El ojo que todo lo ve de Capella Space: presagio de la revolución de la inteligencia satelital
Más recientemente, hemos considerado las capacidades de los activos de reconocimiento basados en el espacio para detectar grupos de ataque de portaaviones. En particular, el autor propuso la suposición de la creación en un futuro próximo de "constelaciones" de satélites de reconocimiento compactos y económicos, colocados en órbitas bajas y capaz de reemplazar los grandes y costosos satélites de reconocimiento existentes. Algo similar ya está sucediendo con los satélites de comunicaciones gracias a Space X y su proyecto mundial de Internet por satélite de alta velocidad Starlink.
Según la suposición del autor, las tecnologías utilizadas para la construcción y el despliegue a gran escala de satélites Starlink podrían utilizarse posteriormente para la construcción de satélites de reconocimiento. Algunos oponentes han objetado a esto que los satélites de reconocimiento serán mucho más grandes, más complejos y más caros. Y esto es especialmente cierto para los satélites de reconocimiento de radar activo, que son de gran interés, ya que pueden funcionar en cualquier momento del día y en cualquier clima.
Bueno, el futuro llega antes de lo que suponía el autor. Pero, lamentablemente, este futuro no llega para todos.
Espacio de la capella
Fundada en 2016, la empresa estadounidense Capella Space, con sede en San Francisco, California, tiene como objetivo brindar a los usuarios de todo el mundo la capacidad de obtener imágenes de radar comercial de alta resolución de la superficie del planeta.
Capella Space planea desplegar 36 satélites equipados con radar de apertura sintética (radar). Se supuso que la masa de un satélite sería de unos 40 kilogramos. El sistema debería permitir obtener imágenes de radar (RL) de la superficie terrestre con una resolución de 50 centímetros.
Además, presumiblemente el sistema es capaz de obtener imágenes con una resolución de 25 centímetros o más, pero esta oportunidad para los consumidores civiles aún está bloqueada por la ley estadounidense.
En diciembre de 2018, Capella Space puso en órbita su primer satélite de prueba, Denali. El lanzamiento se llevó a cabo utilizando un vehículo de lanzamiento SpaceX Falcon 9 de la Base de la Fuerza Aérea Vandenberg (California).
El satélite Denali está diseñado para probar el diseño y la tecnología. Las imágenes de RL no se vendieron. Pero se utilizaron para pruebas internas y para atraer inversores y clientes potenciales. Después del lanzamiento, el satélite Denali desplegó una red de antena flexible que cubría un área de unos 8 metros.
Imagen del satélite Denali, el primer satélite de prueba Capella lanzado en 2018.
Comparación del tamaño del satélite Denali con los satélites de radar de detección de la Tierra existentes.
En agosto de 2020, se lanzó el primer satélite operativo en serie, Sequoia, que ya es capaz de proporcionar imágenes de radar de la superficie terrestre a clientes comerciales. El lanzamiento a órbita fue realizado por el RN Electron de la empresa aeroespacial privada estadounidense Rocket Lab.
El satélite Sequoia pesa 107 kilogramos. Contiene 400 metros de cables y alambres que conectan más de cien módulos electrónicos. El software incluye más de 250 líneas de código C, más de 000 líneas de código Python y más de 10 líneas de código FPGA.
Imagen de satélite de Sequoia
Con una altitud orbital de 525 kilómetros y una inclinación orbital de 45 grados, el satélite Sequoia proporciona a los clientes acceso a imágenes de radar en regiones como Oriente Medio, Corea, Japón, Europa, Sudeste de Asia, África y Estados Unidos.
Para finales de 2020, está previsto poner en órbita dos satélites Sequoia RN Falcon 9 más desde SpaceX. En total, está previsto lanzar al menos siete satélites de este tipo.
