Obraz satelitarny Startup EOI Space przekroczył Dolinę Śmierci, lecąc nisko

Kiedy w 2020 roku otrzymał nagrodę AFWERX za opracowanie małych, nisko latających satelitów do obrazowania, Earth Observant, obecnie znany jako Przestrzeń EOI, miał garstkę ludzi przekonanych, że może wejść na rynek zdjęć satelitarnych. Teraz startup przekonał japońskiego giganta IT, DANE NTT, może dostarczać obrazy w ultrawysokiej rozdzielczości niemal w czasie rzeczywistym z niezbyt wysokiego gruntu.

Dwa tygodnie temu EOI Space ogłosiło zawarcie umowy dystrybucyjnej z NTT DATA, dostarczając bogate w szczegóły zdjęcia z firmowej konstelacji bardzo niskiej orbity okołoziemskiej (VLEOLEO
) satelitów do obrazowania optycznego klientom na rynku japońskim. „Klienci” to zasadniczo eufemizm określający użytkowników końcowych związanych z obronnością i bezpieczeństwem japońskiego rządu, który jest drugim co do wielkości konsumentem obrazów komercyjnych do celów obrony narodowej i bezpieczeństwa po rządzie USA.

Początkowo wyceniona na 70 milionów dolarów, transakcja jest nie tylko finansowym strzałem w ramię dla EOI Space, ale także ważnym potwierdzeniem jej produktu i strategii przez szanowaną międzynarodową firmę działającą w imieniu jednego z najważniejszych sojuszników Ameryki. W połączeniu z kluczowym kapitałem od inwestorów przekonanych o potencjale konstelacji VLEO EOI Space, kontrakt przetransportował nisko latającą firmę przez tzw.

Model biznesowy EOI Space opiera się na idei technologicznej, która była dyskutowana przez dekadę, ale dotychczas nie została zrealizowana – wysyłanie masy małych satelitów obrazujących na stosunkowo niskie wysokości.

Stingray

Sedno historii EOI, kiedy pierwszy raz zakrył to w 2020 r. była jego atrakcyjność dla Sił Powietrznych USA w oparciu o plany budowy sieci małych satelitów w VLEO. Satelity, które latają na niskiej orbicie okołoziemskiej (LEO), zwykle wznoszą się na wysokość 500 kilometrów (310 mil) lub wyżej nad ziemią. EOI zaproponował latanie swoimi ptakami na wysokości około 250 km (155 mil), czyli mniej więcej w ziemskiej atmosferze.

Strategia ma pewne wady, takie jak opór aerodynamiczny, skutki wiatrów słonecznych i silne przyciąganie grawitacyjne, które są na tyle znaczące, że orbita statku kosmicznego zanika w mniej niż pięć lat, co wymaga zmian w tradycyjnych projektach. Ale są też realne zalety.

Latanie na niższych wysokościach generalnie poprawia rozdzielczość czujników optycznych, wydajność radiometryczną (czujniki podczerwieni/mikrofalowe) oraz dokładność geoprzestrzenną. Niska orbita pozwoli satelitom Stingray na przechwytywanie obrazów o wysokiej rozdzielczości 15 cm w czasie zbliżonym do rzeczywistego. To o rząd wielkości lepiej niż większe, latające wyżej satelity optyczne wiodących dostawców komercyjnych obrazów maxes i Airbus które robią zdjęcia w maksymalnej rozdzielczości 30 cm.

Oprócz bardzo wysokiej rozdzielczości, zespół AFWERX dostrzegł potencjał w rozproszonej odporności konstelacji nisko lecących satelitów. Bliskość zapewniana przez VLEO może zmniejszyć wymagania dotyczące wymaganego rozmiaru ładunku (optycznego, radarowego lub komunikacyjnego), a tym samym koszty.

Każdy Stingray będzie duży jak na małego satelitę, waży około 330 kilogramów (728 funtów). Korpus statku kosmicznego lub „autobus” będzie miał dwa metry (6.5 stopy) długości, a wraz z rozłożonymi panelami słonecznymi około czterech metrów. Są przy tym znacznie mniejsze i tańsze niż większość satelitów do obrazowania optycznego. Ich konstrukcja – na pięcioletnią żywotność na wysokości 250 km – zapewnia elastyczność uzupełniania konstelacji w krótkich cyklach czasowych nowymi czujnikami lub innymi możliwościami, a ich mała wysokość/mały rozmiar ułatwia ich deorbitację.

