Capella Space的全视角：卫星情报革命的先驱
最近，我们考虑了天基侦察资产检测航母打击群的能力。 特别是作者提出 假设在不久的将来会产生位于低轨道的紧凑且廉价的侦察卫星“星座” 并能够取代现有的大型昂贵侦察卫星。 多亏了Space X及其Starlink全球高速卫星互联网项目，通信卫星已经发生了类似的事情。
根据作者的假设，用于Starlink卫星的大规模建造和部署的技术可以随后用于侦察卫星的建造。 一些反对者对此表示反对，认为侦察卫星将更大，更复杂，更昂贵。 对于主动雷达侦察卫星而言，尤其如此，因为它们可以在一天中的任何时间，任何天气下运行，因此受到极大的关注。
好吧，未来比作者想象的要早。 但是，不幸的是，这个未来并不适合所有人。
卡佩拉空间
美国公司Capella Space成立于2016年，总部位于加利福尼亚州旧金山，旨在为全球用户提供获取行星表面高分辨率商业雷达图像的能力。
Capella Space计划部署36颗配备合成孔径雷达（雷达）的卫星。 假设一颗卫星的质量约为40公斤。 该系统应允许获取分辨率为50厘米的地球表面的雷达（RL）图像。
而且，推测该系统能够获得分辨率为25厘米或更高的图像，但是平民消费者的这种机会仍然受到美国法律的限制。
2018年9月，Capella Space将其第一颗测试卫星Denali送入了轨道。 发射是使用来自范登堡空军基地（加利福尼亚）的SpaceX Falcon XNUMX运载火箭（LV）进行的。
Denali卫星旨在测试设计和技术。 未出售其中的RL图像。 但是它们被用于内部测试并吸引投资者和潜在客户。 发射后，德纳利卫星部署了覆盖约8米区域的柔性天线网。
Denali卫星的图像，这是2018年发射的第一颗Capella测试卫星。
Denali卫星与现有地球感应雷达卫星的大小比较。
2020年XNUMX月，发射了第一颗串行运行卫星红杉，该卫星已经能够向商业客户提供地球表面的雷达图像。 由美国私人航天公司Rocket Lab的RN Electron进行了入轨。
红杉卫星重107公斤。 它包含连接一百多个电子模块的400米电缆和电线。 该软件包括超过250行C代码，超过000行Python代码和超过10行FPGA代码。
红杉卫星图像
红杉卫星的轨道高度为525公里，轨道倾角为45度，可为客户提供中东，韩国，日本，欧洲，东南亚，非洲和美国等地区的雷达图像。
计划到2020年底，将另外两颗SpaceX的红杉RN Falcon 9卫星送入轨道。 总共计划发射至少七颗这种类型的卫星。
红杉卫星发射图
应当理解，当雷达图像暴露约60秒时，将为调查选择的区域提供最大分辨率，为此，红杉卫星配备了天线条的机械定向系统。 飞行中的间隙会更低。 合成孔径模式可实现准确的3D地形和表面清晰度。
红杉卫星的操作模式使您可以获得行星有限区域的高度详细的图像，或在跟踪条中组织一次调查。
假定最终的36颗卫星星座将以不超过一小时的间隔提供行星任何部分的图像。
埃克森美孚新加坡化工厂在裕廊岛上的雷达图像。
Capella Space的Sequoia卫星是由4人组成的团队在100年内创造的。
卡佩拉太空团队
热真空炉，用于测试Capella Space的卫星设备。
Capella Space已与美国政府机构签署了提供地图信息的协议。
特别是在2019年，与美国国家侦察局（NRO）达成了一项协议，将Capella Space卫星获得的商业雷达图像与国有NRO观测卫星进行整合。
2019年XNUMX月，美国空军（空军）与Capella Space签约，将公司的图像整合到空军虚拟现实软件中（可能是指航空的高度详细的XNUMXD地形图）。
13年2020月XNUMX日，与美国国防部签订了向美国海军提供机载合成孔径雷达数据的合同。 卡佩拉还将向国防部提供内部分析服务，以解释调查结果。
25年2020月XNUMX日，Capella Space宣布与美国国家地理空间局（NGA）签署了联合研发协议（CRADA）。 CRADA协议将使Capella Space与NGA研究人员接触，以更深入地了解这些问题。 作为回报，NGA可以访问Capella Space的图像和分析服务。 这是NGA与一家商业公司签署的第一份CRADA协议，该公司提供了合成孔径雷达卫星的图像。
当然，Capella Space卫星不能被视为领先的军工大国发射的复杂而昂贵的侦察卫星的直接类似物。 但是这里还有其他重要的事情。
