Startup družicových snímků EOI Space překonal údolí smrti tím, že letěl nízko

Když v roce 2020 obdržel cenu AFWERX za vývoj malých, nízko letících družic, Earth Observant, nyní známý jako Prostor EOI, byla hrstka lidí přesvědčena, že by mohla proniknout na trh se satelitními snímky. Nyní startup přesvědčil japonského IT giganta, NTT ÚDAJE, může poskytovat snímky s ultravysokým rozlišením téměř v reálném čase z nepříliš vysoké země.

Před dvěma týdny společnost EOI Space oznámila distribuční smlouvu s NTT DATA, která přináší bohatě detailní snímky ze souhvězdí společnosti na velmi nízké oběžné dráze Země (VLEOLEO
) optické zobrazovací satelity zákazníkům na japonském trhu. „Zákazníci“ je v podstatě eufemismus pro koncové uživatele v oblasti obrany a bezpečnosti japonské vlády, druhého největšího spotřebitele komerčních snímků pro účely národní obrany a bezpečnosti po vládě USA.

Tato dohoda, původně v hodnotě 70 milionů dolarů, není jen finančním výstřelem pro EOI Space, ale také důležitým ověřením jejího produktu a strategie respektovanou nadnárodní společností jednající jménem jednoho z nejdůležitějších amerických spojenců. V kombinaci s rozhodujícím kapitálem od investorů, kteří byli přesvědčeni o potenciálu konstelace VLEO společnosti EOI Space, kontrakt přepravil nízko létající společnost přes takzvané Údolí smrti do podhůří, kam má velkou šanci vyšplhat.

Obchodní model EOI Space těží z technologického nápadu, o kterém se diskutuje již deset let, ale dosud nebyl realizován – vyslání množství malých zobrazovacích satelitů do relativně nízkých nadmořských výšek.

Stingray

Jádro příběhu EOI, když jsem poprvé zakryl to v roce 2020 byla jeho atraktivita pro americké letectvo založena na jeho plánech vybudovat ve VLEO síť malých satelitů. Satelity, které létají na nízké oběžné dráze Země (LEO), obvykle stoupají do výšky 500 kilometrů (310 mil) nebo výše nad zemí. EOI navrhla létat se svými ptáky ve výšce asi 250 km (155 mil), což je výška víceméně v zemské atmosféře.

Tato strategie přichází s některými nevýhodami, jako je aerodynamický odpor, účinky slunečních větrů a silná gravitační síla, které jsou dostatečně významné na to, aby se orbita kosmické lodi rozpadla za méně než pět let, což vyžaduje změny v tradičních konstrukcích. Ale existují i ​​skutečné výhody.

Létání v nižších výškách obecně zlepšuje rozlišení optických senzorů, radiometrický výkon (infračervené/mikrovlnné senzory) a geoprostorovou přesnost. Nízká oběžná dráha umožní satelitům Stingray pořizovat snímky s vysokým rozlišením téměř v reálném čase o velikosti 15 cm. To je řádově lepší než větší, výš létající optické satelity předních komerčních poskytovatelů snímků. maxes a Airbus které pořizují fotografie v maximálním rozlišení 30 cm.

Kromě velmi vysokého rozlišení viděl AFWERX potenciál v distribuované odolnosti konstelace nízko letícího satelitu. Blízkost poskytovaná VLEO může snížit požadavky na požadovanou velikost užitečného zatížení (optické, radarové nebo komunikační) a tím i náklady.

Každý rejnok bude na velké straně pro malé sezení o hmotnosti přibližně 330 kilogramů (728 liber). Tělo kosmické lodi neboli „autobus“ bude mít délku dva metry (6.5 stop) a s rozmístěnými solárními panely bude mít délku přibližně čtyři metry. Přitom jsou mnohem menší a levnější než většina optických družic. Jejich design – pro pětiletou životnost ve výšce 250 km – nabízí flexibilitu pro doplňování konstelace v krátkých časových cyklech novými senzory nebo jinými schopnostmi a jejich nízká nadmořská výška/malá velikost usnadňuje jejich de-orbitu.