Pierwszy z 60 Stingrays EOI, które planują ustanowić swoją konstelację, wystartuje w styczniu 2024 r. w ramach wspólnej misji SpaceX na jednej z firmowych rakiet Falcon 9. Stingray wystartuje z Sokoła w odległości około 500 km i zejdzie na orbitę VLEO. Kiedy tam dotrze, będzie latał ze standardowym czteropasmowym wielospektralnym (bliskiej podczerwieni) czujnikiem optycznym od zewnętrznego dostawcy, który EOI zintegruje ze swoją magistralą.

W miarę jak Stingrays będą stopniowo startować i dołączać do konstelacji (do końca 2024 roku w VLEO może znajdować się aż sześć), EOI planuje zintegrować swój własny ładunek optyczny, a także połączony klaster obliczeniowy GPU (jednostka przetwarzania grafiki) i własny system napędowy . „Kluczowe jest dla nas, abyśmy z czasem stali się jak najbardziej zintegrowani pionowo” — mówi współzałożyciel EOI i dyrektor ds. przychodów, Paul Smith. „W ten sposób unikamy czasów realizacji. W tej chwili czasy realizacji komponentów wynoszą od roku do półtora roku, co naprawdę Cię cofa. Chcemy tego uniknąć”.

Satelity EOI pozwolą również uniknąć opóźnień w dostarczaniu obrazu, które występują w naziemnych stacjach przetwarzania, przeprowadzając znaczną ilość przetwarzania obrazu (surowe dane obrazu optycznego muszą zostać przetworzone i sformatowane do użytku) na pokładzie każdego Stingraya przy użyciu metod obliczeń brzegowych zamiast po prostu wysyłania surowe dane do stacji naziemnej.

„Naszym celem jest pominięcie [danych obrazowych] tradycyjnych stosów przetwarzania stacji naziemnych” — powiedział Smith w 2020 r. „Wiedzieliśmy, że to ważne, nie wiedzieliśmy, jak ważne. Ale po rozmowach z siłami powietrznymi i armią stało się całkiem jasne, że ich podstawowym pragnieniem jest szybsze uzyskiwanie danych. Jest to coś, do czego szukają nas wszystkich w kosmosie”.

Ze względu na swoją orbitę VLEO, konstelacja Stingray zaznacza kolejne pole – lecąc poniżej coraz bardziej ruchliwego, zarażonego kosmicznymi śmieciami sąsiedztwa LEO powyżej 500 km. W 2021 roku Peter Beck, dyrektor generalny Rocket Lab, start-upu usług startowych, potwierdził, że przytłaczająca liczba obiektów w LEO coraz bardziej utrudnia znalezienie jasnej ścieżki dla rakiet do wynoszenia nowych satelitów. Rakiety „muszą spróbować przebić się między tymi konstelacjami [satelitarnymi]”, powiedział Beck w CNN, odnosząc się do satelitów Starlink firmy SpaceX.

Atrakcyjność odpornej, nisko latającej konstelacji zdolnej do robienia szczegółowych zdjęć i szybkiego wysyłania ich bezpośrednio do klientów była czymś, na co założyciele EOI postawili swoje żetony, kiedy założyli firmę w 2017 roku.

Przeprawa przez Dolinę

„Przeszliśmy długą drogę od 2020 roku” — mówi Smith. „Otrzymaliśmy grant od AFWERX i wykonaliśmy wszystkie zakazane prace, ucząc się wiele o projekcie naszego autobusu i ładowności optycznej”.

Finansowanie SBIR (DoD Small Business Innovation Research) umożliwiło trzem współzałożycielom startupu przejście do pracy nad przedsiębiorstwem w pełnym wymiarze godzin, rodzaj ewolucji małych firm, którą AFWERX i ustępujący dyrektor, pułkownik Nathan Diller, próbowali inkubować wielokrotnie od 2019 roku.

Smith twierdzi, że nagroda była kluczowa nie tylko w rozwoju badań, ale także w zapewnieniu dyrektorowi generalnemu i współzałożycielowi Earth Observant, Christopherowi Theinowi, chwili wytchnienia, aby mógł skoncentrować się na zabezpieczeniu finansowania serii A od anioła biznesu. Następnie firma założyła swoją siedzibę główną w Louisville w stanie Kolorado, na przedmieściach na północ od Denver, znanym z koncentracji młodych firm z branży lotniczej i miejscowej puli talentów. EOI zatrudniło ponad 50 osób, ugruntowało swój projekt i uzyskało miejsce startowe w SpaceX.