Infografía de lanzamiento del satélite Sequoia
Debe entenderse que la resolución máxima del área seleccionada para el levantamiento se proporciona cuando la imagen del radar se expone durante unos 60 segundos, para lo cual los satélites Sequoia están equipados con un sistema de orientación mecánica de la banda de antena. La autorización en vuelo será menor. El modo de apertura sintética permite una topografía 3D precisa y una definición de la superficie.
Los modos de funcionamiento de los satélites Sequoia le permiten obtener una imagen muy detallada de un área limitada del planeta u organizar una encuesta en una franja de seguimiento.
Se supone que la constelación final de 36 satélites proporcionará una imagen de cualquier parte del planeta con un intervalo de no más de una hora.
Imagen de radar de la planta química de ExxonMobil Singapur en la isla Jurong.
Imagen de radar de McDonnell Douglas MD-80 y aviones Airbus A300-600R en el centro aviación Roswell en Nuevo México.
El satélite Sequoia de Capella Space fue creado en 4 años por un equipo de 100 personas.
Equipo Capella Space
Horno de termovacío para probar equipos satélite de Capella Space.
Capella Space ya ha firmado acuerdos para el suministro de información cartográfica con agencias gubernamentales de Estados Unidos.
En particular, en 2019, se firmó un acuerdo con la Oficina Nacional de Reconocimiento (NRO) de EE. UU. Para integrar imágenes de radar comerciales obtenidas por los satélites Capella Space con los satélites de observación NRO de propiedad estatal.
En noviembre de 2019, la Fuerza Aérea de los Estados Unidos (Fuerza Aérea) contrató a Capella Space para incorporar las imágenes de la compañía en el software de realidad virtual de la Fuerza Aérea (quizás refiriéndose a mapas de terreno XNUMXD altamente detallados para la aviación).
El 13 de mayo de 2020, se firmó un contrato con el Departamento de Defensa de EE. UU. Para proporcionar datos de radar de apertura sintética aerotransportados a la Marina de los EE. UU. Capella también proporcionará al Departamento de Defensa servicios analíticos internos para interpretar los hallazgos.
Y el 25 de junio de 2020 Capella Space anunció la firma del Acuerdo Conjunto de Investigación y Desarrollo (CRADA) con la Agencia Nacional Geoespacial de EE. UU. (NGA). El acuerdo CRADA proporcionará a Capella Space acceso a investigadores de NGA para una comprensión más profunda de los problemas. A cambio, NGA obtiene acceso a los servicios de análisis e imágenes de Capella Space. Este es el primer acuerdo CRADA celebrado por NGA con una empresa comercial que proporciona imágenes de satélites de radar de apertura sintética.
Por supuesto, los satélites Capella Space no pueden considerarse análogos directos de los sofisticados y costosos satélites de reconocimiento lanzados por las principales potencias militares-industriales. Pero hay algo más importante aquí.
Una empresa de 100 personas ha desarrollado y fabricado satélites capaces de recibir imágenes de radar de alta resolución. Esta empresa tiene previsto desplegar una constelación de 36 satélites de este tipo. El tamaño y la masa de estos satélites permite que se pongan en órbita en cúmulos, como es el caso de los satélites de comunicación Starlink. Esto hace posible no solo construir rápidamente su agrupación en órbita, sino también lanzarlos urgentemente, si es necesario, con vehículos de lanzamiento enanos.
¿Si solo una nueva empresa privada es capaz de hacer esto? ¿Cuántos satélites de este tipo o similares puede lanzar el Departamento de Defensa de EE. UU. Si es necesario?
Por cierto, Capella Space no es la única empresa que trabaja en esta dirección.
ICEYE
La empresa finlandesa ICEYE se fundó en 2014 como filial de la Facultad de Tecnología de Radio de la Universidad Aalto.
Desde 2019, ICEYE ofrece servicios para obtener imágenes de radar comercial de alta resolución obtenidas mediante tres satélites patentados. El primer satélite ICEYE-X2 fue lanzado el 3 de diciembre de 2018 por el vehículo de lanzamiento Falcon 9 de SpaceX, y dos satélites más fueron lanzados el 5 de julio de 2019.