První z až 60 plánů EOI Stingrays vytvořit svou konstelaci odstartuje v lednu 2024 jako součást sdílené mise SpaceX na jedné z raket Falcon 9 společnosti. Stingray se rozmístí z Falconu ve vzdálenosti přibližně 500 km a propracuje se až na svou dráhu VLEO. Když se tam dostane, poletí se standardním čtyřpásmovým multispektrálním (blízko infračerveným) optickým senzorem od vnějšího poskytovatele, který EOI integruje do své sběrnice.

Jak Stingrays postupně startují a připojují se k konstelaci (do konce roku 2024 jich může být ve VLEO až šest), EOI plánuje integrovat vlastní optickou zátěž a také propojený výpočetní cluster GPU (grafická procesorová jednotka) a svůj vlastní pohonný systém. . „Pro nás je klíčové, abychom se postupem času co nejvíce vertikálně integrovali,“ říká spoluzakladatel EOI a hlavní ředitel příjmů Paul Smith. „Vyhneme se tak dodacím lhůtám. Právě teď existují rok až rok a půl dodací lhůty pro komponenty, které vás skutečně vrátí zpět. Tomu se chceme vyhnout."

Satelity EOI se také vyhnou prodlevám v doručování snímků, které přicházejí se stanicemi pro pozemní zpracování tím, že provádějí značné množství zpracování obrazu (nezpracovaná optická obrazová data je třeba zpracovat a naformátovat pro použití) na palubě každého Stingray pomocí metod edge computingu spíše než pouhého odesílání. nezpracovaná data na pozemní stanici.

„Naším cílem je, aby [snímková data] vynechala tradiční zásobníky zpracování pozemních stanic,“ řekl Smith v roce 2020. „Věděli jsme, že je to důležité, nevěděli jsme, jak důležité. Ale po rozhovoru s letectvem a armádou se ukázalo, že jejich základním přáním je rychlejší získávání dat. Je to něco, co po nás všech tam venku ve vesmíru hledají.“

Díky své oběžné dráze VLEO souhvězdí Stingray zatrhává další políčko – létá pod stále více provozovanou čtvrtí LEO zamořenou vesmírným smetím ve výšce nad 500 km. V roce 2021 Peter Beck, generální ředitel startupu Rocket Lab, potvrdil, že obrovské množství objektů v LEO stále více ztěžuje nalezení jasné cesty pro rakety k vypouštění nových satelitů. Rakety se „musí pokusit proplést si cestu mezi tato [satelitní] konstelace,“ řekl Beck CNN s odkazem na satelity Starlink společnosti SpaceX.

Při zakládání společnosti v roce 2017 zakladatelé EOI vsadili na přitažlivost odolné, nízko létající konstelace, která je schopna pořizovat detailní snímky a rychle je odesílat přímo zákazníkům.

Přechod údolím

„Od roku 2020 jsme ušli dlouhou cestu,“ říká Smith. "Získali jsme grant od AFWERX a udělali jsme veškerou práci, která byla zakázaná, naučili jsme se hodně o našem návrhu autobusu a optickém užitečném zatížení."

Financování SBIR (DoD Small Business Innovation Research) umožnilo třem spoluzakladatelům startupu přejít k práci na podniku na plný úvazek, což je druh evoluce malého podnikání, o který se pokusili AFWERX a jeho odcházející ředitel, plukovník Nathan Diller. inkubovat opakovaně od roku 2019.

Smith říká, že cena byla klíčová nejen pro další výzkum, ale také pro to, že poskytla generálnímu řediteli a spoluzakladateli Earth Observant Christopheru Theinovi prostor pro dýchání, aby se mohl soustředit na zajištění financování série A od andělského investora. Společnost následně založila své ústředí v Louisville, CO, předměstí severně od Denveru, které je známé svou koncentrací mladých leteckých společností a rezidentní zásobou talentů. EOI najala přes 50 lidí, upevnila svůj design a získala startovací slot se SpaceX.

