Навіщо нам супутники?

EOS Data Analytics і Dragonfly Aerospace планують вивести малий супутник для зйомки поверхні Землі на орбіту на початку 2022 року. Зараз ця новина вже нікого не дивує – такий результат став можливим лише завдяки більш ніж 60-річній еволюції супутникових технологій та потоку урядових і приватних інвестицій.

Малі супутники стануть в найближчі десятиліття вирішальними у боротьбі з наслідками глобального потепління, серед яких підвищення рівня моря, танення льодовиків, екстремальні шторми і масштабні лісові пожежі. Noosphere Ventures робить свій внесок у мінімізацію наслідків змін клімату шляхом розробки рішень супутникового моніторингу та аналітики.

Використання багатоспектральних сенсорів EOSDA дозволить приймати рішення, ґрунтуючись на моніторингу земної поверхні, включаючи ймовірні зони лиха.

2020 рік продемонстрував зростаючий інтерес до супутникового бізнесу

Сьогодні комерційні супутники знаходять безліч застосувань – сільське і лісове господарство, аналітика глобального потепління, нафтогазова індустрія, ліквідація наслідків стихійних лих, забезпечення зв’язку, тощо.

За оцінками Statista, за останні десять років число активних супутників зросло втричі: у 2010 році діяло 997, а в 2020 вже 3368. В найближчому майбутньому це число значно збільшиться завдяки цілим “сузір’ям” малих супутників на низькій навколоземній орбіті. Збільшується і обсяг інвестицій у космічну галузь. За оцінками Space Capital, тільки в першій половині 2020 року в космічні компанії інвестували понад $12 мільярдів, тоді як в 2004-2020 роках в індустрію всього вклали трохи більше $135 мільярдів.

Важко вказати точну кількість космічних запусків за останнє десятиліття, оскільки деякі місії не розголошуються. Але, вочевидь, ця цифра зростає. За оцінками відкритих джерел, у 2020 році пройшло 109 пусків, що на 50% більше, ніж у 2010 році. Сучасні ракети здатні виводити на орбіту одразу десятки супутників, у той час як запуски до 2010 року зазвичай завантажувалися не більш як одним-двома.

Як супутники допомагають стежити за поверхнею Землі

Супутники використовують мультичастотні інструменти для моніторингу поверхні Землі. Наприклад, інфрачервоне випромінювання використовують для вимірювання тепла, мікрохвилі – для спостережень крізь хмари, а видиме світло – для отримання зображень. Невеликі радарні супутники з синтетичною апертурою, такі як EOS SAR, аналізують поверхню землі навіть крізь невеликі “перешкоди” на кшталт хмар або листя.

У сільському і лісовому господарстві супутники можуть оцінити стан вегетації рослин або надати аналітику щодо врожаю. Наприклад, в EOS Data Analytics доповнюють звичайні супутникові знімки аграрної індустрії та лісоводства, проводячи аналіз з використанням штучного інтелекту.

Супутники допомагають помітити глобальні зміни, зокрема – кліматичні, за допомогою вимірювання рівня моря або танення льодовиків. Вони дозволяють контролювати нафтовидобуток у віддалених районах, знижуючи витрати аналітичних компаній на розвідку. Допомога при стихійних лихах також є важливим чинником. Тільки минулого року супутники дозволили скласти мапу наслідків пандемії COVID-19 з космосу, а також показали зміни в структурі діоксиду азоту, пов’язані з уповільненням промисловості і зменшенням забруднення. А супутникові знімки австралійських лісових пожеж початку 2020 року допомогли у ліквідації їх наслідків у постраждалих регіонах.

Значення малих супутників

Першим супутником, який вийшов на орбіту Землі, вважається радянський “Супутник”. У 1957 році цей невеликий апарат мимоволі спровокував глобальні космічні перегони за висадку на Місяць. Але “Супутник” був корисний і для суто наукових спостережень. В тому числі для вимірювання щільності земної атмосфери. Надалі супутники викликали наукову революцію, завдяки якій ми краще розуміємо нашу планету і можемо захистити її від глобального потепління.

З 1960-х і до початку 2000-х років супутники були розміром з автомобіль, і їх дорога доставка на орбіту була по кишені лише великим космічним агенціям. Це були геосинхронні супутники Lockheed Martin, супутники серії Landsat для моніторингу Землі, телескопи для астрономічних спостережень типу Hubble та інші масивні модулі.

