Как взрывной рост числа спутников может повлиять на жизнь на Земле
Если у вас есть какие-либо сомнения по поводу стремительного роста спутниковой индустрии, подумайте об этом:
- В 2019 году на орбите планеты находилось ~2 тыс. высокотехнологичных устройств
- Сегодня их насчитывается более 6 тыс.
- К 2030 году, по оценкам, будет насчитываться 50 тыс.
В течение десятилетий эти внеземные тела были собственностью правительств и многомиллиардных фирм, таких как Boeing, Lockheed Martin и AT&T. Затем изменились 3 вещи:
- Запуски ракет стали дешевле
- Спутники стали меньше
- Программное обеспечение для анализа данных стало более совершенным
Эти сдвиги привели к появлению множества частных игроков и привели к взрыву легкодоступных спутниковых снимков с высоким разрешением.
У спутников есть множество знакомых приложений, от прогнозирования погоды до отслеживания водителей доставки и трансляции спортивных каналов на наши телевизоры.
Сейчас так называемые новаторы NewSpace расширяют отрасль, используя изображения Земли для разработки творческих приложений, которые решают широкий спектр проблем.
Орбитальные глаза в небе использовались для обнаружения китайских лагерей для интернированных уйгуров, прогнозирования цен на медь и оказания помощи коренным общинам в борьбе с вырубкой лесов. Они могли бы изменить способ, которым мы покупаем кофе или снимаем квартиру.
Но стремительный рост спутников поднимает красные флаги в отношении наблюдения и загрязнения космоса, и критики задаются вопросом, может ли рука закона выйти за пределы атмосферы, чтобы решить проблемы, возникающие в связи с быстро развивающимися технологиями.
Как космос стал прибыльным?
В 2011 году космический челнок НАСА был выведен из эксплуатации, что ознаменовало окончание 30-летней программы.
Многоразовый космический корабль должен был сделать космические путешествия обычными и доступными. Но медленный поворот, трагические жертвы и высокие затраты препятствовали достижению этой цели.
Сон не был забыт.
В июле — после 17 лет и более чем 1 миллиарда долларов затраченного капитала — Ричард Брэнсон совершил свой первый суборбитальный полет на борту второго космического корабля Virgin Galactic, опередив Джеффа Безоса в космосе на 11 дней.
Полет был скорее рекламой, чем конечной целью: на будущие рейсы было куплено 600 билетов по 250 тысяч долларов за штуку.
Если обещания будут выполнены, эти места более чем в 2 раза увеличат число людей, побывавших в космосе, и превратят космический туризм в потребительский бизнес, подобный Virgin Atlantic Airways.
Брэнсон и его когорта сверхбогатых звездочетов предвещают новую космическую гонку, в которой компании соревнуются не только в разовых достижениях технологического превосходства, но и в разработке прибыльных бизнес-моделей.
Их усилия приводят к технологическим достижениям, которые снижают барьер для входа в космическую экономику.
Трудно рассказать эту историю, не упомянув SpaceX, которая произвела революцию в индустрии запуска ракет, резко снизив стоимость запуска.
В 2015 году SpaceX запустила 11 спутников связи с Falcon 9, первой многоразовой ракетой, способной доставлять объект на орбиту.
С тех пор многократное использование снизило среднюю общепромышленную стоимость запуска с 200 млн до 60 млн долларов, что сделало запуск объекта в космос дешевле, чем когда-либо. Чтобы представить это в перспективе, космический шаттл НАСА стоил около 450 миллионов долларов за запуск.
Доступный запуск делает возможным развитие прибыльного бизнеса в таких областях, как космический туризм, медицинские исследования в условиях невесомости и доставка грузов на космическую станцию.
Спутниковая индустрия приносит 73% всех доходов, получаемых глобальной космической экономикой, и она уже вносит большие изменения в жизнь на Земле.
Спутники, которые вы можете держать в одной руке
Примерно в начале 2000-х годов на спутниках стали наблюдаться быстрые изменения, которые резко уменьшили их размеры:
Первый спутник наблюдения Земли Landsat 1, запущенный НАСА в 1972 году, весил 1800 кг и был примерно размером с мусоровоз.
Сегодняшние так называемые smallsat ("маленькие спутники") весят всего 12 кг и размером примерно с обувную коробку.
Легкодоступная миниатюрная электроника, подобная той, что есть в смартфоне, сделала это возможным, в то время как стандартизированные устройства, называемые CubeSats, позволяют массово производить готовые компоненты.
Доступные решения для запуска, специально адаптированные к требованиям легких малых космических аппаратов с низким расходом топлива, позволили небольшим компаниям участвовать в гонке NewSpace.