To, co je často přehlíženo v nyní známé diskusi „Údolí smrti“ (cesta startu obranného a leteckého průmyslu od počátečního výzkumu a vývoje až po uzavření případné vládní zakázky), je potenciální podpora, kterou granty SBIR/STTR poskytují vznikajícím firmám při přilákání soukromého kapitálu. Pro EOI byla investice ve výši 15 milionů dolarů poskytnutá jejím andělem zásadní pro to, aby podnikání pokročilo dostatečně daleko, aby přilákalo NTT DATA.

„Nevím, že bychom se dostali do toho A-kolo, ti andělští investoři, kdyby nebylo té americké vládní zakázky,“ uznává Thein. "Nevím, jestli bychom uzavřeli dohodu s NTT bez obou těch předchozích věcí."

Thein ve skutečnosti před deseti lety začal se zakládáním společnosti pro satelitní snímky VLEO přerušen, ale načasování ještě nebylo příznivé. „Už během existence této společnosti [EOI] jsem si všiml, že zejména ve vládě USA panoval pocit, že to není možné zvládnout. Nyní vidíte několik vyskakovacích programů, které dělají přesně tuto věc. Došlo k posunu mysli, když jsme to přijali jako cestu vpřed.“

Možná neexistuje lepší podpora pro Theinovo pozorování než nedávné založení nové obchodní jednotky pro národní bezpečnost společnosti SpaceX Hvězdný štít. I když podrobnosti o tom, co je údajně obranný start a konstelace pro pozorování Země, jsou omezené, nová dceřiná společnost Elona Muska říká, že se zpočátku zaměří na vývoj senzorů a satelitů pro zobrazování Země. Pokud se souhvězdí Starshield připojí k rejnokům EOI Space ve VLEO, nebude to překvapení.

Když NTT DATA souhlasila s obchodem s malou americkou firmou, pravděpodobně rozpoznala posun ve vnímání satelitních sítí VLEO a příležitost dostat se do přízemí. Částka 70 milionů dolarů v tiskové zprávě NTT představuje její odhad hodnoty prodeje snímků, které obdrží od EOI jako součást exkluzivního nákupu předběžných dat pro japonský trh v hodnotě 8 milionů dolarů do roku 2028.

Kromě prodejní exkluzivity tato dohoda poskytuje společnosti NTT zajištěný přístup k úkolování sat Stingray. Smith vysvětluje, že jiné sítě poskytovatelů snímků jsou někdy odkloněny od komerčního zadávání úkolů v regionu kvůli jeho strategické důležitosti a rychlým informacím, které vlády (USA/Spojenci) mohou vyžadovat v tom, co nazývá „obtížným sousedstvím“. Hlavním hnacím motorem dohody byla priorita úkolu a tiché uznání hodnoty, kterou budou mít data EOI 15 cm.

Smlouva také představuje přijatelnou, dokonce žádoucí mezinárodní investici v aréně, ve které je vláda USA obzvláště citlivá na zahraniční peníze. NTT měla dostatek důvěry v EOI Space, aby převzala menší majetkový podíl (přibližně 3 procenta), což představuje další 2 miliony dolarů v investici do EOI Space.

Zakladatelé EOI odolali pokušení vzít si ruské nebo jiné zahraniční finanční prostředky, když překročili Údolí smrti z vlasteneckých a zdravých dlouhodobých obchodních důvodů. To možná vyžadovalo, aby pracovali usilovněji, ale připravuje to půdu pro budoucnost, ve které EOI doufá, že americké zpravodajské a obranné instituce budou hlavním zákazníkem.

EOI se snažila obejít problémy s investicemi do zahraničního vlastnictví pomocí toho, co nazývá programem Global Alliance, v podstatě programem preferenčního zákazníka před nákupem dat s některými rysy dohody NTT, které by mohly generovat peněžní toky potřebné k urychlení své expanze. bez předání vlastního kapitálu offshore subjektům.