Se supone que con el éxito comercial del proyecto, se lanzarán anualmente varios satélites más.
Imagen del satélite ICEYE-X2
La masa de un satélite es de 85 kilogramos. Está equipado con propulsores de iones para la corrección de la órbita. La resolución de las imágenes del radar es 0,25x0,5, 1x1 o 3x3 metros, la precisión de alineación es de 10 metros, la velocidad del canal de comunicación es de 140 megabits por segundo. La altitud orbital es de 570 kilómetros, la inclinación es de 97,69 grados.
Planet Labs
La empresa estadounidense Planet Labs, fundada en 2010, desarrolla y fabrica microsatélites tipo CubeSat llamados Dove, que se entregan en órbita como carga útil auxiliar para otras misiones.
Cada satélite Dove está equipado con sistemas de reconocimiento óptico de última generación programados para estudiar diferentes partes de la Tierra. Cada satélite de observación Dove escanea continuamente la superficie de la Tierra y envía datos después de pasar por la estación terrestre.
Los dos primeros satélites experimentales Dove se lanzaron en 2013.
Los satélites Dove se lanzan desde la Estación Espacial Internacional (ISS).
Tras la adquisición de la empresa alemana BlackBridge AG, la constelación de satélites Planet Labs se ha ampliado con satélites RapidEye. Y después de la adquisición de TerraBella de Google por la constelación SkySat.
En julio de 2015, Planet Labs puso en órbita 87 satélites Dove y 5 RapidEye. En 2017, Planet lanzó 88 satélites Dove más. Para septiembre de 2018, la compañía había lanzado unos 300 satélites más, 150 de los cuales están activos. En 2020, Planet Labs lanzó seis SkySats adicionales de alta resolución y 35 satélites Dove.
Los satélites Dove pesan 4 kilogramos. Sus dimensiones son de 10x10x30 centímetros, la altura de la órbita es de 400 kilómetros.
Los satélites proporcionan imágenes con una resolución de 3-5 metros.
Satélites Dove
Los satélites RapidEye que pesan menos de un metro cúbico y 150 kilogramos, ubicados a una altitud de 630 kilómetros, brindan una imagen con una resolución de 5 metros utilizando un sensor multiespectral en azul (440-510 nm), verde (520-590 nm), casi rojo (630 nm). –690 nm), rangos de longitud de onda del rojo lejano (690–730 nm) y del infrarrojo cercano (760–880 nm).
Imagen de satélite RapidEye
Los satélites SkySat proporcionan imágenes de vídeo con una resolución inferior al metro. Su diseño se basa en el uso de componentes electrónicos económicos disponibles comercialmente.
Los SkySats miden unos 80 centímetros de largo y pesan unos 100 kilogramos.
Satélites SkySat
Los satélites SkySat están en órbita a una altitud de 450 kilómetros y están equipados con sensores multiespectrales y pancromáticos. La resolución espacial en el rango pancromático de 400-900 nm es de 0,9 metros.
El sensor multiespectral recopila datos en los rangos azul (450-515 nm), verde (515-595 nm), rojo (605-695 nm) e infrarrojo cercano (740-900 nm) con una resolución de 2 metros.
¿Tenemos algo similar?
Cosmonáutica privada rusa
Los éxitos de la cosmonáutica privada rusa son mucho más modestos.
En primer lugar, se puede recordar la empresa SPUTNIX fundada en 2011, que en 2014 lanzó a la órbita terrestre baja el primer demostrador tecnológico de microsatélites privado ruso Tablettsat-Aurora con un peso de 26 kilogramos.
Como carga útil principal, el vehículo está equipado con una cámara pancromática para fotografiar la superficie terrestre en la banda espectral de 430-950 nm con una resolución de 15 metros y un ancho de franja de 47 kilómetros.
