První start po červencové nehodě raketa Electron zvládla – na oběžnou dráhu vynesla z Nového Zélandu první komerční radarovou družici firmy Capella Space. Úspěšná mise znamenala návrat firmy Rocket Lab do služby. Tento lídr na trhu vynášení malých družic se tak zřejmě již oklepal z neúspěšné mise, ke které došlo 4. července. Následné vyšetřování zjistilo, že nehodu způsobil jediný vadný elektrický konektor na horním stupni, jehož rozpojením za letu došlo k předčasnému vypnutí motoru. Nosič proto nedosáhl oběžné dráhy a shořel v atmosféře i se sedmi malými družicemi. Tehdy šlo o první selhání firmy Rocket Lab od jejího vstupu na komerční trh, na kterém zvládla 11 bezproblémových startů v řadě.

Electron čeká na start mise pojmenované I can’t believe it’s not optical (nemohu uvěřit, že to není optické).
Zdroj: https://pbs.twimg.com/

Firma po vyšetřování uvedla, že do předstartovních příprav zařadí podrobnější testy konektorů a možná i díky tomu proběhl pondělní start hladce. 17 metrů vysoká dvoustupňová raketa odstartovala v 5:05:47 SELČ z kosmodromu na novozélandském poloostrově Mahia. Raketa spalující kapalný kyslík a letecký petrolej zamířila směrem na východ a po odhození prvního stupně následovala i separace aerodynamického krytu. Ke slovu přišel druhý stupeň vybavený jedním motorem a jeho šestiminutový zážeh dosáhl dočasné oběžné dráhy.

Zde se od druhého stupně oddělil tzv. kick-stage, tedy malý horní stupeň, který provedl závěrečný manévr. Díky němu bylo možné umístit družici Sequoia na dráhu s výškou 525 kilometrů. Firma sice ukončila přímý přenos po ukončení činnosti druhého stupně, ale zanedlouho na Twitteru uvedla, že stupeň Curie uvolnil náklad na správné dráze.

Perfect mission. Electron has deployed the Sequoia satellite to orbit for @CapellaSpace. It was a good day to go to space.🚀#ICantBelieveItsNotOptical #ICanBelieveItsInOrbit pic.twitter.com/1qdJ2Y7EOC

— Rocket Lab (@RocketLab) August 31, 2020

„Gratuluji firmě Capella Space k prvnímu kroku vstříc vytvoření nové družicové sítě, která na vyžádání poskytne důležitá data o Zemi,“ uvedl Peter Beck, šéf firmy Rocket Lab v následně vydaném prohlášení, kde dále píše: „Electron je ideální nosič pro mise jako byla tahle, při kterých úspěch základního vypuštění velmi záleží na vysoké úrovni schopnosti dosáhnout přesné oběžné dráhy. Jsem také ohromně hrdý na náš tým, jejich tvrdou práci a odhodlání vrátit Electron bezpečně na rampu co nejdříve, abychom se mohli zase vrátit k pravidelným startům s ještě spolehlivější raketou pro naše zákazníky s malými družicemi.“ Firma dále uvádí, že po zbytek roku chystá každý měsíc jeden start. Mezi starty chystanými na tento rok by neměl chybět premiérový start z nové rampy na ostrově Wallops ve Virginii, nebo první pokus o záchranu prvního stupně.

Electron před startem mise pojmenované I can’t believe it’s not optical (nemohu uvěřit, že to není optické).
Zdroj: https://pbs.twimg.com/

Při pondělní misi šlo o vyhrazený start, což znamená, že Electron vynášel pouze družici Sequoia. Ta váží zhruba 100 kilogramů a má být prvním exemplářem z nejméně sedmičlenné várky, kterou firma Capella chystá. Tato družicová síť by měla poskytovat vládním i komerčním zákazníkům snímky zemského povrchu. Firma sídlící v San Franciscu plánuje družicovou síť, která by umožnila opakované snímkování daného místa s krátkými rozestupy – zákazníci by tak mohli dostat radarové snímky povrchu i několikrát za den. Díky tomu by bylo možné zaznamenat třeba změny v životním prostředí.