Супутники були надійними і довговічними, але їх розміри унеможливлювали швидкий запуск і багатократно збільшували вартість проекту. Однак, згідно з дослідженням Мартіна Світінга про малі супутники, з 1980-х років у космос почали поступово виводити невеликі модулі.

За словами Світінга, такі організації, як Агентство Перспективних Оборонних Дослідних Проектів США (DARPA), програма NASA Small Explorer і дослідна лабораторія MightySat, у 1980-х і 1990-х роках дозволяли проводити випробування малих супутників на орбіті за підтримки уряду. Ці ініціативи (серед інших) продемонстрували бізнесу можливості виводу на орбіту власних супутників для їх застосування в різноманітних областях – від забезпечення зв’язку до моніторингу поверхні Землі.

У 2003 році відбувся перший запуск CubeSat, що заклав початок революції супутників розміром з хліборізку, які використовували досягнення в області оптики і обчислювальну потужність сучасних процесорів. Деякі приватні ракетні компанії на зразок Firefly Aerospace спеціалізуються на доставці таких супутників на орбіту. Ракета Firefly Alpha скоро почне запускати CubeSat-и у великих кількостях і за вигідною для замовника ціною.

Хоча CubeSat-и з їх низькими навколоземними орбітами зазвичай падають в атмосферу через декілька місяців, вони досить дешеві та дозволяють робити високоякісні знімки. Під потреби супутників на зразок CubeSat з’являються нові технологічні рішення, наприклад, компактні космічні електричні двигуни, які здатні коригувати орбіту CubeSat.

З 2005 по 2017 рік глобальна космічна економіка зростала в середньому на 6,7 відсотка щороку. Прискорення росту супроводжувалося розвитком нових технологій, які у підсумку знижували вартість супутників.

Не дивлячись на те, що 20% усіх супутників виконують військові функції, 80% орієнтовані на суспільні або комерційні завдання і часто безоплатно діляться зібраними даними. З цими супутниками мешканці Землі можуть бути спокійні навіть перед обличчям несподіванок.

Нове бачення 2010-х і 2020-х років полягає у тому, щоб виводити CubeSat-и на орбіту великими “сузір’ями”, дозволяючи навіть невеликим компаніям і країнам, що розвиваються, користуватися перевагами супутникових технологій. Компактність CubeSat-ів дозволяє виводити на орбіту десятки пристроїв за один запуск. Така стратегія не позбавлена недоліків, адже занадто велика кількість супутників завадить обсерваторіям і астрономам-любителям спостерігати зоряне небо. До того ж, існує ризик засмічення навколоземного простору, якщо супутники не будуть вчасно виводити з орбіти, про що йдеться в нещодавній доповіді Європейського космічного агентства.

Сьогодні супутники мають ключове значення не тільки для спостереження Землі, але і для світової спільноти. Такі галузі, як транспорт, сільське господарство, засоби масової інформації та комунікації, використовують супутники для підключення до інтернету, моніторингу наземної інфраструктури і навіть “інтернету речей”.

Поряд з інвестиціями, ключ до розвитку майбутнього космічного ринку полягає у зниженні ризиків. Прикладами інноваційного підходу до космічного фінансування можуть бути доступ до супутникового страхування для стартапів, нові фінансові рішення для скорочення передстартових асигнувань або фінансування smallsat-компаній в групах для поліпшення їх переговорних позицій та зниження ризиків у взаємодії з пусковими операторами.

Ці заходи нададуть неоціненну допомогу молодим компаніям у тривалій боротьбі з глобальним потеплінням. Утворення потужної NewSpace індустрії дуже важливе для своєчасного відстеження змін клімату. Компанії Noosphere ventures підтримують цей процес, розробляючи технології, що допоможуть стимулювати інновації. Компанія вже об’єднала понад 20 наукових і промислових вертикалей, а її зусилля спрямовані на те, аби надихати інших підприємців і новаторів для вирішення найскладніших проблем людства.

