增加交通流量:政府与行业合作伙伴关系在空间交通管理方面的突然紧迫性

一些低地球轨道卫星的运营商正准备迎接一场碎片风暴。 去年 11 月,俄罗斯展示了一种反卫星武器,摧毁了 Cosmos 1408 卫星,产生了数千块被追踪的碎片,还有更多碎片太小而无法追踪。

大部分碎片仍留在与卫星相似的轨道上,倾角为 82.3 度。 这意味着碎片最终可能会一头扎进以 97 度倾角运行在太阳同步轨道上的卫星。

“当它们同步时,你就有了完美的风暴:它们在同一个轨道平面上,但反向旋转,一次又一次地在轨道上相互交叉,”COMSPOC 综合运营和研究主管 Dan Oltrogge 说。 他们创造了 close 被公司称为“飑”的进近或会合,在轨道漂移之前可以持续数天。

对 2021 年 11 月俄罗斯 ASAT 演示的模拟。该事件产生的大部分碎片都位于与太阳同步轨道上的卫星定期排列的轨道上。 信用:COMSPOC

最严重的联合暴风雨预计将在 4 月的第一周发生,届时 ASAT 碎片会遇到由 Planet 运营的几组 Dove 成像立方体卫星以及由 Satellogic、Spire 和 Swarm 运营的卫星。 在此期间,合相的数量将接近每天 50,000 次,而背景水平约为每天 15,000 次。 幸运的是,由于这些卫星中有许多是立方体卫星,碰撞的风险不会急剧上升。

除了暴风雨本身的存在之外,这项分析值得注意的是,它是由一家私人公司 COMSPOC 完成的,而不是由太空部队的第 18 太空控制中队或 Office 太空商务部。 Oltrogge 表示,COMSPOC 已经与 Planet 和包括 NASA 和太空部队在内的其他机构就其评估进行了会面。

COMSPOC 分析是私营部门跟踪物体和警告潜在会合能力的趋势的一部分。 LeoLabs 运营着一个雷达网络来跟踪 LEO 中的物体,而 ExoAnalytics 和 Numerica 则运营着望远镜来密切关注地球静止轨道上的卫星。 NorthStar Earth and Space 正在计划一个卫星星座来跟踪轨道上的卫星。 Kayhan Space 和 Neuraspace 等初创公司使用各种数据源对潜在碰撞进行更准确的评估。

用于空间的位智应用程序

最新进入商业空间交通管理行业的是 Privateer。 这家总部位于夏威夷毛伊岛的公司一直保持低调,但在很大程度上受到其创始人之一的关注:苹果联合创始人史蒂夫“沃兹”沃兹尼亚克。

Privateer 于 3 月 1 日从隐身中脱颖而出,推出了一款名为 Wayfinder 的可视化工具,它结合了来自多个来源的数据,包括来自美国太空司令部的数据,并由卫星运营商直接提供。

Privateer 创始人 Moriba Jah、Steve Wozniak 和 Alex Fielding。 学分:私掠者

Wayfinder 基于 ASTRIAGraph,由德克萨斯大学奥斯汀分校教授兼 Privateer 首席科学家 Moriba Jah 开发。 “这是对 ASTRIAGraph 的重新架构,”他在接受采访时说。 “ASTRIAGraph 将永远存在,但这将是它的一个分支。”

他将 Wayfinder 描述为 Privateer 可以提供的其他空间交通管理功能的演示。 “Wayfinder 将成为这个平台,一种 Waze 应用程序,人们可以在其上构建不同的服务,”他说。 一 example 除了轨道之外,还将添加有关物体特征的信息,这对于计划卫星服务或碎片清除服务的公司来说很有价值。

其中一个新产品是一种碰撞警告服务,Privateer 的首席执行官亚历克斯菲尔丁将其称为 Relssek,或“Kessler”的倒写:对轨道碎片失控增长的凯斯勒综合症的一种发挥。 这将把目录与卫星运营商本身或其他来源的数据结合起来,以提供更准确的结合预测。 “我们将使用任何人已经存在的资产,”他说。

这可能包括它自己的卫星。 Privateer 正在开发一个名为 Pono-1 的三单元立方体卫星,该卫星将于今年晚些时候发射,配备 42 个传感器以收集空间态势感知数据。 菲尔丁表示,该公司正在考虑将更多传感器作为托管在其他公司卫星上的有效载荷,而不是他们自己的卫星。 “我们真的不想在太空中创造更多的东西。”

STM 与行业的政府合作伙伴关系

在公司加速前进的同时,政府解决方案的开发进展缓慢。 NOAA 主办 Office Space Commerce 于 2 月份首次公开展示了开放架构数据存储库 (OADR),该存储库正在开发用于托管空间态势感知数据。 但是,官员们表示,它不会准备好投入使用,并在 2018 年至 2024 年之前,接管美国商务部在太空政策指令 3 中分配的民用太空交通职责。