To, co jest często pomijane w znanej już dyskusji o „Dolinie Śmierci” (podróż start-upu w przemyśle obronnym i lotniczym od początkowych prac badawczo-rozwojowych do ostatecznego podpisania kontraktu rządowego), to potencjalna pomoc, jaką granty SBIR/STTR dają powstającym firmom w przyciąganiu prywatnego kapitału. Dla EOI inwestycja w wysokości 15 milionów dolarów zapewniona przez jej anioła była kluczowa dla rozwinięcia działalności na tyle, aby przyciągnąć NTT DATA.

„Nie wiem, czy udałoby nam się to zrobić, gdyby nie ten kontrakt z rządem USA” — przyznaje Thein. „Nie wiem, czy udałoby nam się podpisać umowę z NTT bez tych dwóch poprzednich rzeczy”.

Thein faktycznie przerwał start w tworzeniu firmy zajmującej się obrazami satelitarnymi VLEO dziesięć lat temu, ale czas nie był jeszcze sprzyjający. „Nawet za życia tej firmy [EOI] zauważyłem, że zwłaszcza w rządzie USA panowało poczucie, że nie da się tego zrobić. Teraz widzisz wiele programów wyskakujących, które robią dokładnie to. Nastąpiła zmiana myślenia w akceptowaniu tego jako drogi naprzód”.

Nie może być lepszego wsparcia dla obserwacji Theina niż niedawne utworzenie nowej jednostki biznesowej bezpieczeństwa narodowego SpaceX o nazwie Gwiezdna Tarcza. Chociaż szczegóły tego, co podobno koncentruje się na obronności i konstelacji konstelacji Ziemi, są ograniczone, nowa spółka zależna Elona Muska twierdzi, że początkowo skupi się na rozwoju czujników obrazowania Ziemi i satelitów. Jeśli konstelacja Starshield dołączy do Stingrays EOI Space w VLEO, nie będzie to niespodzianką.

Zgadzając się na współpracę z małą amerykańską firmą, NTT DATA prawdopodobnie dostrzegło zmianę w postrzeganiu sieci satelitarnych VLEO i szansę wejścia na parter. Kwota 70 milionów dolarów podana w komunikacie prasowym NTT stanowi szacunkową wartość sprzedaży zdjęć, które otrzyma od EOI w ramach ekskluzywnego zakupu 8 ​​milionów dolarów na rynek japoński do 2028 roku.

Oprócz wyłączności na sprzedaż, umowa zapewnia NTT dostęp do satelitów Stingray. Smith wyjaśnia, że ​​inne sieci dostawców obrazów są czasami odciągane od zadań komercyjnych w regionie ze względu na jego strategiczne znaczenie i szybkie informacje, których mogą potrzebować rządy (USA/sojuszników) w tym, co nazywa „trudnym sąsiedztwem”. Priorytet zadania był głównym motorem transakcji i milczącym uznaniem wartości, jaką będą miały dane EOI z 15 cm.

Kontrakt stanowi również akceptowalną, a nawet pożądaną międzynarodową inwestycję na arenie, na której rząd USA jest szczególnie wyczulony na zagraniczne pieniądze. NTT miał wystarczające zaufanie do EOI Space, aby przejąć niewielki udział kapitałowy (około 3 procent) reprezentujący kolejne 2 miliony dolarów inwestycji w tę ostatnią.

Założyciele EOI oparli się pokusie wzięcia rosyjskiego lub innego zagranicznego finansowania, gdy przekraczali Dolinę Śmierci z patriotycznych i długoterminowych powodów biznesowych. Być może wymagało to od nich cięższej pracy, ale przygotowuje grunt pod przyszłość, w której EOI ma nadzieję, że amerykański wywiad i establishment obronny będą głównym klientem.

EOI dołożyło starań, aby obejść problemy z inwestycjami w własność zagraniczną za pomocą tego, co nazywa swoim programem Global Alliance, zasadniczo programem preferowanych klientów przed zakupem danych z niektórymi cechami umowy NTT, które mogą generować przepływy pieniężne potrzebne do przyspieszenia ekspansji bez przekazywania kapitału podmiotom offshore.

