli utenti dell’aeronautica o dell’esercito. In termini di immagini satellitari, quasi in tempo reale significa trasferire un’immagine parzialmente elaborata a una stazione di terra fissa o a un utente mobile in pochi minuti.,

Questo è più breve della media in parte a causa della latenza marginalmente inferiore che viene fornita con le trasmissioni a bassa quota, ma anche a causa dell’obiettivo di Earth Observant di eseguire alcune elaborazioni di immagini (i dati delle immagini ottiche grezze devono essere elaborati e formattati per l’uso) a bordo di Stingray utilizzando metodi di calcolo

“Il nostro obiettivo è far saltare le tradizionali pile di elaborazione delle stazioni di terra”, afferma Smith. “Sapevamo che era importante, non sapevamo quanto fosse importante., Ma dopo aver parlato con l’Air Force e l’esercito è diventato abbastanza chiaro che ottenere i dati più velocemente è il loro desiderio fondamentale. È qualcosa che stanno cercando tutti noi là fuori nello spazio per fare.”

Stingray invierà immagini tramite banda Ka (da 26,5 a 40 GHz) che si inserisce nel sensore multi-dominio che collega i sistemi TITAN (Tactical Intelligence Targeting Access Node) e AMBS (Airborne Battle Management System) che l’Esercito e l’Aeronautica stanno rispettivamente sviluppando. Il suo potenziale per tagliare l’intermediario (cioè, stazioni di elaborazione a terra), l’inoltro di immagini direttamente a unità/risorse tattiche sarebbe sicuramente di interesse per i servizi ed è qualcosa che Smith di EA spera che l’Air Force testerà su Stingray.

“Possiamo produrre un prodotto vitale direttamente dal satellite, trasferirlo a terra e avere gradi di usabilità?”

L’elaborazione e l’analisi delle immagini complete (per le quali l’Air Force ha molti strumenti, sottolinea Smith) possono ancora essere fatte con i dati ottici di Stingray, ma le immagini per gli utenti mobili in ambienti tattici non devono essere sempre perfette. La tempestività conta.,

“L’idea è che se hai un’immagine di un’area entro cinque minuti, qualunque cosa ti interessasse potrebbe essere ancora lì”, dice Smith.

Vedere Ma Non Essere Visto in VLEO

il Colonnello Eric Feltri, direttore del Laboratorio di Ricerca dell’aeronautica Veicoli Spaziali Direzione a Kirtland Air Force Base nel Nuovo Messico, dice che egli è un sostenitore dell’utilizzo di tutti i tipi di orbite, non solo quelli tradizionali, per immagini e della comunicazione

“vedo VLEO come una nuova orbita che ha il potenziale per noi. Sono davvero contento che sta andando dopo questa zona di missione.,”

Il colonnello Felt concorda sul fatto che la risoluzione che i satelliti che volano più vicini alla Terra possono fornire per un carico utile più piccolo è auspicabile. Produce un costo per immagine ad alta risoluzione vantaggio che l’Air Force è desideroso di sfruttare, dice. “Più satelliti e più capacità è sicuramente di interesse per noi.”

” L’altra cosa che mi piace molto di VLEO è che è più difficile tracciare i satelliti in quell’orbita. In primo luogo, essi zoom overhead così veloce. La velocità angolare rende difficile rintracciare un satellite che viene su di te., In secondo luogo, la resistenza dall’atmosfera rende più difficile prevedere dove un dato satellite sta per essere ad un certo punto. Ci piace anche questo.”

Felt riconosce anche che LEO è un posto occupato. “Se LEO diventa affollato, perché non andare più in alto o più in basso? Hai più libertà di funzionamento in VLEO.”

L’elaborazione delle immagini a bordo proposta da Earth Observant e l’edge computing non sono unici per la compagnia o per i livelli di volo VLEO, ma sono di grande interesse per i comandanti combattenti dell’Air Force Col. Felt conferma.,

Infatti, l’Aeronautica Militare ha recentemente effettuato un’esercitazione in cui ha acquisito tutte le immagini satellitari commerciali disponibili che poteva trovare, prendendo dati da 266 satelliti. Ha poi chiesto ai warfighters se le immagini fossero utili. La risposta è stata un forte “sì”, citando il particolare valore dell’imaging persistente. I comandanti hanno anche riconosciuto che le tempistiche attuali per l’elaborazione e la consegna delle immagini sono troppo lunghe.

“Non possono aspettare ore per ottenere le loro immagini”, dice Felt.,

Guardando l’opera d’arte sopra, si può notare che lo stress osservante della Terra Stingray è in grado di regolare l’altitudine in orbita, ha un’area della sezione trasversale bassa ed è altamente manovrabile.

Tali attributi potrebbero essere utili all’Air Force.

“Più puoi manovrare, meno prevedibile è la tua orbita. Va bene”, dice Felt. “Anche una piccola sezione trasversale è buona. Se non riescono a trovarti, non possono dire che sei in testa. Se davvero entri in una guerra di tiro, è più difficile per loro attaccarti o comunque sconfiggerti.,”

L’esercito sembra andare per agile, satelliti a bassa quota a basso costo. Questo è lo spazio competitivo perfetto per i fornitori di servizi satellitari alle prime armi.