公共部门和私营部门之间的这种不匹配促使人们呼吁重新考虑它们各自的角色。 一些人认为,这包括公司在塑造太空交通管理以及制定在日益拥挤的轨道上安全运行的规范和规则方面发挥更大的作用。

“我真的很担心我们做得不够,我们在这里的行动不够快,”前任主任凯文·奥康奈尔说。 Office 太空商务部。 “我们将怎样保持敏捷和适应性? 这主要是通过私营部门的努力。”

奥康奈尔在 2 月份的 FAA 商业太空运输会议上发表讲话说,他支持 2018 年的太空政策指令 3,该政策将民用太空交通管理职责分配给了他曾经领导的办公室所在的商务部,但规模问题意味着该办公室需要与这些私营部门的能力更密切地合作。

“这不是政府与私营部门的对决。 这是一种愚蠢的思考方式,”他说。 “在我们需要速度和创新的地方,我们需要利用私营部门。”

然而,这种合作怎样在实践中发挥作用,仍然是一项正在进行的工作。 SPD-3 设想商务部将在其民用 STM 系统上与商业和国际合作伙伴合作,将他们的空间态势感知数据纳入 OADR,以提高会合预测的准确性。

NOAA 在 2 月发布了信息请求 (RFI),寻求有关可纳入 OADR 的商业数据的详细信息。 该要求包括强调来自南半球资产的数据以及在短时间内跟踪“高优先级物体”的能力。

该 RFI 是 NOAA 努力与私营部门合作进行空间交通管理的开始。 NOAA 卫星和信息服务助理署长斯蒂芬沃尔兹表示,在 FAA 会议上,将与公司举行研讨会和其他会议。 “你可以看到我们的发展方向以及我们可以学习和改进的地方,”他说。

SPD-3 设想商务部将免费提供基本级别的空间交通管理服务。 然后,公司将能够使用来自 OADR 和其他来源的数据提供更高级的服务。

增加交通流量:政府与行业合作伙伴关系在空间交通管理方面的突然紧迫性 1Viasat创始人马克·丹克伯格。 信用:凯特帕特森太空新闻

沃尔兹证实,他预计 Office Space Commerce 提供“一套基本的”此类服务。 “我们不认为 N​​OAA 或 DoC 的作用是为每个人提供一切,而是提供每个人都可以依赖的某个最低且不断增长的能力标准。”

但是,基本和高级之间有什么区别尚不清楚。 奥康奈尔警告说,这可能难以量化,这可能会影响计划提供此类服务的公司的商业计划。 他说,向所有人免费提供一些太空安全数据符合美国全球领导层的利益,但“我们不想妨碍那些想要超越这些数据的公司。”

“时钟在滴答作响”

公共部门和私营部门之间的互动同样适用于监管问题。 美国联邦通信委员会正在研究怎样最好地评估新卫星星座的碰撞风险,包括评估这些系统对整个轨道环境的总体风险,而不是查看单个系统的风险。

“我们提倡的其中一件事是了解在全球范围内对可持续性的限制,因为它是全球共享的资源,”支持 FCC 努力的 Viasat 执行主席 Mark Dankberg 说.

但谁来进行定量评估? “我认为,在美国,政府组织应该能够做到这一点。 到目前为止,还没有人站出来,”他说。

一种方法是让 FCC 与具有空间可持续性专业知识的私人或非营利组织合作,例如航空航天公司。 另一种选择是空间可持续性评级,这是一种模仿 LEED 建筑物评级系统的尺度,用于衡量卫星系统在多大程度上遵循空间可持续性的最佳实践。 由世界经济论坛组织的一个财团开发了评级系统,该系统由瑞士大学 EPFL 管理。

“您可能会想到的一件事是政府许可机构想要评级。 他们可能会向申请人收取费用,然后将该费用交给像 EPFL 这样的人,并要求他们提供评级,”丹克伯格说。 这将绕过公司直接向 EPFL 支付可持续性评级,这会引起利益冲突问题。

他认为,FCC 不缺乏解决这个问题的专业知识。 “我认为缺乏的是处理它的意愿,”他说,尤其是在 FCC 领导层中。 “我觉得它开了一罐蠕虫,在八楼还不如在卫星局里那么好吃。”

与此同时,近地轨道正变得越来越拥挤和危险,正如 COMSPOC 最近确定的合飑所显示的那样,即使公司计划建造新的星座、商业空间站和其他新兴的空间应用。

“很多人认为改进合取分析是最终目标。 不,它是在空间安全方面的一套全新服务的开始游戏,以实现所有这些令人兴奋的事情,“奥康奈尔说,指的是这些新市场。 “我们将不得不加快我们正在做的许多不同事情的步伐,而利用私营部门是能够做到这一点的关键工具。 时钟在滴答作响。”

这篇文章最初出现在 2022 年 4 月的 SpaceNews 杂志上。