Przyszły widok z góry

Chris Thein przypomniał mi, że pomimo powolnych zmian na rynku zdjęć satelitarnych, pozostaje on zdominowany przez państwa narodowe, których zapotrzebowanie na obronność i wywiad stanowi 55% rynku, a reszta to mieszanka klientów komercyjnych, reagowania kryzysowego, naukowych i innych.

Airbus i Maxar dominują na rynku obrazowania obronnego z ponad 50-procentowym udziałem. „Nie mają największej liczby satelitów” — mówi Thein — „mają satelity o najwyższej rozdzielczości”. Dodaje, że wojna na Ukrainie pokazała rządom i zwykłym ludziom siłę obrazów, podkreślając potencjalne zapotrzebowanie na 15-centymetrową zdolność EOI.

Chociaż Airbus i Maxar mają obecnie w powietrzu najbardziej wyrafinowane i sprawne satelity do obrazowania, są one również najdroższe. Strategia EOI jest inna. Zamiast wykorzystywać kilka bardzo kosztownych, bardzo wydajnych satelitów, wykorzysta mniej wyrafinowane, mniej zwrotne ptaki skupione na niskich orbitach synchronicznych o różnym nachyleniu, oferując różne punkty obserwacyjne i zwiększone wskaźniki ponownych odwiedzin.

„Pojedynczy satelita Maxar lub Airbus może na przykład mapować obszary o wiele bardziej solidnie niż [Stingray]”, mówi Smith. „Ale nie próbujemy tego wszystkiego zrobić z jednym ptakiem. Możemy wykorzystać moc wielu satelitów w konstelacji, aby skuteczniej pokryć te same obszary”.

EOI będzie realizować model obrazowania jako usługi. Niższy przewidywany całkowity koszt jego konstelacji prawdopodobnie oznacza niższe koszty obrazowania przy lepszej rozdzielczości niż jego konkurenci. Charakter jego poszczególnych małych satelitów również daje mu przewagę skalowania. Smith szacuje, że ich koszt to około 10% kosztów zaawansowanych, wyższych latających statków kosmicznych ich konkurentów.

To sprawia, że ​​góra kapitalizacji, na którą EOI Space musi się wspiąć, jest mniej stroma niż jej rówieśnicy. Apeluje również do rządu, co potwierdza Smith.

„Wiemy, że są bardzo zainteresowani tym, co robimy. Wspierali nas i mamy nadzieję, że w pewnym momencie zdobędziemy stałe kontrakty. Nie jesteśmy już dziećmi. Jesteśmy raczej nastolatkami gotowymi do zdobycia kluczyków do samochodu”.

Będzie to oczywiste, gdy płaszczki dotrą w kosmos, dodaje Smith, fizyczny i psychologiczny sygnał postępu. „Rząd zazwyczaj nie ma z tobą tak wiele do powiedzenia, dopóki nie znajdziesz się w kosmosie. Wtedy to już inna gra”.

To samo dotyczy potencjalnych klientów komercyjnych, którzy mogą poprosić o różnorodne usługi poza obrazowaniem optycznym, od handlu towarami po bezpieczeństwo publiczne i monitorowanie infrastruktury energetycznej. EOI przyjrzało się rozszerzeniu możliwości Stingray w celu zintegrowania czujników termicznych, radarowych i innych, prawdopodobnie dostarczonych przez zewnętrznych producentów. Ale Smith podkreśla, że ​​firma pozostanie skupiona na ładunkach optycznych w dającej się przewidzieć przyszłości.

Algorytmy obliczeń brzegowych Stingray mogą być interesujące dla klientów, podobnie jak zdolność konstelacji do „wskazania i wskazywania” innych systemów na orbicie, przetwarzania i wysyłania ich danych bezpośrednio do klientów.

Jednak współzałożyciele firmy twierdzą, że nie chcą jeszcze wyprzedzić swojej początkowej wizji. W rzeczywistości to dobry moment, aby startupy takie jak EOI po prostu skorzystały z utowarowienia startu, które umożliwił SpaceX. Bez tak obniżonych kosztów wiele innowacji nadal byłoby ukrytych.

„Jestem optymistą co do tego, gdzie teraz jesteśmy” — mówi Smith. „Jesteśmy na właściwej równowadze między najnowocześniejszą i stabilną technologią.