Microsatélite Tablettsat-Aurora
Además, se lanzaron varios nanosatélites científicos y educativos desarrollados por estudiantes y escolares.
Entre los dispositivos en desarrollo, se puede destacar el satélite ultracompacto para la teledetección de la Tierra RBIKRAFT-ZORKIY.
Su peso será de 10,5 kilogramos. El lanzamiento está previsto para 2021.
El dispositivo llevará una cámara telescópica con una resolución de 6,6 metros por píxel, producida por NPO Lepton. La cámara está equipada con un sistema de estabilización térmica y enfoque, así como con un dispositivo de memoria incorporado, que permite disparar bajo demanda, sin estar vinculado a las estaciones receptoras.
La altitud orbital estimada del satélite RBIKRAFT-ZORKY será de 550 kilómetros con una inclinación de 98 grados.
Cubsat RBIKRAFT-ZORKY
Otra empresa es OOO NPP Dauria Aerospace, fundada en 2011 y convirtiéndose en una de las primeras empresas rusas en crear y lanzar satélites comerciales.
El 8 de julio de 2014, Dauria Aerospay lanzó el primer satélite de la serie DX, equipado con una carga útil para recibir y transmitir señales del Sistema de Identificación Automática, diseñado para la navegación e identificación de barcos en el Océano Mundial y en líneas fluviales.
Por cierto, tales satélites pueden ser útiles cuando se trabaja en conjunto con satélites para ingeniería de radio, reconocimiento óptico y de radar activo en términos de resolver el problema de selección de barcos civiles y militares.
Satélite DX1
Dos satélites más, PERSEUS-M1 y PERSEUS-M2, se vendieron al American Aquila Space a finales de 2015.
En el mismo 2015, Mikhail Kokorich, fundador de NPP Dauria Aerospay LLC, vendió su participación en la empresa y emigró a Estados Unidos.
Como podemos ver, nuestro retraso en el campo de los satélites comerciales de los países líderes del mundo es de unos 10-15 años.
Formalmente, hay empresas que fabrican componentes para satélites: motores de iones, sensores, componentes electrónicos. Pero la creación de una instalación de producción que produce productos finales, satélites de alta tecnología, de alguna manera no crece en conjunto.
Tenemos una situación similar con los vehículos de lanzamiento. En general, todavía no tenemos nada comparable a Spaсe X o Capella Space.
Hallazgos
La comercialización del espacio se está desarrollando al ritmo más alto, tanto en términos de colocar cargas útiles en órbita, como en términos de creación de satélites terrestres artificiales para diversos fines. Cabe señalar que la tendencia de comercialización del espacio se esbozó a principios de la década de XNUMX y se ha vuelto explosiva en la última década. En conjunto, esto ha permitido la aparición de equipos, tecnologías y servicios que recientemente no estaban disponibles no solo para los clientes comerciales, sino también para los gubernamentales.
En este sentido, la perspectiva del despliegue por parte de las fuerzas armadas estadounidenses de cientos o incluso miles de satélites de reconocimiento y comunicaciones, y en el futuro también satélites del sistema de defensa antimisiles (ABM), ya no suscita dudas.
¿Qué significa esto para nosotros en términos prácticos?
Se puede argumentar que a partir de cierto momento, a medida que se despliegue un número creciente de satélites de reconocimiento de diversas clases y propósitos, así como mejoren sus características técnicas, será casi imposible evitar la detección de muchos tipos de armas desde el espacio.
La capacidad de recibir datos de inteligencia globales, las XNUMX horas del día y para todo clima, casi en tiempo real, permitirá ataques de alta precisión. armas y vehículos aéreos no tripulados (UAV) a toda la profundidad del territorio enemigo, no solo para objetivos estacionarios, sino también para objetivos móviles, reorientando las armas en vuelo.
