صور القمر الصناعي عبرت EOI Space وادي الموت بالطائرة على ارتفاع منخفض

عندما حصلت على جائزة AFWERX لتطوير أقمار صناعية صغيرة للصور تحلق على ارتفاع منخفض في عام 2020 ، فإن Earth Observant ، المعروفة الآن باسم مساحة EOI، لديه عدد قليل من الأشخاص مقتنعين بأنه يمكن أن يدخل في سوق صور الأقمار الصناعية. الآن أقنعت الشركة الناشئة عملاق تكنولوجيا المعلومات الياباني ، بيانات NTT، يمكن أن توفر صورًا عالية الدقة تقريبًا في الوقت الفعلي من الأرض غير المرتفعة.

قبل أسبوعين ، أعلنت EOI Space عن اتفاقية توزيع مع NTT DATA ، تقدم صورًا غنية بالتفاصيل من كوكبة الشركة من مدار أرضي منخفض جدًا (VLEO)LEO
) أقمار صناعية للتصوير البصري للعملاء في السوق اليابانية. "العملاء" هو في الأساس تعبير ملطف للمستخدمين النهائيين للدفاع والأمن للحكومة اليابانية ، وهي ثاني أكبر مستهلك للصور التجارية لأغراض الدفاع والأمن القومي بعد حكومة الولايات المتحدة.

بلغت قيمة الصفقة في البداية 70 مليون دولار ، وهي ليست مجرد طلقة مالية في ذراع EOI Space ولكنها مهمة للتحقق من صحة منتجها واستراتيجيتها من قبل شركة متعددة الجنسيات محترمة تعمل نيابة عن أحد أهم الحلفاء في أمريكا. بالاقتران مع رأس المال الحاسم من المستثمرين المقتنعين بإمكانيات كوكبة VLEO التابعة لـ EOI Space ، نقل العقد الشركة التي تحلق على ارتفاع منخفض عبر ما يسمى Valley of Death إلى سفوح الجبال التي لديها فرصة جيدة للتسلق.

يستفيد نموذج الأعمال الخاص بـ EOI Space من فكرة تقنية تمت مناقشتها لمدة عقد ولكن لم يتم إدراكها حتى الآن - إرسال كتلة من أقمار التصوير الصغيرة إلى ارتفاعات منخفضة نسبيًا.

اللادغة

جوهر قصة EOI عندما كنت أول مرة غطتها في عام 2020 كانت جاذبيتها للقوات الجوية الأمريكية بناءً على خططها لبناء شبكة صغيرة في VLEO. عادةً ما تصعد الأقمار الصناعية التي تطير في مدار أرضي منخفض (LEO) إلى ارتفاع 500 كيلومتر (310 ميل) أو أعلى فوق الأرض. اقترحت EOI تحليق طيورها على ارتفاع حوالي 250 كم (155 ميلاً) ، وهو ارتفاع أكثر أو أقل في الغلاف الجوي للأرض.

تأتي الاستراتيجية مع بعض الجوانب السلبية مثل السحب الديناميكي الهوائي ، وتأثيرات الرياح الشمسية وجاذبية الجاذبية القوية التي تعتبر كبيرة بما يكفي لجعل مدار المركبة الفضائية يتحلل في أقل من خمس سنوات ، مما يتطلب تغييرات في التصميمات التقليدية. ولكن هناك أيضًا مزايا حقيقية.

يُحسِّن الطيران على ارتفاع منخفض بشكل عام من دقة أجهزة الاستشعار البصرية والأداء الإشعاعي (مستشعرات الأشعة تحت الحمراء / الميكروويف) والدقة الجغرافية المكانية. سيسمح الدوران المنخفض للأقمار الصناعية Stingray بالتقاط صور عالية الدقة تقريبًا في الوقت الحقيقي 15 سم. هذا ترتيب من حيث الحجم أفضل من الأقمار الصناعية الضوئية الأكبر حجماً والأعلى تحليقاً لموفري الصور التجارية الرائدين ماكسار و إيرباص التي تلتقط الصور بدقة تصل إلى 30 سم كحد أقصى.

