Новая эпоха космической безопасности: от слежения к регулированию

Примечание редакции Mobile-review.com. Мы подбираем материалы в раздел «Мнение», чтобы показать то как воспринимают рынок, компании в других странах. Мнения в таких материалах зачастую не совпадает с взглядами нашей редакции, но дают понимание рынка, его медийной составляющей.

По материалам spacenews.com

Коммерческая программная платформа SSASuite компании Comspoc разработана для того, чтобы команды по управлению спутниками могли предоставлять точную и оперативную информацию о космической обстановке. Источник: Comspoc

Потребность в наблюдении объектов на орбите и координации их безопасного перемещения еще никогда не был так высока. Количество активных спутников на низкой околоземной орбите (НОО) резко возросло с менее чем тысячи в 2019 году — тогда SpaceX начала запуск своей огромной коммуникационной спутниковой группировки Starlink — до свыше 10 000 сегодня. Поскольку в эту гонку вступают и другие мегагруппировки, по некоторым прогнозам, к 2030 году число спутников достигнет как минимум 70 000, что ещё больше усложнит наблюдение и управление происходящим на орбите Земли.

На сегодняшний день рынок платформ космической осведомлённости (space domain awareness, SDA), построенных на различных датчиках, каталогах и аналитических данных, перегружен и фрагментирован. В результате мы имеем перекрывающиеся потоки данных и непоследовательные оповещения, которые могут путать операторов вместо того, чтобы помогать им принимать верные решения. «Проблема, с которой сталкиваются операторы, заключается в том, что информации сейчас слишком много и они не знают, что с ней делать, — заявил Джо Чан, председатель Ассоциации космических данных, некоммерческой организации спутниковых операторов, которой принадлежит платформа для обмена информацией. — Они получают оповещения из множества источников, а как с ними быть, непонятно».

Специалисты по отслеживанию объектов в космосе всё чаще представляют будущее не в виде очередной проприетарной карты, а в виде системы управления движением в космосе, в основе которой — общие стандарты для данных, совместимые системы и сети, организованные по федеративному принципу, которые уважали бы национальный суверенитет, обеспечивая при этом координацию в режиме реального времени.

Масштаб проблемы

Американская компания SpaceX сегодня использует подавляющее большинство спутников на низкой околоземной орбите для своей коммуникационной сети Starlink. Однако, по словам Тони Фрейзера, генерального директора LeoLabs, калифорнийской компании по наблюдению за объектами в космосе, почти половина спутников, которые должны выйти на орбиту Земли к концу десятилетия, будет использоваться конкурентами США, в первую очередь Китаем.

«Такой быстрый рост в сочетании с развитием возможностей противоспутникового вооружения означает, что космос становится спорной территорией, где обостряется стратегическое противостояние, — говорит Фрейзер. — В этой динамичной среде рынки услуг космической осведомленности и [управления движением в космосе] расширяются и развиваются». Фрейзер добавил, что программа противоракетной обороны правительства США «Золотой купол» и инициатива Системы координации движения в космосе (TraCSS) придают импульс развитию усилий по более эффективному наблюдению за орбитой.

«Правительства активно пытаются достичь уровня, на котором смогут управлять SDA подобно тому, как они управляют воздушным движением», — говорит Диана Клочкова, директор по маркетингу компании Privateer, одной из компаний предоставляющих бесплатные инструменты для визуализации и анализа орбитальных данных, а также занимающихся коммерческой аналитикой, объединяя информацию из космоса, с воздуха, суши и океана. «Однако темп прогресса невелик, а потребность очевидна, — продолжает она. — И пока что покрывать эту нехватку приходится коммерческим игрокам».

В последние годы появилось множество компаний, стремящихся заполнить этот пробел: от тех, что используют узкоспециализированные датчики, до тех, что объединяют доступные им данные, как правило, используя искусственный интеллект для моделирования всё более сложных орбит.