Capella však není jediná soukromá firma, která má podobné cíle. Třeba Planet, která má sídlo také v San Franciscu provozuje letku 150 malých družic, které snímkují Zemi – jen nejsou radarové, ale pracují ve viditelné části spektra. Firma BlackSky také pracuje na družicové síti pro snímání zemského povrchu ve viditelné části spektra.

Aerodynamický kryt Electronu pro družici Sequoia.
Zdroj: https://pbs.twimg.com/

Družice firmy Capella oproti nim mají výhodu v tom, že disponují radarem se syntetickou aperturou. Jejich snímkování tak může probíhat ve dne i v noci a za každého počasí. Družice pracující ve viditelné části spektra mají omezený pozorovací čas – mohou snímkovat pouze za denního světla a vadí jim oblačnost. Payam Banazadeh, šéf a zakladatel firmy Capella říká, že zájem o služby jeho firmy je především od vládních organizací. „Myslím, že zpočátku to bude vláda, obrana a zpravodajství, jak pro domácí vládu USA, tak pro mezinárodní vlády,“ uvedl Banazadeh v rozhovoru, který portálu Spaceflight Now poskytl ještě před startem a dodává: „To bude v krátkodobém horizontu hlavní zaměření pro různé aplikace.“

V loňském roce americký úřad NRO udělil firmě Capella kontrakt na studii, která se měla zabývat propojením komerčních radarových snímků této firmy s údaji z utajených průzkumných družic provozovaných NRO. Americké letectvo zase firmě Capella vloni v prosinci udělilo kontrakt na začlenění snímků z jejích družic do softwaru pro virtuální realitu, kterou používá letectvo. Capella rozhodně nezahálí a uzavřela i kontrakt s námořní pěchotou a zpravodajskou agenturou NGA (National Geospatial-Intelligence Agency). S oběma institucemi uzavřela dohodu o společném výzkumu a začátkem tohoto roku také dohodu pojmenovanou Souhlas s vývojem alias CRADA – v rámci této dohody mají výzkumníci z komunity amerického vládního zpravodajství pomáhat firmě Capella.

Vizualizace družice Sequoia
Zdroj: https://mk0spaceflightnoa02a.kinstacdn.com/

Díky mezidružicovému spojení se sítí Inmarsat na geostacionární dráze má být zajištěna možnost posílat družicím firmy Capella pokyny v reálném čase. Zákazníci mohou využít elektronický portál k vytvoření „objednávky“ radarového snímku konkrétního místa. „V dlouhodobém horizontu se budeme snažit, stejně jako všechny ostatní firmy zaměřené na dálkový průzkum, hledat různé aplikace,“ říká Banazadeh a dodává: „Za nejzajímavější považujeme ty, které vyžadují pochopení změn, ať už jde o monitorovací infrastrukturu, nebo jen prohlížení dat identifikaci změn.“

Umělecká představa družice Sequoia s rozloženou radarovou anténou.
Zdroj: https://www.satellitetoday.com/

Firma již definovala základní potřeby, technické vybavení a infrastrukturu, které jsou nutné pro využití snímků. Radarová data jsou kromě jiného využitelná třeba pro hledání úniků ropy, ale i pro monitorování zemědělství, nebo při reakcích na přírodní katastrofy. Například finská společnost ICEYE zatím vypustila pět radarových družic, což je více než Capella. Pro Capellu je však výhodou, že jde o americkou firmu, což jí dává výhodu při jednáních s americkou armádou.

Capella už má licenci od úřadu NOAA, kterou americké firmy potřebují k dálkovému průzkumu Země z oběžné dráhy. Důležité je, že tato licence byla vystavena pro 36 malých radarových družic. Firma také uvádí, že má všechna potřebná povolení od amerických úřadů, aby mohla prodávat globální radarové snímky s vysokým rozlišením.