بالإضافة إلى الدقة العالية جدًا ، رأى AFWERX إمكانات في المرونة الموزعة لكوكبة الأقمار الصناعية المنخفضة الطيران. يمكن أن يقلل القرب الذي يوفره VLEO من متطلبات حجم الحمولة (البصرية أو الرادارية أو الاتصالات) وبالتالي التكلفة.

سيكون كل Stingray على الجانب الكبير لجلوس صغير ، يزن حوالي 330 كيلوغرامًا (728 رطلاً). سيبلغ طول جسم المركبة الفضائية أو "الحافلة" مترين (6.5 قدم) مع نشر الألواح الشمسية بطول أربعة أمتار. في ذلك ، تكون أصغر بكثير وأقل تكلفة من معظم أقمار التصوير البصري. يوفر تصميمها - لمدة خمس سنوات على ارتفاع 250 كيلومترًا - المرونة لتجديد الكوكبة على دورات زمنية قصيرة بأجهزة استشعار جديدة أو قدرات أخرى ، كما أن ارتفاعها المنخفض / حجمها الصغير يجعل الخروج من المدار أسهل.

سيتم إطلاق أول ما يصل إلى 60 من خطط EOI Stingrays لإنشاء كوكبة في يناير 2024 كجزء من مهمة SpaceX rideshare على أحد صواريخ الشركة Falcon 9. ستنتشر Stingray من Falcon على بعد 500 كم تقريبًا وتشق طريقها إلى مدارها VLEO. عندما تصل إلى هناك ، سوف تطير باستخدام مستشعر بصري قياسي متعدد الأطياف بأربعة نطاقات (بالقرب من الأشعة تحت الحمراء) من مزود خارجي والذي سوف يتكامل EOI مع الناقل الخاص به.

مع إطلاق الراي اللساع تدريجياً والانضمام إلى الكوكبة (قد يكون ستة في VLEO بحلول نهاية عام 2024) ، يخطط EOI لدمج الحمولة الضوئية الخاصة به بالإضافة إلى مجموعة حوسبة GPU (وحدة معالجة الرسومات) ونظام الدفع الخاص بها . يقول بول سميث ، أحد مؤسسي EOI وكبير مسؤولي الإيرادات ، "بالنسبة لنا ، من المهم أن نصبح مع مرور الوقت مندمجين بشكل عمودي قدر الإمكان". "بهذه الطريقة ، نتجنب المهل الزمنية. في الوقت الحالي ، هناك فترات زمنية تتراوح من عام إلى عام ونصف للمكونات التي تعيدك حقًا إلى الوراء. نريد تجنب ذلك ".

ستعمل ساتس EOI أيضًا على تجنب التأخيرات في تسليم الصور التي تأتي مع محطات المعالجة الأرضية من خلال إجراء قدر كبير من معالجة الصور (يجب معالجة بيانات الصورة الضوئية الأولية وتنسيقها للاستخدام) على متن كل Stingray باستخدام طرق الحوسبة المتطورة بدلاً من مجرد الإرسال البيانات الخام إلى محطة أرضية.

قال سميث في عام 2020: "هدفنا هو أن تتخطى [بيانات الصور] مكدسات معالجة المحطات الأرضية التقليدية. كنا نعلم أنها مهمة ، ولم نكن نعرف مدى أهميتها. ولكن بعد التحدث إلى القوات الجوية والجيش ، أصبح من الواضح تمامًا أن الحصول على البيانات بشكل أسرع هو رغبتهم الأساسية. إنه شيء يبحثون عنه جميعًا في الفضاء للقيام به ".