Ряд компаний сделали шаги в области smallsat:
- Услуга SpaceX rocket "rideshare" позволяет компаниям нанимать лифт для небольших спутников всего за 1 миллион долларов.
- Rocket Lab возглавляет новую тенденцию к малым ракетам, разработанным специально для запуска малых космических аппаратов. Их электронная ракета весит всего 300 кг при стартовой стоимости в 7 миллионов долларов.
- Open Cosmos предлагает услугу "Выход в космос", которая позволяет компаниям передавать на аутсорсинг проектирование, производство, запуск и эксплуатацию спутника всего за 800 тысяч долларов с оборотом менее года.
Вице-президент по операциям Open Cosmos Алейкс Мегиас Хомар говорит, что он заметил повышенный интерес со стороны стартапов, исследователей и небольших стран.
“Космос стал скорее инструментом, чем целью”, - объясняет он. “Наши клиенты хотят получать уникальные данные и создавать решения для некоторых из крупнейших мировых проблем”.
Превращение картинок в цифры
По мере сокращения спутникового оборудования программное обеспечение также стало более совершенным.
Машинное обучение позволило быстро идентифицировать и подсчитывать объекты, а также обнаруживать изменения с течением времени.
Такие компании, как RS Metrics, в настоящее время используют спутниковые данные для продажи услуг на коммерческом рынке. Они собирают, например, данные о количестве автомобилей, припаркованных на более чем 65 тысячах торговых парковок (Walmart, Home Depot, McDonald's).
Эти данные могут быть использованы для мониторинга экономического роста, определения стоимости недвижимости или оказания помощи розничным торговцам в управлении цепочками поставок.
Другие продукты RE Metrics включают в себя:
- MetalSignals, которая отслеживает деятельность на предприятиях по обработке и хранению металла для прогнозирования цен на металл и связанных с ними тенденций
- EV-трекер, который предоставляет инвестиционные данные на основе активности на заводах по производству электромобилей.
Генеральный директор компании Маниш Сагар говорит, что он предвидит будущее, в котором спутниковые снимки станут неотъемлемой частью каждой отрасли. “В 2021 году, - говорит он, - наступит момент, когда малый и средний бизнес сможет позволить себе начать использовать эти данные для принятия повседневных решений”.
Пользовательские спутниковые изображения можно получить менее чем за 2 доллара за км2 при среднем разрешении и 15 долларов за км2 при очень высоком разрешении.
Захватывая каждую часть Земли несколько раз в день
Бизнес-аналитика - не единственное применение этих доступных данных.
В 2020 году RS Metrics работала с исследователями из Гарвардского университета, чтобы определить дату первого всплеска коронавируса, проанализировав номера автомобилей на больничных стоянках в Ухане — метод, который может быть использован для выявления будущих вспышек заболеваний.
И с первых дней появления спутников наблюдения Земли они использовались для мониторинга другой насущной глобальной проблемы: окружающей среды.
Спутниковая компания Planet является первопроходцем в области наблюдения Земли.
У команды есть 150 активных спутников, которые ежедневно снимают 1,2 млн изображений с высоким разрешением. И уровень детализации взлетел до небес: в 1979 году спутник НАСА Landsat 1 мог запечатлеть однопиксельное изображение футбольного поля; сегодня Planet может сделать то же самое с футбольным мячом.
Портфель услуг компании включает в себя:
- Отображение супер-излучателей C02
- Оценка стихийных бедствий, таких как наводнения и утечки нефти
- Выявление потенциальной опасности лесных пожаров в лесах Калифорнии
- Отслеживание обесцвечивания коралловых рифов
Этот вид изображений особенно полезен, когда он информирует о действии.
Вырубка лесов сократилась на 52%, когда исследователи снабдили общины коренных народов в Амазонии данными со спутника правительства Перу. Это сработало так:
- Члены каждой участвующей деревни прошли обучение и получили смартфоны.
- Когда с помощью спутника был идентифицирован новый участок вырубки лесов, в деревни были доставлены USB-накопители с координатами GPS и фотографиями.
- Пользовательское приложение привело участников на сайт, где они могли решить, следует ли самим прогнать преступников или обратиться в полицию.
По словам Робина Сэмпсона, основателя компании Trade in Space, спасение планеты также становится все более коммерческим занятием.
“Мы перешли от того места, где экологическая устойчивость была для нас своего рода желательной мягкой целью, к тому, где это является жестким юридическим требованием”, - говорит он. “Вы не сможете продавать свои товары в Европе, если не сможете доказать, сколько углерода содержится в них”.