Starší návrh družic firmy Capella
Zdroj: https://space.skyrocket.de/

První družice firmy Capella, pojmenovaná Denali, byla vypuštěná v prosinci roku 2018 na Falconu 9 při sdílené misi. Když firma provedla průzkum potenciálních zákazníků, rozhodla se předesignovat novou generaci svých větších družic. Cílem bylo, aby zvládly pořizovat ostřejší snímky a krátce po vydání žádosti mohly nasbírat více dat. Právě tyto dva požadavky totiž zákazníci zmiňovali nejčastěji. Právě na Electronu vypuštěná Sequoia je prvním zástupcem této nové řady, kterou firma Capella označuje jménem Whitney.

Družice Sequoia měla původně letět při sdílené misi s dalšími družicemi na indické raketě koncem roku 2019. Jenže start byl odložen a protože Capella na vynesení spěchala, dojednala si vypuštění na Falconu 9. Dohoda počítala s tím, že Sequoia poletí jako sekundární náklad s družicí SAOCOM 1B na konci března. Jenže i tento start byl odložen. Zástupci Argentinské kosmické agentury, tedy tvůrci primárního nákladu této mise, nemohli vycestovat do USA kvůli omezením spojeným s COVID-19.

SAOCOM 1B
Zdroj: https://mk0spaceflightnoa02a.kinstacdn.com/

Capella opravdu stála o rychlé vypuštění své družice a tak hledala další možnosti. V tu chvíli se hodilo, že firma už měla se společností Rocket Lab uzavřenou dohodu na vyhrazený start s nějakou budoucí družicí. Capella se ale rozhodla, že této dohody využije právě k vynesení družice Sequoia. Jenže (jak asi správně tušíte) ani to nebyl konec potíží. Electron totiž při červencovém startu havaroval a další mise potkal odklad, dokud se vše nevyšetří. A tady přichází hořce úsměvný moment. Přípravy na start Falconu 9 s družicí SAOCOM 1B pokračovaly a argentinská radarová družice (se kterou měla družice Sequoia letět) nakonec dosáhla oběžné dráhy jen 4 hodiny před startem Electronu. „Hráli jsme kosmický poker a věřili, že poletíme dříve než SAOCOM, ale najednou vidíme, že to bude hodně těsné,“ uvedl Banazadeh před startem.

Po dokončení sítě by mělo být možné provádět opakovaná snímkování v řádu desítek minut.
Zdroj: https://directory.eoportal.org/

Oběžná dráha družice Sequoia je vůči rovníku skloněna o 45° vůči rovníku, takže družice přelétává nad většinou obydleného světa. „Tato dráha se středním sklonem dává našim zákazníkům přístup k rychlému zmapování důležitých oblastí jako je Blízký východ, Korea, Japonsko, Evropa, jihovýchodní Asie, Afrika nebo USA,“ napsal Banazadeh na blogu, kde dále uvádí: „Stejně jako všechny družice firmy Capella bude i Sequoia schopná vidět skrz oblaka a v temnotě. Zvládne rozlišit méně než půlmetrové změny na zemském povrchu. Po vypuštění všech družic nabídne naše síť pokrytí všech míst na Zemi s frekvencí v rychlém sledu.“

Ještě letos by měly na oběžnou dráhu vyrazit další dvě družice z řady Whitney – s jejich startem se počítá na Falconu 9 a půjde o sdílenou misi na sun-synchronní dráhu. Banazadeh uvedl, že zkušenosti firmy z poslední doby jen potvrdily důležitost toho, že se hodí mít k dispozici více raket, které mohou vynést družice na oběžnou dráhu. Jakmile bude kolem Země kroužit všech sedm družic z řady Whitney, provede firma Capella zhodnocení poptávky od klientů a určí, kolik dalších družic bude potřeba vypustit. „Zatím počítáme s těmi sedmi – ty mají zajištěné financování a probíhá jejich stavba,“ uvedl Banazadeh a dodal: „Máme ale plány i na další družice, jen nevíme, zda jich bude 12, 24 nebo 36 – to záleží na našem trhu. Další družice tedy vypustíme, až zjistíme, kam trh míří, abychom na to mohli adekvátně zareagovat.“

