L'œil omniprésent de Capella Space : précurseur de la révolution de l'intelligence par satellite

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L'œil omniprésent de Capella Space : précurseur de la révolution de l'intelligence par satellite
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Anonim
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Plus récemment, nous avons examiné les capacités des moyens de reconnaissance basés dans l'espace à détecter les groupes d'attaque de porte-avions. En particulier, l'auteur a émis l'hypothèse de la création dans un futur proche de « constellations » de satellites de reconnaissance compacts et peu coûteux, placés sur des orbites basses et capables de remplacer les satellites de reconnaissance gros et coûteux existants. Quelque chose de similaire se produit déjà avec les satellites de communication grâce à Space X et à son projet mondial d'Internet par satellite à haut débit Starlink.

Selon l'hypothèse de l'auteur, les technologies utilisées pour la construction et le déploiement à grande échelle des satellites Starlink pourraient ensuite être utilisées pour la construction de satellites de reconnaissance. Certains opposants ont objecté que les satellites de reconnaissance seraient beaucoup plus gros, plus complexes et plus chers. Et c'est particulièrement vrai pour les satellites actifs de reconnaissance radar, qui présentent le plus grand intérêt, puisqu'ils peuvent opérer à tout moment de la journée et par tous les temps.

Eh bien, l'avenir vient plus tôt que l'auteur ne l'avait supposé. Mais, malheureusement, cet avenir ne vient pas pour tout le monde.

Espace Capella

Fondée en 2016, la société américaine Capella Space, basée à San Francisco, en Californie, a pour objectif de fournir aux utilisateurs du monde entier la possibilité d'obtenir des images radar commerciales haute résolution de la surface de la planète.

Capella Space prévoit de déployer 36 satellites équipés de radar à synthèse d'ouverture. On a supposé que la masse d'un satellite serait d'environ 40 kilogrammes. Le système devrait permettre d'obtenir des images radar (RL) de la surface terrestre avec une résolution de 50 centimètres.

De plus, le système est vraisemblablement capable de recevoir des images avec une résolution de 25 centimètres et plus, mais cette opportunité pour les consommateurs civils est toujours bloquée par la loi américaine.

En décembre 2018, Capella Space a lancé son premier satellite de test, Denali, en orbite. Le lancement a été effectué à l'aide d'un lanceur SpaceX Falcon 9 de la base aérienne de Vandenberg (Californie).

Le satellite Denali est conçu pour tester la conception et la technologie. Les images RL de celui-ci n'ont pas été vendues. Mais ils ont été utilisés pour des tests internes et pour attirer des investisseurs et des clients potentiels. Après son lancement, le satellite Denali a déployé une nappe d'antenne flexible couvrant une superficie d'environ 8 mètres.

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En août 2020, le premier satellite opérationnel en série, Sequoia, a été lancé, qui est déjà capable de fournir des images radar de la surface de la Terre aux clients commerciaux. La mise en orbite a été réalisée par le RN Electron de la société aérospatiale privée américaine Rocket Lab.

La masse du satellite Sequoia est de 107 kilogrammes. Il contient 400 mètres de câbles et de fils reliant plus d'une centaine de modules électroniques. Le logiciel comprend plus de 250 000 lignes de code C, plus de 10 000 lignes de code Python et plus de 500 000 lignes de code FPGA.

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Avec une altitude orbitale de 525 kilomètres et une inclinaison orbitale de 45 degrés, Sequoia peut fournir à ses clients des images radar dans des régions telles que le Moyen-Orient, la Corée, le Japon, l'Europe, l'Asie du Sud-Est, l'Afrique et les États-Unis.

D'ici la fin de 2020, il est prévu de lancer deux autres satellites Sequoia RN Falcon 9 en orbite par SpaceX. Au total, il est prévu de lancer au moins sept satellites de ce type.

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Il faut comprendre que la résolution maximale de la zone choisie pour le relevé est fournie lorsque l'image radar est exposée pendant environ 60 secondes, pour lesquelles les satellites Sequoia sont équipés d'un système d'orientation mécanique de la bande d'antenne. La clairance en vol sera plus faible. Le mode d'ouverture synthétique permet une topographie 3D et une définition de surface précises.

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On suppose que la constellation finale de 36 satellites fournira une image de n'importe quelle partie de la planète avec un intervalle d'au plus une heure.

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Le satellite Sequoia de Capella Space a été créé en 4 ans par une équipe de 100 personnes.

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Capella Space a déjà signé des contrats pour la fourniture d'informations cartographiques avec des agences gouvernementales américaines.

En particulier, en 2019, un accord a été signé avec le National Reconnaissance Office (NRO) des États-Unis pour intégrer les images radar commerciales obtenues par les satellites Capella Space avec les satellites de surveillance NRO appartenant à l'État.