По словам Клочковой, большие сети низкоточных телескопов отлично обеспечивают широкий охват, в то время как высокоточные наземные радары лучше подходят для точного отслеживания. В то же время новый класс операторов спутников использует сверхдетализированные изображения с орбиты для более глубокого изучения конкретных объектов. «Эти возможности включают все: от планирования наблюдений для астрономов до разведки для [операций по сближению и операций в непосредственной близости и] уборки космического мусора», — добавила Клочкова, — но ни одна компания не охватывает весь этот спектр».

Сближение отслеживается с помощью аналитической платформы Satcat компании Kayhan.

По словам аналитика спутниковых технологий Армана Мьюзи, основателя консалтинговой компании Summit Ridge Group, распространение всё более разнообразных подходов — это тенденция, которая циклически повторяется в отрасли на протяжении уже несколько десятилетий. «Новые, более высокого разрешения / улучшенные датчики значительно расширяют рынок год к году, [но] когда этого не происходит, приходится делать шаг назад и сосредотачиваться на аналитике, — говорит он. — Затем цикл повторяется. Отрасль медленно растёт, но своей «закрывающей технологии» (в оригинале killer app — Прим.ред.) у нее пока не появилось. Сегодня всё ещё используются идеи 25-30-летней давности».

Хотя Клочкова и отмечает, что рынок будет продолжать расти по мере расширения космических операций, она признает, что этого может быть недостаточно для поддержания каждой из платформ, борющихся сейчас за место под солнцем. «Рынку придётся консолидироваться по мере смены ролей и специализаций», — говорит она.

Туманная картина

Вышеупомянутый Джо Чан из SDA призывает к большей согласованности и координации в отрасли, чтобы операторы могли принимать более чёткие и своевременные решения. По его словам, Ассоциация космических данных стремится сохранять нейтралитет, выступая в качестве доверенного центра для обмена данными и координации. Поскольку деятельность ассоциации носит некоммерческий характер, Чан предполагает, что она может предложить операторам способ обмена данными, не предполагающий конкуренции. И предупреждает, что без этого противоречивые правила и разрозненность систем только усложнят управление космическим трафиком в будущем.

Поставщики платных аналитических услуг также представляют себя как важный компонент в деле наведения порядка во всей этой усложняющейся системе. Comspoc, одна из первых частных компаний, вышедших на рынок космической ситуационной осведомлённости (SSA), позиционирует себя как базовую аналитическую платформу, которую могут использовать другие компании. Платформа Mission Awareness от Comspoc призвана предоставить операторам единое рабочее пространство для оценки угроз, прогнозирования помех и планирования манёвров с опорой на непрерывный анализ, основанный на физических законах, а не на статичных моментальных снимках.

«Не все источники данных одинаковы, и в зависимости от ситуации какой-то тип данных может быть эффективнее другого, — говорит Джим Купер, руководитель отдела решений SSA в Comspoc. — Вот почему так важно сотрудничать». В его понимании отрасль естественным образом разделяется на три группы: поставщики данных, те, кто обрабатывает данные, т.е, как Comspoc, предлагает аналитическое ПО, и поставщики операционных услуг, которые управляют службами мониторинга или оповещения. «Все эти части функционируют вместе, и когда это так, коммерческое сообщество в целом обеспечивает рынку колоссальные возможности, — добавляет Купер. — Есть условия для долгосрочного процветания множества компаний и платформ, каждая из которых вносит свой вклад в более сильную и устойчивую экосистему».

Возводить мосты, а не убежища

Дух сотрудничества пронизывает весь космический рынок. Лиссабонская компания Neuraspace позиционирует себя координатором на всех этапах — от сбора данных до принятия оперативных решений. «Экосистема космической осведомленности по своей природе взаимозависима, — заявляет генеральный директор Neuraspace Кьяра Манфлетти. — Ни один игрок не контролирует и не будет контролировать всю цепочку, от наблюдения до выполнения маневра. Даже вертикально интегрированные игроки зависят от внешних каталогов или API. Есть и другие соображения, такие как суверенитет». По словам Манфлетти, будущее рынка определяется скорее взаимодействием, нежели доминированием. «Структура, рассчитанная на долгосрочную работу, может состоять из федеративно организованных и взаимодействующих узлов, каждый из которых будет работать в рамках принципа сохранения суверенитета, — продолжает она. — Конкурентное преимущество перейдет к компаниям, которые смогут стать связующим звеном, а не доминировать в экосистеме данных».

