Het aantal satellieten dat rond de aarde cirkelt, is de afgelopen jaren explosief gestegen. In 1959 waren dat er nog maar twee, maar vandaag zijn er meer dan drieduizend actieve satellieten, en dat is nog maar het begin. Particuliere bedrijven proberen in hoog tempo de ruimte te veroveren. Alleen het Starlink-project van SpaceX heeft de toestemming om 12000 satellieten in een baan om de aarde te brengen. Over tien jaar zouden er 16000 satellieten in de baan kunnen zijn, vijf keer zoveel als nu.
Lage lanceringskosten zijn een van de belangrijkste drijfveren van deze haast naar de ruimte. 25 jaar geleden was het laadvermogen per kilo 22000 euro en tegenwoordig kost het slechts 1000 euro en de verwachting is dat deze prijzen onder de 100 euro per kilo zullen dalen. Geen wonder dat steeds meer bedrijven naar boven kijken.
Gegevens uit de ruimte zullen de sleutel zijn om in de toekomst nieuwe technische innovaties te ontsluiten. Navigatie, communicatie, aardobservatie; meer satellieten leveren steeds meer data. Er wordt gezegd dat elke grote industrie de komende 10 jaar te maken zal krijgen met satellietgegevens.
De meeste data komt van ondergrondse kabels, maar de helft van de wereld heeft geen toegang tot de kabels die betrouwbare breedband leveren. En hier komen satellieten om het spel 360 graden te draaien. Er zijn grofweg drie soorten satellieten; Satelliet met hoge baan, satelliet met lage baan en kubussatelliet. Satellieten in een hoge baan om de aarde zweven op ongeveer 36000 km boven de evenaar van de aarde. Ze zijn zo groot als een schoolbus en kosten ook enorm veel geld. Satellieten met een lage baan zijn relatief tiende van de grootte van satellieten met een hoge baan, goedkoper om te bouwen en rond de 1000 km te draaien. En dan zijn er nog satellieten die nog dichter bij de aarde draaien; kubus satellieten. Ze zijn ongeveer zo groot als een melkkan en zweven ongeveer 500 km boven een baan om de aarde en kunnen worden bevestigd aan meerdere kubussatellieten zoals lego's om hun kracht te vermenigvuldigen.
Elk van deze satellieten kan uiteindelijk concurreren met de ondergrondse kabels. De satellieten met een hoge baan werpen een heel breed net van gegevens uit, bijna zo groot als een continent. Ze zijn echter hoog, ze hebben minder gegevenscapaciteit, waardoor ze niet zo geweldig zijn voor commercieel gebruik zoals gamen, omdat ze vertraging hebben. Aan de andere kant zijn lage baan- en kubusstatistieken dichterbij, zodat ze hogere snelheden kunnen bieden, zoals 5G en lagere latentie en dat is wat concurreert met kabels terug op planeet aarde.
Satellieten worden kleiner en goedkoper. De reden dat satellieten kleiner worden en een nieuwe revolutie beginnen, is dat de drempel om de ruimte te betreden niet meer zo hoog is. Grote satellieten met veel instrumenten kunnen de kosten van nuttige ladingen aanzienlijk verhogen. Als het je daarentegen lukt om de satelliet kleiner te maken, de componenten te miniaturiseren en het voordeel te halen uit de toegenomen efficiëntie, dan kun je iets veel sneller in een baan om de aarde brengen. Reuzen die tonnen wegen veranderen in slimme zwermen die naadloze data leveren; de grondstof van de toekomst.
Omdat de ruimtevaartindustrie een verstoring ervaart die sinds de oorspronkelijke ruimtewedloop van de jaren zestig niet meer is gezien, maken tal van bedrijven zich op om ruimtegebaseerde mogelijkheden te bieden met nieuwe risicoprofielen, grotere volumes en lagere kosten. Gevestigde bedrijven passen zich aan om van deze kansen te profiteren.
Of het nu gaat om high-throughput satelliet (HTS) microgolfladingen, of telemetrie, tracking en controle (TT&C), ontwerp- en validatietools van Keysight bieden meer zekerheid dat uw satelliet en zijn subsystemen de eerste keer, elke keer, voor de duur van de missie.
Voor meer informatie hierover had ik het geluk een één-op-één gesprek te hebben met Richard Soden, Space & Satellite Lead, Keysight Technologies. fragmenten:
ELE Times: Lagere lanceringskosten en de vooruitgang van herbruikbare raketten zorgen voor de huidige revolutie in de satellietindustrie. Hoe waarborgt Keysight de betrouwbaarheid van zijn oplossing tegen de bloeiende bedoelingen van de ruimtevaartindustrie om de lanceringskosten te minimaliseren? Kan dit voornemen een belemmering zijn voor een state-of-the-art satelliet?