En novembre 2019, l'US Air Force (Air Force) a signé un contrat avec Capella Space pour intégrer les images de l'entreprise dans le logiciel de réalité virtuelle de l'Air Force (éventuellement en référence à des cartes de terrain 3D très détaillées pour l'aviation).

Le 13 mai 2020, un contrat a été signé avec le département américain de la Défense pour fournir des données radar à synthèse d'ouverture aéroportées à l'US Navy. Capella fournira également au ministère de la Défense des services analytiques internes pour interpréter les résultats.

Et le 25 juin 2020, Capella Space a annoncé la signature d'un accord conjoint de recherche et de développement (CRADA) avec la National Geospatial Agency (NGA) des États-Unis. L'accord CRADA permettra à Capella Space d'accéder aux chercheurs de la NGA pour une meilleure compréhension des problèmes. En retour, la NGA a accès aux services d'imagerie et d'analyse de Capella Space. Il s'agit du premier accord CRADA entre NGA et une société commerciale fournissant des images à partir de satellites radar à synthèse d'ouverture.

Bien entendu, les satellites Capella Space ne peuvent pas être considérés comme des analogues directs des satellites de reconnaissance sophistiqués et coûteux lancés par les principales puissances militaro-industrielles. Mais quelque chose d'autre est important ici.

Une entreprise de 100 personnes a développé et fabriqué des satellites capables de recevoir des images radar à haute résolution. Cette société prévoit de déployer une constellation de 36 de ces satellites. La taille et la masse de ces satellites permettent de les mettre en orbite en grappes, comme c'est le cas des satellites de communication Starlink. Cela permet non seulement de constituer rapidement leur groupement en orbite, mais aussi de les lancer en urgence, si nécessaire, avec des lanceurs miniatures.

Si seule une startup privée en est capable ? Combien de satellites de ce type ou similaires le département américain de la Défense peut-il lancer si nécessaire ?

D'ailleurs, Capella Space n'est pas la seule entreprise à travailler dans cette direction.

GLACE

La société finlandaise ICEYE a été fondée en 2014 en tant que filiale de l'Université Aalto, Faculté de technologie radio.

Depuis 2019, ICEYE propose des services d'obtention d'images radar commerciales à haute résolution obtenues à l'aide de trois satellites propriétaires. Le premier satellite ICEYE-X2 a été lancé le 3 décembre 2018 par le lanceur Falcon 9 de SpaceX, et deux autres satellites ont été lancés le 5 juillet 2019.

On suppose qu'avec le succès commercial du projet, plusieurs autres satellites seront lancés chaque année.

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La masse d'un satellite est de 85 kilogrammes. Il est équipé de propulseurs ioniques pour corriger son orbite. La résolution des images radar est de 0, 25x0, 5, 1x1 ou 3x3 mètres, la précision d'alignement est de 10 mètres, la vitesse du canal de communication est de 140 mégabits par seconde. L'altitude orbitale est de 570 kilomètres, l'inclinaison de 97,69 degrés.

Planète Labs

La société américaine Planet Labs, fondée en 2010, développe et fabrique des microsatellites de type CubeSat appelés Dove, qui sont mis en orbite comme charge utile auxiliaire pour d'autres missions.

Chaque satellite Dove est équipé de systèmes de reconnaissance optique de pointe programmés pour étudier différentes parties de la Terre. Chaque satellite d'observation Dove balaye en permanence la surface de la Terre, envoyant des données après être passé au-dessus de la station au sol.

Les deux premiers satellites expérimentaux Dove ont été lancés en 2013.

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Suite à l'acquisition de la société allemande BlackBridge AG, la constellation de satellites Planet Labs s'est enrichie des satellites RapidEye. Et après l'acquisition de TerraBella de Google également par la constellation SkySat.

En juillet 2015, Planet Labs a placé 87 satellites Dove et 5 satellites RapidEye en orbite. En 2017, Planet a lancé 88 autres satellites Dove. En septembre 2018, la société avait lancé environ 300 satellites supplémentaires, dont 150 sont actifs. En 2020, Planet Labs a lancé six autres SkySats haute résolution et 35 satellites Dove.

Les satellites Dove pèsent 4 kilogrammes. Leurs dimensions sont de 10x10x30 centimètres, la hauteur de l'orbite est de 400 kilomètres.

Les satellites fournissent des images avec une résolution de 3 à 5 mètres.

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Les satellites RapidEye de moins d'un mètre cube et pesant 150 kilogrammes, situés à une altitude de 630 kilomètres, fournissent une image avec une résolution de 5 mètres à l'aide d'un capteur multispectral en bleu (440-510 nm), vert (520-590 nm), les gammes de longueurs d'onde proche du rouge (630-690 nm), rouge lointain (690-730 nm) et proche infrarouge (760-880 nm).