Se verán amenazados los sistemas móviles de misiles terrestres (PGRK), que son uno de los elementos de las fuerzas de disuasión nuclear (SNF) rusas, y los barcos de superficie del diseño tradicional perderán la menor oportunidad de perderse en las profundidades del océano, lo que significa que la aviación de largo alcance del enemigo siempre tendrá la iniciativa y podrá proporcionar lo necesario concentración de fuerzas para un ataque con misiles antibuque (ASM), suficiente para superar la defensa aérea (defensa aérea) de portaaviones y grupos de ataque navales (AUG y KUG).
Si EE. UU. Legalizó oficialmente la venta de imágenes desde el espacio con una resolución de 50 centímetros, entonces, ¿qué resolución está disponible para los militares: 25, 10 centímetros o menos?
Con esta calidad de imagen, ningún reflector de esquina ayudará. Por ejemplo, al atacar barcos, su detección inicial se puede realizar con una resolución de 3-5 metros, luego se realizará una identificación con una resolución de 50 centímetros o menos. Y luego, después del lanzamiento del sistema de misiles anti-barco, los barcos pueden ser rastreados y sus coordenadas transmitidas en tiempo real directamente al sistema de misiles anti-barco a través de un canal de comunicación por satélite (retargeting en vuelo).
Alguien dirá por qué no utilizar la guerra electrónica.
Pueden resolver algunos de los problemas, pero no todos. El equipo de guerra electrónica en sí mismo es un "faro" para el enemigo, es imposible usarlo continuamente. Además, hay equipos de reconocimiento óptico.
Es prácticamente irreal y económicamente ineficaz destruir una red de pequeños satélites de la superficie; es posible reponer el grupo de pequeños satélites con menos pérdidas económicas que derribarlos con misiles de defensa antimisiles. Esto requiere interceptores espaciales especializados capaces de realizar maniobras intensivas y estar en órbita durante mucho tiempo, asegurando la destrucción sucesiva de muchos objetivos.
Y no confíe en el error común de "un cubo de nueces en órbita". Toda la economía del planeta no podrá transportar "nueces" a la órbita en una cantidad suficiente para destruir satélites.
“Según la Agencia Espacial Europea, hay más de 29000 grandes desechos orbitando nuestro planeta, desde piezas de metal de 4 pulgadas hasta satélites enteros inexistentes y tanques de combustible gastado. Agregue aproximadamente 670 piezas de metal de entre 000 y 1 centímetros de tamaño, aproximadamente 10 millones de partículas de pintura e innumerables miles de millones de gotas de refrigerante congelado y partículas de polvo de menos de un centímetro de tamaño ".
La mejora de las tecnologías para la creación de pequeños satélites y tecnologías de defensa antimisiles, con una alta probabilidad, conducirá a la reanudación de la implementación a un nuevo nivel técnico. proyectos de interceptores orbitales de defensa antimisiles del tipo "piedra de diamante", que, teniendo en cuenta el fortalecimiento de la inteligencia y tambores Las capacidades de las fuerzas armadas estadounidenses pueden neutralizar en gran medida el potencial de las fuerzas nucleares estratégicas rusas.
A finales del siglo XX, se habló mucho de que el siglo XXI será el siglo de la realidad virtual, la nano y la biotecnología. El espacio, por otro lado, se ha convertido en "una aplicación cotidiana", asociándose con algo como la televisión por satélite.
La aparición de empresas privadas con objetivos y proyectos ambiciosos lo cambió todo. Y el espacio volvió a encontrarse a la vanguardia del progreso tecnológico.
El espacio no es solo proyectos de investigación científica y la expansión de la humanidad en nuevos territorios, sino también una piedra angular para garantizar la seguridad del estado. Incluso ahora, sin obtener una ventaja, o al menos la paridad en el espacio exterior, cualquier fuerza terrestre, aérea y marítima está condenada a la derrota. En el futuro, esta situación solo empeorará.
Esto hace que los proyectos para la creación de vehículos de lanzamiento y naves espaciales prometedores para diversos fines se encuentren entre las tareas más prioritarias de nuestro país.
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