Становище складне, але перспективи розвитку є: у якому стані перебуває українська космічна галузь

Запуск українського супутника «Січ-2-30» у космос, як і планували, відбувся 13 січня о 17:25 на київським часом з бази Космічних сил США на мисі Канаверал. Місія є частиною космічної програми на 2021-2025 рр. Як за роки незалежності розвивалася космічна галузь в Україні та чи є перспективи на майбутнє, читайте у матеріалі «Слово і діло».

Перші космічні програми України

Серед питань, які обговорювалися в космічній галузі після здобуття незалежності, були пошук шляхів збереження та розвитку ракетно-космічного комплексу, створення власної структури управління підприємствами, перегляд їхньої спеціалізації та налагодження ефективних коопераційних зв’язків.

Для формування космічної політики держави на початку 1992 року створили Національне космічне агентство України – із статусом центрального органу виконавчої влади.

Протягом першого року діяльності було виготовлено та запущено 9 ракет-носіїв та 4 космічних апарати української розробки.

З 1993 року почали затверджувати Державні космічні програми – загалом їх було шість, враховуючи програму на 2021-2025 роки.

Перша п’ятирічна програма передбачала запуск супутника «Січ-1» – вперше під юрисдикцією України (запуск відбувся 31 серпня 1995 року), створення власного телекомунікаційного супутника «Либідь» та підготовку кандидата в космонавти України для здійснення космічного польоту.

Загалом, протягом 1993-1997 рр. було виготовлено та запущено 32 ракети-носія та 13 космічних апаратів української розробки.

Як зазначили у Держкосмосі, динаміка виконання першої програми продемонструвала потужний науковий і промисловий потенціал.

Під час другої космічної програми (1998-2002 рр.) активно проводили пошук шляхів щодо участі підприємств ракетно-космічної галузі в міжнародних космічних проєктах.

Так, у 1998 році українські підприємства підключилися до робіт зі створення Міжнародної космічної станції.

Також запрацював міжнародний космічний проєкт «Морський старт» (перший пуск РН «Зеніт-3SL» відбувся 28 березня 1999 року), було створено Спільне підприємство «Космотрас» для експлуатації конверсійної ракети РС-20 (перший пуск РН «Дніпро» відбувся 21 квітня 1999 року).

Загалом, протягом другої п’ятирічки було виготовлено та запущено 23 ракети-носія та 4 космічних апарати української розробки.

Третя Державна космічна програма (2003-2007 роки) припала на час активного освоєння космічного простору та наукових експериментів. Усі ті зміни позначилися і на розвитку українських космічних проєктів.

У 2003 році, наприклад, розпочався українсько-бразильський космічний проєкт будівництва стартового майданчика для нової української РН «Циклон-4» на космодромі Алкантара, поблизу екватора, який мав забезпечити Україні незалежний вихід в космос.

Також за той час розробили космічні апарати нового класу: «Мікрон» – на замовлення України та EgyptSat-1 – на замовлення Єгипту.

Загалом, в рамках третьої програми було виготовлено та запущено 5 космічних апаратів власної розробки. Експорт космічної продукції перевищував імпорт майже в 2,3 раза.

Четверта космічна програма (2008-2012 роки) передбачала подальше розширення співробітництва з європейськими компаніями і організаціями. Так, у 2008 році розпочав роботу новий міжнародний проєкт «Наземний старт» – із пуску РН «Зеніт-3SLБ».

У рамках реалізації програми, у 2011 року на орбіту вивели національний супутник дистанційного зондування Землі «Січ-2». Однак він вже давно припинив роботу, оскільки минув термін придатності критичних вузлів обладнання.

У 2012 році з космодрому Куру у Французькій Гвіані відбувся перший пуск нової європейської РН «Вега» з маршовим двигуном верхнього ступеня української розробки та виготовлення.

Загалом, під час четвертої програми запустили 27 ракет-носіїв, створених за участю України, та 1 космічний апарат власної розробки.

П’ята космічна програма (2013-2017 роки) передбачала продовження активної діяльності щодо просування вітчизняної ракетно-космічної техніки на світовий ринок в складі міжнародних космічних проєктів. Однак після анексії Криму Україна втратила частину наземної космічної інфраструктури.

У 2013 році відбувся перший демонстраційний пуск ракетного носія «Антарес» в рамках спільного проєкту з компанією «Orbital-ATK» (США).

