Из серии «Как это делается»: частные космические спутники

Фотографии: © drugoi

С космодрома Байконур сегодня стартует ракета-носитель "Союз-2.1б" с гидрометеорологическим спутником "Метеор-М" №2 и кластером из шести аппаратов научного назначения — МКА-ПК2 (Рэлек), SkySat-2, DX1, TechDemoSat-1, UKube-1, AISSAT-2. Запуск назначен на 19:58 МСК, отделение головного блока запланировано на 20:07, потом начнется отделение спутников, одно за другим. Для меня этот запуск интересен по двум причинам: во-первых, сегодня, наконец, должен выйти на орбиту российский частный спутник DX-1 компании Dauria Aerospace, во-вторых, в космос отправится второй спутник SkySat-2 американской компании SkyBox Imaging, одного из лидеров в изучении земной поверхности из космоса при помощи оптических систем высокой четкости.
Перед Рождеством 2013 я был в США и сотрудники Dauria Aerospace показали мне не только своё производство, но и договорились со SkyBox, чтобы те пустили человека с фотокамерой к себе в офис. Так что я покажу фотографии того, как частные компании делают космические спутники, чтобы зарабатывать с их помощью.

На фото вверху — офис и производственные помещения компании SkyBox Imaging в Маунтин-Вью (Кремниевая долина, Калифорния). SkyBox Imaging основали четыре аспиранта Стэнфордского университета. Бизнес-план создания группировки бюджетных спутников дистанционного зондирования Земли высокого разрешения они написали в 2009 году, и уже к середине лета получили первые инвестиции в размере $3 млн. долларов. К апрелю 2012 г. инвестиции в компанию достигли $70 млн. В ноябре 2013 г. ракета-носитель «Днепр» вывела на орбиту первый спутник SkySat-1. Через месяц после запуска компания показала несколько снимков высокого разрешения и первое HD-видео, снятое с орбиты высотой в 600 км. Спутники снимают в нескольких спектральных диапазонах. Панхроматическая съемка обеспечивает детализацию до 90 см на пиксель. Мультиспектральная (красный, синий, зеленый, ближний инфракрасный) — до 2 метров на пиксель.

Хозяева встретили очень доброжелательно, с интересом. Слева — Чин Ю Ху, одна из тех четырех аспирантов Стэнфорда, которые основали компанию. Она работает директором по маркетингу и пиару. Справа — генеральный директор SkyBox Imaging Том Ингерсол. Всего в компании работают около 120 человек, преимущественно молодые люди, 25-35 лет.

Мы приехали в обеденное время, почти никого не было.

Дежурный специалист в центре управления полетом SkySat-1. На большом экране видно картинку, которую спутник передает на Землю.

На рабочих местах, в основном, Маки.

Комната отдыха для ночной смены дежурных в ЦУПе.

Фотографии сотрудников (включая собачек), список тех специалистов, кто нужен компании и образец денежного чека, который получает сотрудник, когда приводит на работу того, кто нужен.

О том, что в этом офисе занимаются космосом, говорят только макеты ракет на столе и фотографии на стенах.

А это, собственно, производственный цех с чистой комнатой, где проходит окончательная сборка космического аппарата.

Некоторые детали оборудования спутника попросили не снимать. Конкуренция на этом рынке уже существенная. После съемки Том внимательно посмотрел, что я там наснимал и попросил удалить несколько кадров. Хотя, на мой взгляд, ничего такого там не было.

Такая достаточно простая рабочая обстановка, без пафоса.

А вот «чистая комната», где стоит спутник SkySat-2. У него простая конструкция без выносных солнечных панелей — они расположены на корпусе, а радиоантенна — это крышка оптической системы. Эта система, в общем, и является ноу-хау компании. В планах компании — выведение 24 спутников, которые смогут осуществлять съемку любого заданного участка Земли и передачу информации заказчику в режиме реального времени.

В SkyBox Imaging ждут сегодняшнего старта с нетерпением. «Союз 2.1Б» должен был полететь еще в декабре 2013 г., потом запуск перенесли на февраль, потом на апрель, и вот только сейчас, в июле ракета-носитель стоит на стартовом столе. От сегодняшнего запуска во многом будет зависеть судьба этого очень интересного стартапа, собравшего за короткое время такие внушительные деньги.

UPDATE: Google купил SkyBox Imaging за $500 млн.

Стартап Михаила Кокорича aka Dauria Aerospace расположил свои производственные мощности (а вернее классический американский «гараж», с которого начинали многие в Кремниевой долине) в технопарке Исследовательского центра NASA Эймс, там же, в Маунтин-Вью. Этому центру принадлежит территорияфедерального аэродрома Моффетта", чьи помещения NASA сдает для разного рода технологических компаний, включая Даурию.

Аэродром Моффетт — легендарное место, связанное и со строительством дирижаблей, и со Второй мировой войной, и с развитием авиации в США вообще. Еще раз порекомендую статью о нем в Вики: http://ru.wikipedia.org/wiki/Федеральный_аэродром_Моффетт

Здесь, например, сохранился гигантский ангар для дирижаблей, построенный в 1931 г., одно из самых больших отдельно стоящих сооружений в мире. Не так давно с него сняли обшивку, в которой обнаружились вредные вещества, вроде асбеста. Говорят, Google имеет виды на этот ангар — компания хочет купить его для производства собственных дирижаблей.

Рядом с ангаром стоит самолет-лаборатория TF-104G Starfighter — сумасшедшая машина, которую еще называли Widowmaker (делателем вдов) или «управляемой ракетой». На таких «ракетах» тренировались астронавты лунной программы Аполлон, в том числе и Нил Армстронг.