一家拥有100名员工的公司已经开发和制造了能够接收高分辨率雷达图像的卫星。 该公司计划部署36个此类卫星的星座。 这些卫星的大小和质量使它们可以像Starlink通信卫星那样以簇的形式发射到轨道上。 这不仅使他们能够迅速建立在轨道上的分组，而且必要时还可以使用超小型运载火箭紧急发射它们。
如果只有一家私营创业公司能够做到这一点？ 如有必要，美国国防部可以发射多少颗此类或类似的卫星？
顺便说一句，Capella Space不是唯一朝这个方向发展的公司。
冰之眼
芬兰ICEYE公司成立于2014年，是阿尔托大学无线电技术学院的子公司。
自2019年以来，ICEYE一直提供获取使用三颗专有卫星获得的商业高分辨率雷达图像的服务。 ICEYE-X2卫星的第一颗是由SpaceX的Falcon 3运载火箭于2018年9月5日发射的，另外两颗卫星则于2019年XNUMX月XNUMX日发射了。
假定随着该项目的商业成功，每年将再发射几颗卫星。
ICEYE-X2卫星的图像
一颗卫星的质量为85公斤。 它配备有用于进行轨道校正的离子推进器。 雷达图像的分辨率为0,25x0,5、1x1或3x3米，对准精度为10米，通信通道速度为每秒140兆比特。 轨道高度为570公里，倾角为97,69度。
行星实验室
美国公司Planet Labs成立于2010年，开发和制造名为Dove的CubeSat型微卫星，该卫星将作为其他任务的辅助有效载荷送入轨道。
每只鸽子卫星都配备了先进的光学侦察系统，该系统经过编程可测量地球的不同部分。 每只鸽子观测卫星都会连续扫描地球表面，并在经过地面站后发送数据。
Dove的前两颗实验卫星于2013年发射。
鸽子卫星是从国际空间站（ISS）发射的。
收购德国公司BlackBridge AG之后，Planet Labs的卫星星座已经通过RapidEye卫星进行了扩展。 并且由SkySat星座从Google收购TerraBella之后。
2015年87月，Planet Labs将5颗鸽子和2017颗RapidEye卫星送入了轨道。 88年，Planet发射了2018颗Dove卫星。 到300年150月，该公司又发射了约2020颗卫星，其中35颗处于活动状态。 XNUMX年，Planet Labs额外发射了XNUMX枚高分辨率SkySats和XNUMX枚Dove卫星。
鸽子卫星重4公斤。 它们的尺寸为10x10x30厘米，轨道高度为400公里。
卫星提供的图像分辨率为3-5米。
鸽子卫星
RapidEye卫星尺寸小于150立方米，重630公斤，位于5公里的高度，使用多光谱传感器以蓝色（440-510 nm），绿色（520-590 nm），红色（630）提供分辨率为690米的图像。 –690 nm），远红（730–760 nm）和近红外（880–XNUMX nm）波长范围。
RapidEye卫星图像
SkySat卫星提供亚米分辨率的视频图像。 他们的设计基于使用便宜的，可商购的电子组件。
SkySat长约80厘米，重约100公斤。
SkySat卫星
SkySat卫星在450公里的高度运行，并装有多光谱和全色传感器。 在400-900 nm的全色范围内，空间分辨率为0,9米。
多光谱传感器以450米的分辨率收集蓝色（515-515 nm），绿色（595-605 nm），红色（695-740 nm）和近红外（900-2 nm）范围内的数据。
我们有类似的东西吗？
俄罗斯私人航天
俄罗斯私人航天的成功要小得多。
首先，您可以回想起成立于2011年的SPUTNIX公司，该公司于2014年向低地球轨道发射了第一台重26公斤的俄罗斯私人微卫星技术演示器Tablettsat-Aurora。
该车辆配备了全色相机作为主要有效载荷，该全色相机用于拍摄430-950 nm光谱带中的地球表面，分辨率为15米，幅宽为47公里。
微卫星Tablettsat-Aurora
此外，还发射了由学生和学童开发的一些科学和教育纳米卫星。
在正在开发的设备中，可以注意到用于遥感RBIKRAFT-ZORKIY地球的超小型卫星。
它的重量将是10,5公斤。 发射定于2021年。
该设备将搭载由NPO Lepton生产的分辨率为每像素6,6米的望远镜相机。 相机配备有热稳定和聚焦系统，以及内置的存储设备，可以按需进行拍摄，而不必绑定到接收站。
RBIKRAFT-ZORKY卫星的估计轨道高度将为550公里，倾斜度为98度。
Cubsat RBIKRAFT-ZORKY
另一家公司是OOO NPP Dauria航空航天公司，成立于2011年，成为俄罗斯第一批制造和发射商业卫星的公司之一。
