Število satelitov, ki krožijo okoli Zemlje, je v zadnjih letih skokovito naraslo. Leta 1959 je bilo le dva, danes pa je aktivnih več kot tri tisoč satelitov in to je šele začetek. Zasebna podjetja si prizadevajo za osvajanje vesolja z veliko hitrostjo. Samo projekt Starlink podjetja SpaceX ima dovoljenje za postavitev 12000 satelitov v orbito. Čez deset let bi lahko bilo v orbiti 16000 satelitov, kar je 5-krat več kot danes.
Nizki stroški lansiranja so eden od ključnih dejavnikov tega hitenja v vesolje. Pred 25 leti je bila cena tovora na kilogram 22000 evrov, danes pa le še 1000 evrov in te cene naj bi padle pod 100 evrov na kilogram. Nič čudnega torej, da vse več podjetij gleda v nebo.
Podatki iz vesolja bodo ključni za odklepanje novih tehničnih inovacij v prihodnosti. Navigacija, komunikacija, opazovanje Zemlje; več satelitov prinaša vse več podatkov. Govori se, da bodo satelitski podatki v naslednjih 10 letih vplivali na vsako večjo industrijo.
Večina podatkov prihaja iz podzemnih kablov, vendar polovica planeta nima dostopa do kablov, ki zagotavljajo zanesljivo širokopasovno povezavo. In tu so sateliti, ki igro obrnejo za 360 stopinj. Na splošno obstajajo tri vrste satelitov; Satelit v visoki orbiti, satelit v nizki orbiti in kockasti satelit. Sateliti v visoki orbiti lebdijo nad zemeljskim ekvatorjem na približno 36000 km. Veliki so kot šolski avtobus in stanejo tudi ogromne denarce. Sateliti v nizki orbiti so sorazmerno deseti po velikosti od satelitov v visoki orbiti, cenejši za izdelavo in krožijo v orbiti na približno 1000 km. In potem so tu še sateliti, ki krožijo še bližje zemlji; kockasti sateliti. Velikosti so približno kot vrč za mleko in lebdijo okoli 500 km nad orbito ter jih je mogoče pritrditi na več kockastih satelitov, kot so lego kocke, da pomnožijo svojo moč.
Vsak od teh satelitov lahko sčasoma tekmuje s podzemnimi kabli. Sateliti v visoki orbiti oddajajo resnično široko mrežo podatkov, ki je skoraj velika kot celina. Vendar pa so visoki, imajo manj podatkovne zmogljivosti, zaradi česar niso tako odlični za komercialne namene, kot je igranje iger, ker imajo čas zamika. Po drugi strani pa so statistike nizke orbite in kocke bližje, zato lahko zagotovijo večjo hitrost, npr 5G in nižja zakasnitev in to je tisto, kar tekmuje s kabli na planetu Zemlja.
Sateliti postajajo manjši in cenejši. Razlog, da postajajo sateliti vse manjši in začenjajo novo revolucijo, je v tem, da ovira za vstop v vesolje ni več tako visoka. Veliki sateliti, ki nosijo veliko instrumentov, lahko znatno povečajo stroške tovora. V nasprotju s tem, če vam uspe narediti satelit manjši, miniaturizirati komponente in izkoristiti povečanje učinkovitosti, potem lahko nekaj postavite v orbito veliko hitreje. Velikani, ki tehtajo tone, se spreminjajo v pametne roje, ki zagotavljajo brezhibne podatke; surovina prihodnosti.
Ker vesoljska industrija doživlja motnje, kakršnih ni bilo od prvotne vesoljske tekme v šestdesetih letih prejšnjega stoletja, se številna podjetja pripravljajo na zagotavljanje vesoljskih zmogljivosti z novimi profili tveganja, povečanimi količinami in nižjimi stroški. Uveljavljena podjetja se prilagajajo, da bi izkoristila te priložnosti.
Ne glede na to, ali gre za visokozmogljive satelitske (HTS) mikrovalovne tovore ali telemetrijo, sledenje in nadzor (TT&C), orodja za načrtovanje in validacijo podjetja Keysight zagotavljajo večje zagotovilo, da vaš satelit in njegovi podsistemi delujejo prvič, vsakič, v času trajanja poslanstvo.
Za več o tem sem imel veliko srečo, da sem imel pogovor ena na ena z Richard Soden, vodja vesolja in satelitov, Keysight Technologies. Odlomki:
ELE Times: Zmanjšani stroški izstrelitve in napredek raket za večkratno uporabo poganjajo današnjo revolucijo satelitske industrije. Kako Keysight zagotavlja zanesljivost svoje rešitve glede na uspešne namene vesoljske industrije, da zmanjša stroške izstrelitve? Ali je ta namera lahko ovira za najsodobnejši satelit?