Radarový snímek San Francisca pořízený družicí Denali od firmy Capella.
Zdroj: https://www.incimages.com/

Radarové snímkování je ve skupině malých družic vcelku nový fenomén. Radarové družice byly ještě před několika lety velké a drahé – kvůli ceně v řádu stovek milionů dolarů si je proto mohly dovolit provozovat pouze vlády. Jenže firmy jako Capella nebo ICEYE zkouší tento trend prolomit a sází na miniaturizaci a využití dalších prostředků, které přináší technologický pokrok. Radarové systémy jsou známé tím, že mají velký hlad po elektřině a také jejich antény nebývají malé. Kvůli splnění těchto požadavků proto byly dřívější radarové družice velké a tím pádem i drahé.

Logo firmy Capella Space.
Zdroj: https://mma.prnewswire.com/

„Spotřeba energie a velikost antén jsou dvě největší omezení, která souvisí s provozováním radaru se syntetickou aperturou,“ uvedl Banazadeh a dodal: „Potřebujete velkou anténu. Může být buďto pevná a nebo skládací. S pevnou anténou můžete startovat jen jako primární náklad na velkých raketách, jejichž starty nejsou levné. Pokud si místo pevné vyberete rozkládací anténu, počítejte s tím, že bude mít trochu komplexnější strukturu, která zajistí, aby se správně rozevřela.“

Capella vsadila na rozkládací síťovou radarovou reflektivní anténu. Tu je možné složit jako origami, takže při startu nezabírá moc místa, ale po vypuštění od rakety se umí rozložit na průměr 3,5 metru! Samotné rozkládání však není jednoduché a zvyšuje se tím složitost konstrukce. „Čím je družice komplexnější, tím déle trvá její uvádění do provozu,“ uvedl Banazadeh a dodal: „Máme hned několik pohyblivých částí, které se musí rozložit, takže nám to zabere pár týdnů, než přineseme první snímky. Očekáváme, že v těch prvních týdnech na nás bude čekat hodně práce. Ale nebudeme spěchat a dáme tomu čas, abychom zkalibrovali přístroje, taky se během celého procesu určitě naučíme něco nového.“

Firma uvádí, že její družice zvládne pořizovat snímky po dobu deseti minut během každého oběhu kolem Země, který trvá skoro 100 minut. To je pro malou radarovou družici docela perný harmonogram. Jak již bylo uvedeno výše, snímky mají mít rozlišení menší než 50 centimetrů a snímaný pruh by měl mít délku až 4 000 kilometrů. Jednou z výzev byl podle Banazadeha systém pro odesílání a zpracování velkého objemu dat, která by měla družicová síť vyprodukovat.

Přeloženo z:
https://spaceflightnow.com/

Zdroje obrázků:
https://mk0spaceflightnoa02a.kinstacdn.com/…/I-Cant-Believe-Its-Not-Optical-2..jpg
https://pbs.twimg.com/media/Egty34lUYAApsuD?format=jpg&name=large
https://pbs.twimg.com/media/EgthvLTVgAA-G-9?format=jpg&name=large
https://pbs.twimg.com/media/EgiL9kiU4AA60vG?format=jpg&name=4096×4096
https://mk0spaceflightnoa02a.kinstacdn.com/wp-content/uploads/2020/08/sequoia_sat.jpg
https://www.satellitetoday.com/wp-content/uploads/2020/01/EOy1XjCU0AIny1s.png
https://space.skyrocket.de/img_sat/capella-1__2.jpg
https://mk0spaceflightnoa02a.kinstacdn.com/…grupalinstituciones_saocom1b_800.jpg
https://directory.eoportal.org/documents/163813/5701864/Capella_Auto7.jpeg
https://www.incimages.com/uploaded_files/image/1920×1080/Capella-SAR-Image_412075.jpg
https://mma.prnewswire.com/media/749962/Capella_Space_Logo.jpg?p=facebook