Наступного року РН «Дніпро» виведено на орбіту 33 космічних апарата 17 країн світу, а також перший український наносупутник «Політан-1», виготовлений у Київському політехнічному інституті.

Загалом протягом тих років запустили 27 ракет-носіїв, створених за участю України.

Загалом, до української ракетно-космічної галузі входять близько 40 великих підприємств. Провідним центром серед них є конструкторське бюро «Південне» та виробниче об’єднання «Південний машинобудівний завод» у Дніпрі, на яких створюють та серійно виробляють ракети-носії, космічні апарати, системи керування, орієнтації і траєкторних вимірювань.

Старший науковий співробітник Інституту космічних досліджень НАН України та ДКА України Олексій Парновський у коментарі «Слово і діло» виділив кілька ключових подій у космічній галузі, які відбулися в Україні протягом років незалежності.

Насамперед, запуск першого супутника «Січ-1» у 1995 році, а також ракетні проєкти Sea Launch та Космотрас (1999 рік), які стали комерційно успішними проєктами.

Водночас, Парновський також виділив невдалий запуск «Січ-1М» у 2004 році та «невивчені уроки» «Січ-2» у 2011 році, коли «геть усе було зроблено неправильно».

«Серед вдалих кроків – ракетні проєкт Vega і Antares (2012, 2013 роки) – перший успішний досвід роботи із західними компаніями, а також PolyITAN-1 у 2014 році – перший студентський супутник», – зазначив фахівець.

Державна космічна програма на 2021-2025 роки

Наприкінці вересня 2021 року уряд підтримав проєкт Державної космічної програми України на 2021-2025 роки. Космічну програму передали на розгляд народним депутатам, але її поки що так і не затвердили.

Що передбачає програма:

• провадження космічної діяльності в інтересах безпеки та оборони;
• створення космічних систем спостереження Землі;
• впровадження космічних технологій на ринку послуг;
• створення ракетно-космічної техніки;
• наукові дослідження у сфері космічної діяльності;
• правове, інформаційне, науково-методичне забезпечення заходів програми.

Тодішній міністр з питань стратегічних галузей промисловості України Олег Уруський зазначав, що орієнтовний обсяг необхідних коштів на 2021-2025 роки становить 40,78 млрд гривень, зокрема, з державного бюджету – 15,76 млрд гривень.

«За попередніми підрахунками, непрямі доходи у сфері економіки та додаткові переваги у сфері національної безпеки, державного управління та екології за цей період складуть понад 16 млрд гривень», – зазначав міністр.

На якому етапі перебуває українська космічна галузь – думки фахівців

На думку Олексія Парновського, за роки незалежності не було проведено жодних реформ, і галузь за деякими винятками займалася продажем розробок радянських часів.

«Нові ж розробки йшли у стіл. Зараз йде хвиля масових звільнень і космічне майбутнє України під загрозою», – наголосив фахівець.

Також він додав, що держава приділяє увагу космічній галузі, але не так як треба.

«Є велика зарегульованість, спайка влади з великими підприємствами. Дуже потрібна комплексна реформа і фактичний, а не формальний допуск приватного капіталу», – зауважив Парновський.

Водночас фахівець додав, що бачить перспективи для розвитку галузі.

«Перспективи полягають у розвитку співпраці із західним світом, глибшою інтеграцією у світові ринки, залучення приватного капіталу. Але цей поїзд вже відходить — треба поспішати вскочити в останній вагон», – сказав він.

На думку експерта з питань космічної діяльності та ексрадника голови Державного космічного агентства Андрія Колесніка, зараз Україна перебуває у точці біфуркації.

«Старі підходи до організації космічної діяльності в Україні не приносять потрібний результат. Ми бачимо, як світ сьогодні комерціалізується у космічній галузі, тому ми маємо потребу реорганізувати українську космонавтику, щоб залишитися країною з космічним статусом», – сказав він в ефірі «Українського радіо».

Головний конструктор космічних апаратів, комплексів та систем КБ «Південне» Костянтин Білоусов наголосив, що Україна не має свого власного космодрому та ракети-носія.

«Зараз КБ «Південне» пропонує таку програму і технічні рішення. Якщо буде підтримка з боку держави, можливо, найближчим часом ми й отримаємо власну ракету і будемо з власними ракетами запускати. Треба починати цей рух, якщо Україна хоче бути незалежною космічною державою», – зазначив він.