بفضل مدارها VLEO ، تحدد كوكبة Stingray مربعًا آخر - تحلق أسفل منطقة المدار الأرضي المنخفض التي تتزايد فيها حركة المرور والخردة الفضائية التي تنتشر على ارتفاع يزيد عن 500 كيلومتر. في عام 2021 ، أكد بيتر بيك ، الرئيس التنفيذي لبدء تشغيل خدمات الإطلاق في Rocket Lab ، أن الأعداد الهائلة من الأجسام في المدار الأرضي المنخفض تجعل من الصعب بشكل متزايد إيجاد مسار واضح للصواريخ لإطلاق أقمار صناعية جديدة. قال بيك لشبكة CNN ، في إشارة إلى أقمار ستارلينك التابعة لسبيس إكس ، إن الصواريخ "يجب أن تحاول أن تشق طريقها بين هذه الأبراج".

كان جاذبية كوكبة منخفضة الطيران مرنة قادرة على التقاط صور مفصلة وإرسالها بسرعة ، مباشرة إلى العملاء شيئًا وضعه مؤسسو EOI رقائقهم عندما أسسوا الشركة في عام 2017.

عبور الوادي

يقول سميث: "لقد قطعنا شوطًا طويلاً منذ عام 2020". "لقد حصلنا على المنحة من AFWERX وقمنا بكل الأعمال المحظورة ، وتعلمنا الكثير عن تصميم الحافلة والحمولة البصرية."

سمح تمويل SBIR (DoD Small Business Innovation Research) للمؤسسين المشاركين الثلاثة للشركة الناشئة بالانتقال إلى العمل في المؤسسة بدوام كامل ، وهو نوع تطور الأعمال الصغيرة الذي حاولت AFWERX ومديرها الخارج ، العقيد ناثان ديلر ، احتضنت مرارًا وتكرارًا منذ عام 2019.

يقول سميث إن الجائزة كانت مفتاحًا ليس فقط في تعزيز البحث ولكن في منح الرئيس التنفيذي لشركة Earth Observant والمؤسس المشارك كريستوفر ثين مساحة لالتقاط الأنفاس للتركيز على تأمين تمويل السلسلة أ من مستثمر ملاك. أسست الشركة بعد ذلك مقرها الرئيسي في لويزفيل ، كولورادو ، وهي ضاحية تقع شمال دنفر تشتهر بتركيزها على شركات الطيران الشابة ومجموعة من المواهب المقيمة. وظفت EOI أكثر من 50 شخصًا ، وعززت تصميمها واكتسبت مكانًا للإطلاق مع SpaceX.

ما يتم تجاهله غالبًا في مناقشة "وادي الموت" المألوفة الآن (رحلة بدء الدفاع الجوي والفضائي من البحث والتطوير الأولي إلى الوصول إلى عقد حكومي نهائي) هو الدعم المحتمل الذي تمنحه SBIR / STTR للشركات الناشئة في جذب رأس المال الخاص. بالنسبة إلى EOI ، كان الاستثمار البالغ 15 مليون دولار الذي قدمه ملاكه أمرًا حاسمًا لتطوير الأعمال بما يكفي لجذب NTT DATA.

"لا أعلم أننا كنا سنحصل على تلك الجولة الأولى ، هؤلاء المستثمرين الملاك لولا عقد الحكومة الأمريكية" ، يعترف ثين. "لا أعرف ما إذا كنا قد توصلنا إلى صفقة مع NTT بدون هذين الأمرين السابقين."

بدأ Thein بالفعل بداية مُجهضة في إنشاء شركة VLEO لتصوير الأقمار الصناعية قبل عقد من الزمن ، لكن التوقيت لم يكن مناسبًا بعد. "حتى خلال عمر هذه الشركة [EOI] ما لاحظته هو أنه ، خاصة داخل حكومة الولايات المتحدة ، كان هناك شعور بأن هذا لم يكن ممكنًا. أنت الآن ترى برامج متعددة منبثقة تقوم بهذا الشيء بالضبط. كان هناك تحول ذهني في قبول هذا كوسيلة للمضي قدمًا ".

