Et fotografi, der viser SpaceXs første batch af Starlink-satellitter under lanceringen den 23. maj 2019. Når virksomheder som SpaceX lancerer små satellitter over større, vil det amerikanske militær følge efter?
(Billede: © SpaceX)
Hvor meget af den kommercielle rumindustri fokuseret på at sætte små satellitter i en lav jordbane (LEO), hvor hurtigt vil den amerikanske militær følge?
Virksomheder skifter væk fra traditionelle store satellitter mod små satellitter. cubesats i LEO er blevet mere og mere brugt i rummet siden 1990'erne. I de senere år har fremskridt inden for kamerateknologi og computerminiaturisering gjort det muligt for virksomheder at foretage optiske billeddannelser eller radarobservationer ved hjælp af mindre og mindre satellitter. Dette har ført til nutiden, hvor virksomheder, der spænder fra OneWeb til SpaceX og Planet, har anvendt store flåder af satellitter (flåder, der i sidste ende kan omfatte tusinder af individuelle satellitter) til applikationer, der spænder fra telekommunikation til jordobservation.
LEO præsenterer en række fordele. Ved at være i en lavere bane kan satellitter på trods af deres mindre sensorstørrelse have bedre opløsning og detektion såvel som kortere transmissionsforsinkelser mellem rum og jord. Mindre strøm er også nødvendigt for at transmittere signaler til og fra LEO i modsætning til højere kredsløb. Små satellitter i flåder er også lettere og billigere at lancere end enkelt store satellitter sendt til en højere bane. Derudover er det lettere at genopfylde og opdatere en konstellation af satellitter, når teknologien ændrer sig.
Til overvågningsformål tillader LEO også satellitter at strømme i kredsløb rundt om i verden i stedet for at blive fikseret på et sted. Det kan være en naturlig pasning for det amerikanske militær, fortalte Northern Sky Research-analytiker Brad Grady til Space.com. "Fordi USA er overalt, har det et globalt fodaftryk, global skala og interesser over hele verden," sagde han. "Dette globale krav skaber en LEO-baseret arkitektur."
Og det amerikanske militær er opmærksom, da både militæret og forsvarsdepartementets nye rumudviklingsagentur (SDA) vurderer at bruge konstellationer af LEO-satellitter til applikationer, der kan omfatte kommunikation, avanceret missilforsvar eller et alternativt navigationssystem til GPS, George Nacouzi , en senioringeniør hos RAND Corporation, fortalte Space.com i en e-mail. Defense Advanced Research Projects Agency's (DARPA) taktiske teknologikontor startede også et projekt i 2018 kaldet Blackjack, der forsøger at teste, hvor nyttige LEO-konstellationer kunne være for militæret.
"Hvis det gøres korrekt, ville LEO-satellitter ikke nødvendigvis udgøre en sikkerhedsrisiko. Det ville faktisk øge systemets modstandsdygtighed - igen, hvis det gøres ordentligt," sagde Nacouzi. "På individuelt grundlag kan disse satellitter være mere sårbare, da de er lettere at få adgang til. Imidlertid er deres store antal og lethed at udskifte og genopfylde dem en målbar fordel i forhold til GEO [geosynkrone satellitter]," sagde han.
Militære LEO-satellitflåder oprettes muligvis ikke med det samme, da en af militærets fremtidige konstellationsplaner stadig kræver en flåde af geosynkronbaserede satellitter. Next Generation Overhead Persistent Infrared (OPIR) -system er i øjeblikket i designfasen, og den første levering forventes i 2025, sagde Nacouzi. Derudover ser SDA og forsvarsdepartementets missilforsvarsagentur en hypersonisk og ballistisk sporingsrumsensor, der kunne omfatte en konstellation af små satellitter i en lav jordbane, tilføjede Nacouzi.
Fremkomsten af kommercielle konstellationer giver militæret en anden mulighed for at leje plads på disse satellitter (en billigere mulighed end at købe og bygge dem), så længe sikkerheden ikke kompromitteres.
"Rumstyrke er en af disse katalysatorer for nytænkning," sagde Brady og henviste til den nye gren af det amerikanske militær, der er fokuseret på rumdomænet. "Dette sætter det [militæret] i stand til at sige, 'jeg behøver ikke at eje det for at stole på dem. Der er andre måder, jeg kan verificere nøjagtigheden af disse oplysninger på.' "
Et eksempel på at leje plads på en satellit kunne finde sted i kommerciel satellitkommunikation, sagde RANDs Nacouzi. Han pegede på en "mere samordnet indsats" for at udnytte kommercielle pladsfaciliteter under nationale rumpolitiske retningslinjer.
Der er dog udfordringer for LEO.
For satellitter i LEO er sensoropløsningen ikke så høj som de geosynkroniske satellitter, og synsfeltet er mindre, hvilket kan være en ulempe, hvis du vil dække det store skår af territorium, som geosynkrone satellitter kan se fra en højere bane. Lavjord-satellitter fungerer også i konstellationer, der kræver overleveringsperioder, hvis du prøver at have stabil kommunikation. Heldigvis er denne teknologi modnet som en stor aktør i rumfartsindustrien, Iridium, allerede gør det, sagde Nacouzi.
Et af de værst tænkelige scenarier for et sæt LEO-satellitter kunne være noget som en højhøjde-nukleare detonation, der ville slå et stort sæt satellitter ud på en gang. Nacouzi sagde, at dette er et "dommedag" -scenarie, som naturligvis militæret ville diskutere, da det er militærets job at fortsætte med at operere under ugunstige forhold. I dette tilfælde tilføjede han, en måde at forhindre problemer i denne dystre, mulige situation ville være at sikre, at LEO-konstellationer ikke er den eneste måde at udføre en kritisk mission.
- OneWeb-satellitter indvier Florida-fabrikken
- SpaceXs Starlink-konstellation kunne kvælde med 30.000 flere satellitter
- Forskere foreslår ny satellitteknologi for at undvige rumskrot