Trade in Space - это стартап из Эдинбурга, который использует спутниковые снимки для решения проблем в секторе производства кофе:
Компания создает изображения ферм и использует алгоритмы машинного обучения для немедленного определения площади фермы и количества мешков кофе на каждом поле. Эти данные могут помочь торговцам кофе оценивать фермы, заключать сделки и управлять поставками.
У Trade in Space есть еще один инструмент на поясе: технология блокчейн используется для добавления этих пакетов кофе в цифровую книгу, позволяя игрокам в любой точке цепочки поставок отслеживать кофе обратно на поле.
Эта технология может иметь серьезные последствия для окружающей среды.
В будущем это может позволить потребителям в торговой точке получить доступ к углеродному следу чашки кофе или объему воды, используемой для производства пары джинсов.
Достаточно спутников, чтобы осветить ночное небо
Наблюдение за Землей может создавать множество захватывающих возможностей, но это не является причиной бума спутниковой связи: в небе доминируют услуги связи, на долю которых приходится ~61% активных коммерческих спутников.
Одна услуга, в частности, нацелена на ракеты: по оценкам, 50% роста космической экономики будет приходиться на услуги спутникового интернета.
Спутники связи имеют множество применений, от управления воздушным движением до банковских операций, но спутниковый интернет всегда был слишком медленным и запаздывающим, чтобы его можно было использовать где угодно, кроме самых отдаленных мест.
То есть до тех пор, пока SpaceX не решила решить эту проблему.
Из 1029 малых спутников, запущенных в 2020 году, 773 (75%) являются частью Starlink, глобальной высокоскоростной широкополосной службы SpaceX. Это новый подход к спутниковому Интернету, который опирается на сеть взаимосвязанных спутников, вращающихся на более низких высотах, что означает, что данные могут перемещаться на меньшее расстояние.
Флот в конечном итоге будет состоять из 40 тысяч спутников — число настолько велико, что вызвало судебный спор из-за опасений, что оно запятнает ночное небо и затруднит работу астрономов.
Starlink уже доступен в качестве бета-сервиса. Пользователи сообщают о конкурентных скоростях и задержках менее 30 миллисекунд — достаточно хорошо для онлайн-игр и запоев Netflix (хотя в настоящее время сервис не работает).
Спрос на высокоскоростной интернет неизбежно будет расти:
- Пандемия коронавируса ускорила оцифровку магазинов, рабочих мест и социальной жизни.
- Интернет вещей, термин, используемый для описания всех объектов с подключением к Интернету, будет расширяться по мере того, как автономные транспортные средства, подключенные дома и персональные роботы станут более доступными.
Спутники могли бы обеспечить Интернетом более трети людей во всем мире, которые все еще не имеют доступа к Интернету, в том числе 14% жителей США.
Итак, мы попали в будущее. Что может пойти не так?
Не все позитивно относятся к спутниковому буму. Есть что-то жуткое в тысячах невидимых камер, смотрящих на нас сверху вниз.
Но Оуэн Хокинс, директор фирмы по геопространственной разведке Earth-i, утверждает, что, по крайней мере для отдельных лиц, нынешняя угроза конфиденциальности со спутников и близко не похожа на угрозу сотовых телефонов и социальных сетей.
Он отмечает, что правительства уже используют беспилотные летательные аппараты и самолеты для сбора гораздо более подробных аэрофотоснимков. (Например, местное правительство в Слау, Англия, использовало самолет-шпион для выявления 6 тыс. незаконно переоборудованных сараев и гаражей.)
В настоящее время даже лучшие коммерческие спутники не обладают разрешением, позволяющим идентифицировать человеческое лицо или номерной знак. Даже если бы эта технология была коммерчески доступна, федеральные ограничения на разрешение в США запрещают использование спутниковых снимков, на которых четко видны объекты размером менее 30 см.
Помимо конфиденциальности, космический мусор также создает проблемы с регулированием.
Обломки повышенной космической активности могут столкнуться на орбите Земли, повредив спутники и потенциально вызвав опасную цепную реакцию. В мае вышедший из-под контроля 20-тонный обломок китайской ракеты упал в океан на Мальдивах, что стало серьезным предупреждением.
Существуют руководящие принципы по предотвращению образования космического мусора, но, по данным Европейского космического агентства, только 15-25% спутников пытаются их соблюдать.
По мере усугубления проблемы стоимость спутниковой миссии может увеличиться на 10%, чтобы покрыть больше защитных конструкций, мониторинга и маневров уклонения. Есть надежда, что угроза увеличения расходов в сочетании с улучшением законодательства может привести к устойчивому решению.
Или, возможно, миллиардер со склонностью к космосу придумает отличное, недорогое решение.