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Les satellites SkySat fournissent des images vidéo d'une résolution inférieure au mètre. Leur conception est basée sur l'utilisation de composants électroniques peu coûteux et disponibles dans le commerce.

Les satellites SkySat mesurent environ 80 centimètres de long et pèsent environ 100 kilogrammes.

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Les satellites SkySat sont en orbite à une altitude de 450 kilomètres et sont équipés de capteurs multispectraux et panchromatiques. La résolution spatiale dans la gamme panchromatique de 400 à 900 nm est de 0,9 mètre.

Le capteur multispectral collecte des données dans les gammes bleue (450-515 nm), verte (515-595 nm), rouge (605-695 nm) et proche infrarouge (740-900 nm) avec une résolution de 2 mètres.

Avons-nous quelque chose de similaire?

cosmonautique privée russe

Les succès de la cosmonautique privée russe sont beaucoup plus modestes.

Tout d'abord, on peut rappeler la société SPUTNIX fondée en 2011, qui a lancé en 2014 le premier démonstrateur privé russe de technologie microsatellite Tablettsat-Aurora en orbite terrestre basse d'une masse de 26 kilogrammes.

En tant que charge utile principale, le véhicule est équipé d'une caméra panchromatique pour filmer la surface de la Terre dans la bande spectrale 430-950 nm avec une résolution de 15 mètres et une largeur de fauchée de 47 kilomètres.

L'œil omniprésent de Capella Space: précurseur de la révolution de l'intelligence par satellite
L'œil omniprésent de Capella Space: précurseur de la révolution de l'intelligence par satellite

Aussi, plusieurs nanosatellites scientifiques et pédagogiques développés par des étudiants et des écoliers ont été lancés.

Parmi les dispositifs en cours de développement, on peut noter le satellite ultra-compact de télédétection de la Terre RBIKRAFT-ZORKIY.

Sa masse sera de 10, 5 kilogrammes. Le lancement est prévu pour 2021.

L'appareil embarquera une caméra télescope avec une résolution de 6, 6 mètres par pixel, produite par NPO Lepton. La caméra est équipée d'un système de stabilisation thermique et de mise au point, ainsi que d'un dispositif de mémoire intégré, qui permet de filmer à la demande, sans être lié à des stations de réception.

L'altitude orbitale estimée du satellite RBIKRAFT-ZORKY sera de 550 kilomètres avec une inclinaison de 98 degrés.

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Une autre société est NPP Dauria Aerospace, fondée en 2011 et l'une des premières sociétés russes à créer et lancer des satellites commerciaux.

Le 8 juillet 2014, Dauria Aerospay a lancé le premier satellite de la série DX équipé d'une charge utile pour recevoir et transmettre les signaux du système d'identification automatique, conçu pour la navigation et l'identification des navires dans l'océan mondial et sur les lignes fluviales.

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Deux autres satellites PERSEUS-M1 et PERSEUS-M2 ont été vendus à l'américain Aquila Space fin 2015.

Dans le même 2015, Mikhail Kokorich, le fondateur de NPP Dauria Aerospay LLC, a vendu sa part dans l'entreprise et a émigré aux États-Unis.

Comme nous pouvons le voir, notre retard dans le domaine des satellites commerciaux des principaux pays du monde est d'environ 10 à 15 ans.

Formellement, il existe des entreprises produisant des composants pour satellites - moteurs ioniques, capteurs, composants électroniques. Mais la création d'une installation de production qui produit le produit final - les satellites de haute technologie - ne se développe pas en quelque sorte ensemble.

Nous avons une situation similaire avec les lanceurs. En général, nous n'avons encore rien de comparable à Spaсe X ou Capella Space.

conclusions

La commercialisation de l'espace se développe au rythme le plus élevé, à la fois en termes de mise en orbite de charges utiles, et en termes de création de satellites terrestres artificiels à des fins diverses. On peut noter que la tendance à la commercialisation de l'espace s'est dessinée au début des années 2000 et est devenue explosive au cours de la dernière décennie. Ensemble, cela a permis l'émergence d'équipements, de technologies et de services qui étaient récemment inaccessibles non seulement aux clients commerciaux, mais aussi aux clients gouvernementaux.

Dans cette optique, la perspective du déploiement par les forces armées américaines de centaines voire de milliers de satellites de reconnaissance et de communication, et à l'avenir également de satellites du système de défense antimissile (ABM), ne fait plus aucun doute

Qu'est-ce que cela signifie pour nous concrètement ?