Om deze industrie te ondersteunen, is Keysight erop gericht om bedrijven in staat te stellen hun technologie-implementatie naar de ruimtevaart te versnellen, terwijl risico's worden geminimaliseerd en prestaties worden gegarandeerd. Je hoort veel over "shifting left" in de industrie. Dit verwijst naar het vroeg in de productlevenscyclus goed krijgen van dingen, en Keysight maakt dit niet alleen mogelijk door middel van test- en meethardware, maar ook door middel van onze systeemontwerpsoftware. We maken het bouwen van nauwkeurige modellen op systeemniveau mogelijk, inclusief de orbitale dynamiek van LEO, evenals de middelen om deze modellen te testen en te verbeteren, waarbij de echte fysica van de werking wordt vastgelegd. Deze modellen kunnen worden gebruikt als "Digital Twins" waarmee parallelle engineeringteams vooruit kunnen komen met de ontwikkeling voordat volledige hardwaresystemen beschikbaar zijn.
ELE Times: Op het pad naar de ontwikkeling van nieuwe satellieten is elke stap cruciaal. Hoe zet Keysight zijn expertise in voor zekerheid voor de ruimte- en satellietindustrie? Wat zijn uw nieuwste oplossingen met betrekking tot dit spectrum?
Het uitgebreide portfolio van oplossingen van Keysight Technologies bestrijkt de gehele levenscyclus van productontwikkeling en ik noemde eerder onze ontwerpsoftware. Zodra we componenten en subsystemen hebben om te testen, kunnen we de ontwerpmodellen gebruiken om realistische golfvormen te genereren en analyseren via onze breedbandsignaalgeneratoren en spectrumanalysatoren. Zelfs op hardwareniveau kunnen we realistische kanaalvervorming en Doppler toepassen. We bieden ook oplossingen voor de voedingssystemen, waaronder simulatie van zonnepanelen en elektronische belastingen, om PDCU's te testen en realistische stroom te leveren voor systeemtests. We bieden vervolgens geïntegreerde productietestoplossingen die gebruikmaken van het leren door middel van prototyping, evenals veldtestoplossingen, waaronder geïntegreerde handinstrumenten.
De laatste ontwikkelingen hebben betrekking op hoe al deze oplossingen samenwerken om een maximaal investeringsrendement te bieden. Omdat onze oplossingen naast elkaar bestaan, kunnen gegevens die in elke ontwikkelingsfase zijn verkregen, worden gebruikt om ontwikkelingsbeslissingen te informeren, waardoor het besluitvormingsproces wordt versneld en het vertrouwen in de operationele prestaties wordt vergroot.
ELE Times: Naarmate de druk op hogere frequenties en grotere bandbreedtes de satelliettechnologieën vooruithelpt, wordt het verifiëren van de prestaties nog belangrijker voor het succes van missies. Wat zijn de verschillende producten van Keysight die zorgen voor effectieve satellietsignalering en communicatie?
We staan bekend om ons assortiment breedbandoplossingen in spectrumanalyse en onze breedbandsignaalgeneratoren. Onze VXG-microgolfsignaalgenerator biedt het hoogste uitgangsvermogen in de branche met ultralage faseruis. We gebruiken deze mogelijkheden om een reeks RF-componenten en satellietsubsystemen te testen. We gebruiken ook externe bronnen met onze vectornetwerkanalysator (VNA)-producten. Ons team van experts dat de VNA-producten ontwikkelt, blinkt uit in het stimuleren van de mogelijkheden van deze instrumenten. Onze modulatievervormingssoftware gebruikt de externe bron om realistische operationele breedbandsignalen te genereren. In analyse extraheert het lineaire en niet-lineaire vervorming in ons te testen apparaat (DUT) om NPR, ACPR en zelfs EVM te meten zonder de noodzaak om het signaal te demoduleren. Dit kan een enorme impact hebben op de meettijd.
ELE Times: De transformatie van de ruimtevaartindustrie door markt- en technologiekrachten brengt nieuwe kansen voor groei en nieuwe uitdagingen met zich mee. Wat zijn de huidige uitdagingen die u zou willen identificeren voor onze lezers met de ruimte- en satellietindustrie? Welke producten en oplossingen die Keysight biedt, zijn vanuit uw standpunt de uitweg uit deze uitdagingen?
De grootste uitdaging in de ruimte- en satellietindustrie van vandaag is de race om technologieën in te zetten en nieuwe businesscases te implementeren die deze technologieën zo snel mogelijk benutten, terwijl de risico's in operationele prestaties worden geminimaliseerd. Er is momenteel een goudkoorts gaande in de ruimte. Hoewel LEO veel toegankelijker is, zijn de kosten van het niet behalen van operationele doelen nog steeds enorm. Onze benadering van de industrie is holistisch en richt zich op de gegevens die tijdens de ontwikkeling zijn verzameld en hoe die gegevens vervolgens worden gebruikt om ontwerpkeuzes te maken of zakelijke aannames te valideren.
ELE Times: Welke innovaties plant u nu met betrekking tot dit spectrum?
We blijven onze portfolio van oplossingen uitbreiden om de ruimte- en satellietindustrie in staat te stellen haar doelstellingen te bereiken. Een interessant gebied voor mij zijn de elektro-optische communicatieverbindingen. Naarmate de RF- en microgolffrequenties overbelast raken met satellietverkeer, zullen we veel meer gebruik van opto-elektronica zien om point-to-point-communicatie te bieden. Het testen daarvan vereist enkele aanvullende instrumenten, bronnen en meettechnieken.
Mayank Vashisht | Sub-editor | ELE Times
De post De grimmige opleving in de ruimtevaart- en satellietindustrie verscheen eerst op ELE-tijden.