8年2014月XNUMX日，Dauria Aerospay发射了DX系列的第一颗卫星，该卫星配备了有效载荷，用于接收和传输来自自动识别系统的信号，该系统旨在在世界海洋和内河航线上进行导航和识别。
顺便说一句，当与用于无线电工程，光学和有源雷达侦察的卫星一起工作时，这样的卫星在解决选择民用和军用船舶的问题方面可能是有用的。
卫星DX1
1年底，另外两颗卫星，PERSEUS-M2和PERSEUS-M2015，卖给了美国天鹰座空间。
2015年同年，NPP Dauria Aerospay LLC的创始人Mikhail Kokorich出售了他在该公司的股份，并移民到美国。
正如我们所看到的，我们在来自世界领先国家的商业卫星领域的滞后时间约为10-15年。
正式地，有些公司制造卫星部件-离子引擎，传感器，电子部件。 但是，建立生产最终产品的生产设施-高科技卫星-不会一起发展。
运载火箭也有类似情况。 总的来说，我们还没有与SpaсeX或Capella Space相媲美的产品。
发现
无论是将有效载荷送入轨道，还是为了各种目的制造人造地球卫星，空间的商业化都正在以最高的速度发展。 可以看出，太空商业化的趋势是在XNUMX年代初概述的，并且在最近十年中变得爆炸性。 综上所述，这使得设备，技术和服务的出现成为可能，这些设备，技术和服务最近不仅对于商业用户而且对于政府客户都是不可访问的。
有鉴于此，美军部署数百枚甚至数千枚侦察和通信卫星以及未来反导防御系统（ABM）卫星的前景不再引起任何疑问。
实际上对我们意味着什么？
可以说，从某一时刻起，随着部署越来越多的各种类别和目的的侦察卫星，以及其技术特性的提高，避免从太空探测到多种武器几乎成为不可能。
能够近乎实时地接收全球，全天候和全天候情报数据的能力将允许高精度打击 武器 和无人飞行器（UAV）到达敌人领土的整个深度，不仅用于固定目标，还用于移动目标，并重新瞄准飞行中的武器。
受到威胁的将是构成俄罗斯核威慑力量（SNF）要素之一的移动地面导弹系统（PGRK），而传统布局的水面舰艇将失去丝毫迷失在海洋深处的机会，这意味着远程敌机将始终具有主动权，并能够提供必要的动力集中力量进行反舰导弹打击，足以克服航空母舰和海军打击团体（AUG和KUG）的防空能力。
如果美国正式批准以50厘米的分辨率出售来自太空的图像，那么军方可以使用哪种分辨率-25或10厘米或更小？
在这种图像质量下，没有角反射器会有所帮助。 例如，当攻击舰船时，可以以3-5米的分辨率进行初始检测，然后以50厘米或更小的分辨率进行识别。 然后，在反舰导弹系统发射后，可以跟踪船只，并通过卫星通信信道（在飞行中重新定向）将其坐标实时直接传输到反舰导弹系统。
有人会说为什么不使用电子战？
他们可以解决部分问题，但不是全部。 电子战装备本身就是敌人的“灯塔”，不可能连续使用它们。 此外，还有光学侦察设备。
从地面摧毁小型卫星网络实际上是不现实的，而且在经济上没有效率-可以给小型卫星群补充经济损失，而不是用导弹防御导弹击落小型卫星。 这就需要专门的太空拦截器，该拦截器必须能够进行密集机动并长时间在轨道上飞行，以确保连续摧毁许多目标。
并且不要依赖关于“一桶坚果在轨道上”的常见误解。 地球的整个经济将无法将“坚果”运送到足以摧毁卫星的数量。
“根据欧洲航天局的说法，从我们的行星上绕行着29000多种大碎片，从4英寸的金属碎片到整个不存在的卫星和乏燃料箱。 添加大约670片大小在000到1厘米之间的金属，大约10亿个涂料颗粒以及数以十亿计的冷冻冷却剂小滴和不到一厘米的灰尘颗粒。”
改进制造小型卫星的技术和导弹防御技术的可能性很高，将导致恢复在新技术层面上的实施 钻石卵石型轨道导弹防御拦截器的项目，其中考虑到了加强智力和 休克 美军的能力可以在很大程度上抵消俄罗斯战略核力量的潜力。
在XNUMX世纪末，人们普遍认为XNUMX世纪将是虚拟现实，纳米技术和生物技术的世纪。 另一方面，与诸如卫星电视之类的事物相关联，空间已成为“日常应用”。
具有雄心勃勃的目标和项目的私营公司的出现改变了一切。 太空再次处于技术进步的最前沿。
空间不仅是科学研究和人类向新界扩张的项目，而且是确保国家安全的基石。 即使到现在，在没有获得优势，甚至没有获得外层空间均等的情况下，任何地面，空中和海上力量都注定要失败。 将来，这种情况只会变得更糟。
这是在我国最优先的任务中，为各种目的制造有前途的运载火箭和航天器的项目。
- 安德烈米特罗法诺夫
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