On peut affirmer qu'à partir d'un certain moment, alors qu'un nombre croissant de satellites de reconnaissance de différentes classes et objectifs sont déployés, ainsi que leurs caractéristiques techniques s'améliorent, il deviendra presque impossible d'éviter la détection de nombreux types d'armes depuis l'espace

La capacité d'obtenir des données de reconnaissance globales, 24 heures sur 24 et par tout temps, à une échelle de temps proche du réel, permettra d'effectuer des frappes avec des armes de précision et des véhicules aériens sans pilote (UAV) sur toute la profondeur du territoire de l'ennemi, non seulement sur des cibles fixes, mais aussi sur des cibles mobiles, en réorientant les armes en vol.

Les systèmes mobiles de missiles au sol (PGRK), qui constituent l'un des éléments des forces de dissuasion nucléaire russes (SNF), seront menacés et les navires de surface de la configuration traditionnelle perdront la moindre occasion de se perdre dans les profondeurs de l'océan, ce qui signifie que l'avion à long rayon d'action de l'ennemi aura toujours l'initiative et pourra fournir la concentration de forces nécessaire pour une frappe avec des missiles anti-navires (ASM), suffisante pour vaincre la défense aérienne (défense aérienne) de porte-avions et de groupes de frappe navale (AUG et KUG).

Si les États-Unis légalisaient officiellement la vente d'images de l'espace avec une résolution de 50 centimètres, alors quelle résolution est disponible pour l'armée - 25, 10 centimètres ou moins ?

Avec cette qualité d'image, aucun réflecteur d'angle n'aidera. Par exemple, lors de l'attaque de navires, leur détection initiale peut être effectuée avec une résolution de 3 à 5 mètres, puis l'identification sera effectuée avec une résolution de 50 centimètres ou moins. Et puis, après le lancement du système antinavire, les navires peuvent être suivis et leurs coordonnées transmises en temps réel directement au système antinavire via un canal de communication satellitaire (reciblage en vol).

Quelqu'un dira pourquoi ne pas utiliser la guerre électronique ?

Ils peuvent résoudre certains des problèmes, mais pas tous. Les équipements de guerre électronique sont eux-mêmes un "phare" pour l'ennemi, il est impossible de les utiliser en continu. De plus, il reste des équipements de reconnaissance optique.

Il est pratiquement irréaliste et économiquement inefficace de détruire un réseau de petits satellites depuis la surface - il est possible de reconstituer le groupe de petits satellites avec moins de pertes économiques que de les abattre avec des missiles de défense antimissile. Cela nécessite des intercepteurs spatiaux spécialisés capables de manœuvres intensives et d'être en orbite pendant une longue période, assurant la destruction cohérente de nombreuses cibles.

Et ne vous fiez pas à l'idée fausse répandue sur "un seau de noix en orbite". L'ensemble de l'économie de la planète ne sera pas en mesure de transporter des "noix" en orbite en quantité suffisante pour détruire les satellites.

« Selon l'Agence spatiale européenne, il y a plus de 29 000 gros débris en orbite autour de notre planète, des morceaux de métal de 4 pouces aux satellites et réservoirs de combustible usé inexistants. Ajoutez environ 670 000 morceaux de métal d'une taille comprise entre 1 et 10 centimètres, environ 170 millions de particules de peinture et d'innombrables milliards de gouttelettes de liquide de refroidissement congelées et de particules de poussière de moins d'un centimètre. »

L'amélioration des technologies de création de satellites de petite taille et des technologies de défense antimissile conduira très probablement à la reprise de la mise en œuvre à un nouveau niveau technique de projets d'intercepteurs orbitaux de défense antimissile de type « galet de diamant », qui, compte tenu du renforcement de la capacités de reconnaissance et de frappe de la SNF américaine.

À la fin du 20e siècle, on a beaucoup parlé du fait que le 21e siècle sera le siècle de la réalité virtuelle, des nano-technologies et des biotechnologies. L'espace, en revanche, est devenu "appliqué au quotidien", associé à quelque chose comme la télévision par satellite.

L'émergence d'entreprises privées avec des objectifs et des projets ambitieux a tout changé. Et l'espace se retrouve à nouveau à la pointe du progrès technologique.

L'espace n'est pas seulement des projets de recherche scientifique et d'expansion de l'humanité dans de nouveaux territoires, mais aussi une pierre angulaire pour assurer la sécurité de l'État. Déjà maintenant, sans gagner d'avantage, ou du moins de parité dans l'espace, toute force terrestre, aérienne et maritime est vouée à la défaite. À l'avenir, cette situation ne fera qu'empirer.

Cela fait des projets de création de lanceurs et d'engins spatiaux prometteurs à diverses fins parmi les tâches les plus prioritaires de notre pays.

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