قد لا يكون هناك دعم أفضل لملاحظة ثين من إنشاء وحدة أعمال الأمن القومي الجديدة التابعة لـ SpaceX والتي تسمى ستارشيلد. على الرغم من أن تفاصيل ما يُقال إنه إطلاق يركز على الدفاع وأعمال كوكبة مراقبة الأرض محدودة ، تقول شركة Elon Musk الجديدة إنها ستركز في البداية على تطوير أجهزة استشعار تصوير الأرض والأقمار الصناعية. إذا انضمت مجموعة Starshield إلى الراي اللساع في EOI Space في VLEO ، فلن تكون مفاجأة.

بموافقتها على القيام بأعمال تجارية مع شركة أمريكية صغيرة ، من المحتمل أن تكون إن تي تي داتا قد أدركت التحول في تصور شبكات الأقمار الصناعية VLEO وفرصة للدخول في الطابق الأرضي. يمثل رقم 70 مليون دولار في البيان الصحفي لشركة NTT تقديرها لقيمة مبيعات الصور التي ستتلقاها من EOI كجزء من شراء حصري قبل البيانات بقيمة 8 ملايين دولار للسوق اليابانية حتى عام 2028.

بالإضافة إلى حصرية المبيعات ، تمنح الصفقة NTT وصولاً مضمونًا إلى أجهزة Stingray للمهمة. يوضح سميث أن شبكات مزودي الصور الأخرى يتم تحويلها أحيانًا عن المهام التجارية في المنطقة بسبب أهميتها الاستراتيجية والمعلومات السريعة التي قد تطلبها الحكومات (الولايات المتحدة / الحلفاء) فيما يسميه "الجوار الصعب". كانت أولوية تحديد المهام هي المحرك الرئيسي للصفقة والاعتراف الضمني بالقيمة التي ستكون لبيانات EOI مقاس 15 سم.

يمثل العقد أيضًا استثمارًا دوليًا مقبولاً ، وحتى مرغوبًا فيه في ساحة تكون فيها حكومة الولايات المتحدة حساسة بشكل خاص للأموال الأجنبية. كان لدى NTT ثقة كافية في EOI Space للحصول على حصة ثانوية (حوالي 3 في المائة) تمثل 2 مليون دولار أخرى في الاستثمار في الأخير.

قاوم مؤسسو EOI إغراء الحصول على تمويل روسي أو أجنبي آخر أثناء عبورهم وادي الموت لأسباب تجارية وطنية طويلة الأمد. قد يتطلب ذلك منهم العمل بجدية أكبر ولكنه يمهد الطريق لمستقبل تأمل فيه EOI أن تكون مؤسسة الاستخبارات والدفاع الأمريكية عميلًا رئيسيًا.

بذلت EOI جهدًا للتحايل على مشكلات الاستثمار في الملكية الأجنبية مع ما تسميه برنامج التحالف العالمي ، وهو في الأساس برنامج العميل المفضل لشراء البيانات المسبقة مع بعض ميزات صفقة NTT التي يمكن أن تولد التدفق النقدي الذي تحتاجه لتسريع توسعها دون تسليم حقوق الملكية إلى الكيانات الخارجية.

رؤية المستقبل من الأعلى

ذكرني كريس ثين أنه على الرغم من التغيرات البطيئة في سوق صور الأقمار الصناعية ، إلا أنه لا يزال يهيمن عليه الدول القومية التي يشكل طلبها الدفاعي والاستخباراتي 55٪ من السوق مع كون الباقي عبارة عن مزيج من العملاء التجاريين والاستجابة لحالات الطوارئ والعملاء العلميين وغيرهم.

تهيمن شركتا Airbus و Maxar على سوق التصوير الدفاعي بحصة تزيد عن 50٪. يقول ثين: "ليس لديهم أكبر عدد من الأقمار الصناعية ، ولديهم أقمار صناعية عالية الدقة." أظهرت الحرب في أوكرانيا للحكومات والناس العاديين قوة الصور التي يضيفها ، مما يؤكد الطلب المحتمل على قدرة EOI البالغة 15 سم.