На йому думку, запускати власні супутники власними ракетами для України – не примарна мрія, а цілком реальна перспектива.

«Україна від СРСР успадкувала потужну космічну галузь, яка свого часу запустила понад 400 супутників. Ми маємо відновити цю можливість і підтвердити, що Україна є космічною державою не тільки на папері, а й в реальності. Якщо ми будемо мати свій супутник, це буде сигнал для іноземних партнерів, що ми можемо здійснювати такі проєкти, й може призвести до наступних замовлень», – додав фахівець.

Голова Державного космічного агентства Володимир Тафтай вважає, що космічна діяльність в Україні наразі перебуває у складному становищі.

«За останні 5-7 років вітчизняні космічні підприємства втратили багато замовників. Серед масштабних замовників була й Російська Федерація. Україна багато втратила від розриву контрактів із нею, але водночас це дає можливість налагоджувати співпрацю з іншими іноземними партнерами», – розповів він в одному з інтерв’ю.

Водночас додав, що, на його думку, в Україн є великий потенціал, бо має провідних фахівців, технології, налагоджену систему космічної освіти уряду.

Також Тафтай наголосив, не менш важливим є і те, що президент зацікавлений у розвиткові космічної галузі.

Який супутник запустили нині

У четвер, 13 січня, у космос запустили український супутник «Січ-2-30». У рамках місії Transporter 3, він, як і планували, відбувся о 17:25 за київським часом з космодрому на мисі Канаверал у штаті Флорида. Над територією України супутник повинен пролетіти майже через три години після запуску – о 20:15.

Згідно з протоколом, ISILAUNCH відповідатиме за інтеграцію місії. SpaceX, зі свого боку, виступатиме провайдером пускових послуг.

LIVE: SpaceX Falcon 9 Launch and Landing | Transporter-3 Mission NASASpaceflight

Основне призначення супутника – отримання цифрових фотографій поверхні Землі у видимому та ближньому інфрачервоному діапазонах, а також моніторинг параметрів іоносфери планети. Супутник має накопичувач для даних об’ємом 10 Гб, швидкість передачі даних становить 30,72 Мбіт/с. Його загальна маса – 170 кілограмів.

Український супутник «Січ» запустять у космос: що про нього відомо (оновлено) Український супутник Січ-2-30 має вивести на орбіту компанія SpaceX. Запуск відбудеться 13 січня. Докладніше – на інфографіці. 10 січня 2022, 12:10

Голова держагентства Володимир Тафтай в одному з інтерв’ю пояснив, що запуск дасть, насамперед, незалежний доступ до супутникового зондування.

«Супутникові знімки з власного супутника – це дуже важливо з точки зору оборони і безпеки держави. У нього роздільна здатність 7,6 метра на піксель. Крім оборони і безпеки, супутник виконуватиме завдання в галузях сільського та лісового господарства, служби з надзвичайних ситуацій, займатиметься картографією. Картографія – одне з найважливіших питань, оскільки дозволяє виявляти незаконне землекористування, наприклад, розробку кар’єрів», – розповів він.

Розробляти супутник почали ще у 2013 році і мали запустити у 2017-му.

У листопаді 2020 року Державне космічне агентство знайшло сертифікованого дистриб’ютора компанії SpaceX і розпочало перемовини щодо запуску українського супутника.

На початку минулого року президент Володимир Зеленський дав завдання запустити апарат у 2021 році. Вже через два місяці було укладено контракт між компанією SpaceX та КБ «Південне» на загальну суму 1,99 млн доларів.

1 грудня 2021 року «Січ-2-30» успішно пройшов випробування, а 8 грудня 2021 року його відправили до США для запуску.

Спочатку старт теж планували у грудні. Вивести супутник на орбіту має ракета Falcon 9, але її пуск відклали спочатку на 10 січня, а потім на 13 січня.

Анастасія Дячкіна, спеціально для «Слово і діло».

Регулярную подборку актуальной проверенной информации от «Слово и дело» читайте в телеграм-канале Pics&Maps

Отримуйте оперативно найважливіші новини та аналітику від «Слово і діло» в вашому VIBER-месенджері.