В октябре 2023 года LeoLabs обнаружила вторичный объект в непосредственной близости от объекта C — полезной нагрузки, отделенной от российского спутника. Новый объект, вероятно, представлял собой отделившийся субспутник.

Платформа Neuraspace использует архитектуру на основе API с нативным ИИ, для автоматизации оценки сближения, планирования манёвров и передачи данных о рисках непосредственно операторам для использования в их рабочих процессах. Манфлетти отмечает, что такой подход обеспечивает безопасное управление и обмен данными в рамках многонациональных сетей датчиков, одновременно защищая конфиденциальные данные, что становится всё более важным фактором, поскольку правительства связывают космическую осведомленность с принятием решений в области национальной безопасности и обороны.

В борьбу вступает всё больше участников

На объединяющую роль претендуют и новые участники. Парижская компания Ecosmic заявляет, что сосредоточена на преобразовании разрозненных наблюдений в более быстрые и полезные предупреждения, а не на разработке собственных датчиков. Подобно другим компаниям, сосредоточенным на извлечении выводов из информации, а не на её сборе, Ecosmic объединяет данные радаров, оптических, пассивных радиочастотных и космических источников от нескольких партнёров для создания единой картины орбитальной среды.

По словам соучредительницы Ecosmic Иман Маруф, грядущие перемены в отрасли будут зависеть от того, кто сможет превратить данные в ценную информацию. «Ценность заключается в понимании ситуации и способности реагировать на угрозы максимально информированно и оперативно, — поясняет она. — Государственные и частные субъекты десятилетиями инвестируют в сети датчиков, но этот подход по своей сути не является ни масштабируемым, ни устойчивым. С появлением всё большего количества наземных датчиков и развитием слежки из космоса космические данные становятся товаром. В Ecosmic мы создаём инфраструктуру для размещения и обработки всех этих данных, уделяя особое внимание получению наилучшего обзора из космоса и объединению данных всех участников для предоставления наиболее актуальной и оперативной информации».

Технологии будущего

Многие специалисты по наблюдению за космосом утверждают, что развитие спутниковой навигации на следующем этапе будет зависеть от того, насколько эффективно компании смогут интегрировать разнообразные потоки данных — радиолокационные, оптические, радиочастотные и орбитальные — в единообразные системы на базе искусственного интеллекта. «Программные платформы должны развиваться в направлении, позволяющем объединять эти разнообразные потоки данных в режиме реального времени, обеспечивая автономный мониторинг, предиктивную аналитику и более быстрое принятие решений, — говорит Маруф из Ecosmic. — Эти возможности открывают дверь в будущее, где спутники смогут лучше понимать окружающую обстановку, заблаговременно реагировать на угрозы и эффективнее взаимодействовать с другими объектами на орбите».

Опасное сближение 23 февраля 2024 года, отслеживаемое LeoLabs. Источник: LeoLabs

Испанский поставщик технологий GMV модернизирует платформу координации орбитального трафика Ассоциации космических данных, чтобы лучше справляться с возрастающей загруженностью орбит. Согласно контракту, заключенному в сентябре, новая система направлена на интеграцию нескольких источников данных и их объединение. Цель — предоставление единых сообщений о сближении, чтобы не перегружать оповещениями и больше унифицировать стандарты работы для операторов и правительств.

Фрейзер из LeoLabs также рассказал о том, как компания использует новейшие достижения в области искусственного интеллекта и машинного обучения, чтобы «оценивать, какие объекты заслуживают более высокого приоритета при наблюдении, а также обнаруживать и описывать перемещения за несколько часов — ранее такие задачи занимали несколько дней».