Da bi podprl to industrijo, je Keysight osredotočen na omogočanje podjetjem, da pospešijo uvajanje svoje tehnologije v vesoljske operacije, hkrati pa zmanjšajo tveganje in zagotovijo uspešnost. Veliko slišite o "premiku v levo" v industriji. To se nanaša na ureditev stvari v zgodnjih fazah življenjskega cikla izdelka in Keysight to omogoča ne samo s strojno opremo za testiranje in merjenje, ampak tudi z našo programsko opremo za načrtovanje sistema. Omogočamo gradnjo natančnih modelov na ravni sistema, vključno z orbitalno dinamiko LEO, kot tudi sredstva za testiranje in izboljšanje teh modelov, ki zajemajo resnično fiziko delovanja. Ti modeli se lahko uporabljajo kot »digitalni dvojčki«, ki vzporednim inženirskim ekipam omogočajo, da napredujejo pri razvoju, preden so na voljo popolni sistemi strojne opreme.
ELE Times: Na poti do razvoja novih satelitov je vsak korak ključen. Kako Keysight izkorišča svoje strokovno znanje in izkušnje za zagotavljanje vesoljske in satelitske industrije? Katere so vaše najnovejše rešitve v zvezi s tem spektrom?
Obsežen portfelj rešitev družbe Keysight Technologies pokriva celoten življenjski cikel razvoja izdelka in že sem omenil našo programsko opremo za načrtovanje. Ko imamo komponente in podsisteme za testiranje, lahko izkoristimo modele načrtovanja za generiranje in analizo realističnih valovnih oblik prek naših generatorjev širokopasovnih signalov in analizatorjev spektra. Uporabimo lahko celo realistično popačenje kanala in Doppler na ravni strojne opreme. Nudimo tudi rešitve za napajalne sisteme, vključno s simulacijo sončnih nizov in elektronskimi obremenitvami, za testiranje enot PDCU in zagotavljanje realistične moči za sistemske teste. Nato nudimo integrirane proizvodne testne rešitve, ki izkoriščajo učenje skozi izdelavo prototipov, kot tudi terenske testne rešitve, vključno z ročnimi integriranimi instrumenti.
Najnovejši razvoj je povezan s tem, kako vse te rešitve delujejo skupaj, da zagotovijo največjo donosnost naložbe. Ker naše rešitve obstajajo sočasno, se lahko podatki, pridobljeni na vsaki stopnji razvoja, uporabijo za obveščanje o razvojnih odločitvah, s čimer se pospeši proces odločanja in hkrati poveča zaupanje v operativno uspešnost.
ELE Times: Ker pritisk na višje frekvence in širše pasovne širine napreduje v satelitskih tehnologijah, postane preverjanje zmogljivosti še bolj ključno za uspeh misije. Katere različne izdelke ponuja Keysight, ki zagotavljajo učinkovito satelitsko signalizacijo in komunikacijo?
Znani smo po naši paleti širokopasovnih rešitev za analizo spektra in naših generatorjih širokopasovnih signalov. Naš generator mikrovalovnega signala VXG ponuja največjo izhodno moč v industriji z izjemno nizkim faznim šumom. Te zmogljivosti uporabljamo za testiranje vrste RF komponent in satelitskih podsistemov. Z našimi izdelki vektorskega analizatorja omrežij (VNA) uporabljamo tudi zunanje vire. Naša ekipa strokovnjakov, ki razvijajo izdelke VNA, se odlikuje po spodbujanju zmogljivosti teh instrumentov. Naša programska oprema za modulacijsko popačenje uporablja zunanji vir za ustvarjanje realističnih delujočih širokopasovnih signalov. Pri analizi izloči linearno in nelinearno popačenje v naši testirani napravi (DUT) za merjenje NPR, ACPR in celo EVM brez potrebe po demodulaciji signala. To lahko močno vpliva na čas merjenja.
ELE Times: Preobrazba vesoljske industrije s tržnimi in tehnološkimi silami prinaša nove priložnosti za rast in nove izzive. Kakšni so trenutni izzivi, ki bi jih radi opredelili za naše bralce v vesoljski in satelitski industriji? Kateri izdelki in rešitve, ki jih ponuja Keysight, so z vašega vidika izhod iz teh izzivov?
Glavni izziv v vesoljski in satelitski industriji danes je tekma za uvajanje tehnologij in implementacijo novih poslovnih primerov, ki čim hitreje izkoriščajo te tehnologije, hkrati pa zmanjšujejo tveganja pri operativni uspešnosti. Trenutno se v vesolju dogaja zlata mrzlica. Čeprav je LEO veliko bolj dostopen, so stroški neizpolnjevanja operativnih ciljev še vedno ogromni. Naš pristop do panoge je celosten in se osredotoča na podatke, zbrane med razvojem, in na to, kako se ti podatki nato uporabijo za sprejemanje oblikovalskih odločitev ali potrjevanje poslovnih predpostavk.
ELE Times: Katere novosti načrtujete naslednje v zvezi s tem spektrom?
Še naprej širimo naš portfelj rešitev, da omogočimo vesoljski in satelitski industriji, da doseže svoje cilje. Eno področje, ki me zanima, so elektrooptične komunikacijske povezave. Ko bodo RF in mikrovalovne frekvence začele postajati preobremenjene s satelitskim prometom, bomo videli veliko večjo uporabo optoelektronike za zagotavljanje komunikacije od točke do točke. Za njihovo testiranje so potrebni dodatni instrumenti, viri in merilne tehnike.
Mayank Vashisht | Podurednik | ELE Times
Pošta Starkov vzpon v vesoljski in satelitski industriji pojavil prvi na ELE Times.