Lockheed P-3 Orion — лучший в истории авиации патрульный самолет морской разведки, гроза подводных лодок. Начал летать в 1962 г. и до сих пор находится на вооружении в США и Японии.

Напротив этой первой ступени ракеты-носителя «Титан» — здание Макдональдса, теперь уже закрытого.

А вот и тот самый «гараж» компании Миши Кокорича. Здесь американские сотрудники Dauria Aerospace собирают спутники на микроплатформе Perseus, два из которых уже летают в космосе.

Здесь одно большое производственное помещение, где работают программисты, инженеры, техники — все вместе.

На этом 3D принтере делаются детали для спутников.

Вот корпус и оптика спутника Perseus. Пишет Виталий Егоров, энтузиаст космических исследований:

Perseus-О — маленькие и дешевые (по космическим меркам). Когда-то сложно было представить, что спутник размером с портфель будет не просто «пищалкой», а полноценным космическим аппаратом, обладающим практически полным функционалом многотонных спутников.

Perseus-O обладают системой управления, основанной на двигателях-маховиках и магнитных исполнительных органах, которые позволяют не просто смотреть вниз и снимать увиденное, но работать в различных режимах съемки, в том числе под углом к поверхности до 20 градусов. Это обеспечивает возможность покрытия всей поверхности материков Земли за двое суток, а какие-то определенные участки местности можно снимать вплоть до двух раз за сутки. Для точного наведения применяется звездный датчик, который позволяет нацеливать камеры с высокой точностью. Кроме этого есть приемник GPS и несколько солнечных датчиков — они позволяют определять местоположение спутника на орбите и его ориентацию. Здесь еще действует тормозящее воздействие атмосферы, поэтому спутники будут постепенно снижаться, и сойдут с орбиты через несколько лет.

Основная полезная нагрузка спутников Perseus-O — это блок камер. Каждая камера снимает в одном цветовом канале. Такое разделение необходимо, как раз для обработки алгоритмом NDVI. Простая цветная матрица с фильтром Байера, как на обычных фотоаппаратах, не обеспечила бы необходимых данных. Разрешение матрицы составляет 70 мегапикселей, что и обеспечивает требуемые характеристики съемки и необходимое разрешение. Оптическая схема рассчитана специалистами “Даурии”, а испанские партнеры подтвердили заявленные характеристики.

Четвертый “глаз” спутника — это рупорная антенна Ка-диапазона, которая позволяет осуществлять сброс данных со скоростью до 40 Мбит/с. Это тоже уникальное решение для спутников такого размера.

Миша Кокорич держит свое детище в руках. Сейчас этот спутник уже бороздит просторы открытого космоса. Спутники серии Perseus-M (maritime) — будут определять местоположение кораблей на морях и реках, при помощи сигналов Автоматической идентификационной системы (АИС). Это не так интересно, как, например фотосъемка, но такая информация имеет спрос на внутреннем и мировом рынке. Кроме того, опыт эксплуатации Perseus-M позволит отработать платформу для более сложных задач и, уже в 2015 году, перейти как раз к наблюдению за поверхностью Земли.

Подробнее о платформе Perseus советую почитать вот здесь: http://zelenyikot.livejournal.com/38114.html

Здесь же в сотрудничестве с NASA собирают микроспутники для исследования явления солнечного ветра.

Корпоративная стоянка транспорта. Только, если у Google стоят электромобили, здесь пока велосипеды. Но лиха беда начало, как говорится.

А сегодня в космос должен отправиться старший брат Персеусов — спутник DX1. В качестве полезной нагрузки на спутнике размещен блок приема АИС-сигналов — автоматической системы слежения за судами. В России это первый космический аппарат с такой функцией. Информация со спутника будет использоваться в том числе и в интересах коммерческих компаний. Система АИС-сигналов используется для навигации и идентификации судов в Мировом океане и на речных линиях. Таким образом, DX1 сможет войти в состав группировки, целью которых является сбор информации с морских и речных судов в УКВ диапазоне и ее выдача на наземные станции. Сборка спутника производилась в России на базе технопарка «Сколково».

Подробнее об этом аппарате: http://habrahabr.ru/company/dauria/blog/228431/

Кстати, Даурия обратилась к радиолюбителям за помощью в обнаружении сигналов спутника после его вывода на орбиту:

Пуск будет в 19:58 по Московскому времени с Байконура. Исходя из параметров орбиты, первый удачный сеанс связи ожидается через 3 часа над Восточной Европой, и затем спутник вернется к России только после нескольких витков через несколько часов с Дальнего Востока. Поэтому наш ЦУП в Москве сможет провести первый сеанс связи только на следующий день. Радиомаяк спутника вещает в радиолюбительской частоте, поэтому у всех желающих появится возможность услышать его раньше нас. Более того, такая помощь нам необходима для уточнения его орбиты и подтверждения работоспособности. Поэтому наша благодарность будет подкреплена памятными сувенирами для удачливых ловцов со всего мира.

Вот здесь параметры радиокомплекса в режиме маяка: http://habrahabr.ru/company/dauria/blog/228669/

Итак, меньше чем через час вот такая ракета должна вывести на орбиту полезный груз, который мы все ждем. Не могу не написать, что среди семи спутников в этот раз будет и норвежский наноспутник КА AISSAT-2, который как и DX1 снабжен приемником системы АИС и будет вести оперативное наблюдение и слежение за движением морских судов в норвежских территориальных водах.