Budoucí pohled shora

Chris Thein mi připomněl, že navzdory pomalým změnám na trhu družicových snímků nadále dominují národní státy, jejichž poptávka po obraně a zpravodajství tvoří 55 % trhu a zbytek tvoří směs komerčních zákazníků, zákazníků z oblasti nouzové reakce, vědeckých a jiných zákazníků.

Airbus a Maxar dominují na trhu obranného zobrazování s více než 50% podílem. "Nemají nahoře nejvíc satelitů," říká Thein, "mají nahoře satelity s nejvyšším rozlišením." Válka na Ukrajině ukázala vládám a obyčejným lidem sílu obrazů, dodává, a zdůrazňuje potenciální poptávku po kapacitě EOI 15 cm.

Zatímco Airbus a Maxar mají v současnosti nejsofistikovanější a nejagilnější zobrazovací satelity, jsou také nejdražší. Strategie EOI je jiná. Spíše než využití několika velmi nákladných a velmi schopných satelitů využije méně vynikajících, méně manévrovatelných ptáků soustředěných na nízkých synchronních drahách s různým sklonem, které nabízejí různé výhodné body a vyšší četnost opakovaných návštěv.

„Jednotlivý satelit Maxar nebo Airbus může například provádět mapování oblastí mnohem robustněji než [Stingray],“ říká Smith. "Ale nesnažíme se to všechno udělat s jedním ptákem." Můžeme využít výkon mnoha satelitů v konstelaci k efektivnějšímu pokrytí stejných oblastí.“

EOI bude sledovat model zobrazování jako služby. Nižší předpokládané celkové náklady na jeho konstelaci pravděpodobně implikují nižší náklady na snímky s lepším rozlišením než jeho konkurenti. Povaha jeho jednotlivých malých sat mu také poskytuje výhodu škálování. Smith odhaduje, že jejich cena je přibližně 10 % pokročilých vyšších létajících kosmických lodí jejich konkurentů.

Díky tomu je hora velkých písmen, kterou EOI Space potřebuje, méně strmá než její kolegové. Apeluje také na vládu, kterou Smith potvrzuje.

"Víme, že se velmi zajímají o to, co děláme." Podporovali nás a my doufáme, že v určitém okamžiku získáme nějaké stabilní smlouvy. Už nejsme dítě. Jsme spíše puberťáci připravení získat klíče od auta.“

To bude zřejmé, až se Stingrays dostanou do vesmíru, dodává Smith, fyzický a psychologický signál pokroku. "Vláda s vámi obvykle nemá tolik co mluvit, dokud nejste ve vesmíru." Pak je to jiná hra."

Totéž platí pro potenciální komerční klienty, kteří mohou žádat o různé služby nad rámec optického zobrazování, od obchodování s komoditami až po monitorování veřejné bezpečnosti a energetické infrastruktury. EOI se zabývala rozšířením svých schopností Stingray o integraci tepelných, radarových a dalších senzorů, které pravděpodobně poskytují externí výrobci. Smith však zdůrazňuje, že společnost zůstane v dohledné budoucnosti přímo zaměřena na optické užitečné zatížení.

Výpočetní algoritmy Stingray edge mohou být pro zákazníky zajímavé, stejně jako schopnost konstelace „tipovat a navádět“ jiné systémy na oběžné dráze, zpracovávat a odesílat jejich data přímo klientům.

Spoluzakladatelé společnosti ale říkají, že zatím nechtějí předbíhat svou původní vizi. Ve skutečnosti je pro startupy jako EOI vhodná doba, aby jednoduše využily komoditizace startu, kterou SpaceX umožnila. Bez takto snížených nákladů by bylo mnoho inovací stále pohřbeno.

"Jsem optimistický ohledně toho, kde se právě nacházíme," říká Smith. „Jsme na správné rovnováze špičkové a stabilní technologie.