Что дальше?

По мере того, как всё больше компаний создают орбитальные каталоги и претендуют на самую точную картину космоса, акцент смещается с того, кто отслеживает больше всего объектов, на то, какой вид картографирования реально важен на рынке, стремящемся к консолидации. Фейзи из Kayhan говорит: «На самом деле всё зависит от того, что мы подразумеваем под „картографированием пространства“. Если речь идёт только о создании визуального каталога и нанесении точек на глобус, это не особо ценно — само по себе это никому не приносит пользы. Но если мы говорим о точном отслеживании объектов, это гораздо более сложная и значимая задача».

Несмотря на то, что компании стремятся собирать всё больше орбитальных данных, лидеры отрасли заявляют, что успех будет зависеть от эффективности объединения и применения этих данных. В долгосрочной перспективе, утверждает Фейзи, в данном направлении должен произойти переход от изолированных проприетарных систем к общим моделям, основанным на наблюдениях, которые объединяют данные из разных сетей. «В конечном счёте, будущее космической картографии — это не конкурирующие каталоги, а сотрудничество и объединение данных для создания более целостного и унифицированного представления о том, что происходит на орбите».

Новые датчики в авангарде изучения космоса

Пока одни новички в области космических наблюдений используют доступные данные и открытые сети, другие всё больше делают ставку на управление датчиками, следящими за небом, или намеренно избегают их использования.

Например, компания LeoLabs управляет глобальной сетью радаров, способных постоянно отслеживать объекты размером до 10 сантиметров на низкой околоземной орбите. Компания сообщает, что 90% полезных нагрузок в её каталоге имеют частоту повторного наблюдения как минимум пять раз в день, а объекты, представляющие повышенный интерес, — до 13 раз в день. Компания утверждает, что обеспечивает 99,3% охвата общедоступного каталога низкоорбитальных космических объектов США, включая 99,96% всех полезных нагрузок.

Компания ExoAnalytic Solutions, которая также управляет одной из крупнейших в мире сетей оптических телескопов для слежения за космическим пространством, сосредоточена на средней и более высоких околоземных орбитах. Это не такое густонаселенное пространство, как НОО, но критически важное для связи и обороны.

В свою очередь, Kratos Space специализируется на пассивном сборе радиосигналов с помощью сети наземных датчиков, которые отслеживают сигналы, передаваемые спутниками в ходе их ежедневной работы. Сбор радиосигналов для получения информации об их источнике ведется со времен появления радио, отмечают представители Kratos, но эта стратегия набирает все большую популярность в коммерческих приложениях для обеспечения осведомленности о космической среде. За последнее десятилетие компания развернула по всему миру более 190 радиочастотных датчиков, которые могут обнаруживать, измерять и описывать более 150 000 уникальных сигналов ежедневно. Благодаря отсутствию зависимости работы радиочастотных датчиков от погодных условий и солнечного света, Kratos рассматривает свою технологию как незаменимое дополнение к радиолокационным и оптическим системам.

В противовес этому такие компании, как Kayhan Space, утверждают, что отказ от владения и эксплуатации датчиков дает им преимущество. «Это решение было осознанным и является одним из наших ключевых преимуществ, — заявляет соучредитель и главный технический директор Kayhan Араз Фейзи. — Не полагаясь на датчики, мы можем получать данные из нескольких независимых источников, а не ограничиваться возможностями одной системы».

Платформа Satcat от Kayhan объединяет в одном решении задачи по динамике полета, анализу сближений и налаживанию координации. Фейзи отметил, что компания генерирует синтетическую ковариацию для данных каталога Космических сил США, дополняет их десятками тысяч эфемерид, предоставленных операторами, а также использует данные с датчиков партнеров для заполнения пробелов в наблюдениях.

k.ivanov@mobile-review.com
наверх