في حين أن إيرباص وماكسار تمتلكان أقمار التصوير الأكثر تطوراً ورشاقة في الوقت الحالي ، إلا أنها تعد أيضًا من أغلى الأقمار الصناعية. استراتيجية EOI مختلفة. فبدلاً من الاستفادة من عدد قليل جدًا من المقاعد باهظة الثمن وذات القدرة العالية ، سوف تستفيد من الطيور الأقل روعة والأقل قدرة على المناورة والمركزة في مدارات متزامنة منخفضة ذات ميول متنوعة توفر نقاط مراقبة مختلفة ومعدلات إعادة زيارة متزايدة.

يقول سميث: "يمكن لقمر صناعي فردي من طراز Maxar أو Airbus رسم خرائط المنطقة على سبيل المثال بشكل أقوى بكثير من قدرة [Stingray]". لكننا لا نحاول أن نفعل ذلك كله بطائر واحد. يمكننا استخدام قوة العديد من الأقمار الصناعية في كوكبة لتغطية نفس المناطق بكفاءة أكبر. "

ستتبع EOI نموذج الصور كخدمة. من المحتمل أن تتضمن التكلفة الإجمالية المنخفضة المتوقعة لمجموعة الكوكبة الخاصة بها تكاليف صور أقل مع دقة أفضل من منافسيها. كما تمنحها طبيعة مقاعدها الصغيرة الفردية ميزة التوسع. يقدر سميث أن تكلفتها تبلغ حوالي 10 ٪ من المركبات الفضائية المتقدمة التي تحلق أعلى من منافسيها.

وهذا يجعل جبل الرسملة الذي يحتاج EOI Space لتسلقه أقل حدة من أقرانه. كما أنها تناشد الحكومة التي تؤكدها سميث.

"نحن نعلم أنهم مهتمون جدًا بما نقوم به. لقد كانوا داعمين ونأمل في وقت ما هنا في الحصول على بعض العقود الثابتة. لم نعد صغارًا. نحن أكثر من مراهق على استعداد للحصول على مفاتيح السيارة ".

سيكون ذلك واضحًا عندما تصل الراي اللساع إلى الفضاء يضيف سميث ، وهي إشارة جسدية ونفسية للتقدم. "الحكومة عادة ليس لديها الكثير لتتحدث معك عنه حتى تكون في الفضاء. ثم إنها لعبة مختلفة ".

الأمر نفسه ينطبق على العملاء التجاريين المحتملين الذين قد يطلبون مجموعة متنوعة من الخدمات بخلاف التصوير البصري بدءًا من تجارة السلع إلى السلامة العامة ومراقبة البنية التحتية للطاقة. نظرت EOI في توسيع قدراتها Stingray لدمج أجهزة استشعار حرارية ورادارية وغيرها من المستشعرات ، والتي من المحتمل أن تكون مقدمة من قبل صانعين خارجيين. لكن سميث يؤكد أن الشركة ستظل تركز بشكل مباشر على الحمولات الضوئية في المستقبل المنظور.

قد تكون خوارزميات الحوسبة الطرفية Stingray ذات فائدة للعملاء كما قد تكون قدرة الكوكبة على "تلميح وتوجيه" أنظمة أخرى في المدار ، ومعالجة وإرسال بياناتهم مباشرة إلى العملاء.

لكن مؤسسي الشركة يقولون إنهم لا يريدون المضي قدمًا في رؤيتهم الأولية حتى الآن. في الواقع ، إنه وقت مناسب للشركات الناشئة مثل EOI للاستفادة ببساطة من تسليع الإطلاق الذي جعلته SpaceX ممكنًا. بدون هذه التكلفة المنخفضة ، سيظل الكثير من الابتكارات مدفونًا.

يقول سميث: "أنا متفائل بما نحن عليه الآن". "نحن على التوازن الصحيح بين التكنولوجيا المتطورة والمستقرة.