Итоги запусков космических аппаратов ДЗЗ и тенденции отрасли в 2024 году

Тема: общие вопросы

Автор: Роман Пермяков, руководитель группы ДЗЗ

Скачать
PDF, 809 Кб

253 космических запуска в 2024 г. завершились успехом, что на 16% больше, чем в 2023 г. На борту каждой третьей ракеты-носителя были космические аппараты дистанционного зондирования Земли (КА ДЗЗ).

В рамках настоящей публикации будут рассмотрены КА ДЗЗ преимущественно гражданского назначения: коммерческие, научно-образовательные, демонстрационные спутники, а также гидрометеорологические аппараты, гражданские аппараты радиоэлектронной разведки, включая спутники автоматической идентификации морских судов. Включение последних в пул аппаратов гражданского назначения связано с ориентацией на сложившуюся практику ведения статистики у международного лидера консалтинга в сфере ДЗЗ — компании NovaSpace (ранее — EuroConsult).

Таким образом, из рассматриваемой в статье статистики запусков 2024 г. исключаются спутники ДЗЗ оборонно-разведывательного назначения, в частности, американские Starshield (104 аппарата) и китайские Yaogan-43 (18 спутников). Тем не менее, в оценке тенденций сектора ДЗЗ полностью обойтись без оборонного направления будет неправильно.

Тенденции

Тренды 2024 г. продолжают динамику, наметившуюся в отрасли в последние несколько лет.

1. Оставаясь крупнейшими заказчиками данных и услуг ДЗЗ, правительственные институты аккумулируют лучшие практики частных игроков в рамках уже сложившихся механизмов государственно-частного партнерства или стимулируют их появление и развитие на законодательном уровне.

NRO [1] заключило со SpaceX $1,8-млрд контракт на создание и запуск более 100 разведывательных спутников по программе Starshield.

NASA расширило «Программу коммерческой съемки малыми космическими аппаратами» за счет $476-млн контракта с 8 новыми операторами спутниковых группировок (BlackSky, ICEYE, MDA, Pixxel, Planet, Satellogic, Teledyne, Tomorrow).

NGA [2] заключило $290-млн контракт на доступ к коммерческим данным и сервисам ДЗЗ с 10 частными компаниями (Airbus D&S, Booz Allen Hamilton, BlackSky, BlueHalo, CACI, Electromagnetic Systems, Maxar, NV5 Geospatial, Royce Geospatial, Ursa).

Индонезия заключила $50-млн контракт на данные и сервисы ДЗЗ с BlackSky.

Государственная Дума Федерального Собрания РФ приняла Федеральный закон об использовании концессионных соглашений и механизмов государственно-частного партнерства в космической деятельности.

Правительство РФ направило 1,4 млрд рублей на реализацию федерального проекта «Развитие высокотехнологичного направления «Перспективные космические системы и сервисы». Часть этой суммы пошла на выкуп уже отгруженных данных ДЗЗ в рамках первого форвардного контракта, заключенного в конце года между Роскосмосом и группой компаний «Спутникс».
2. Растет не только число государств, успешно запустивших свои первые кубсаты-демонстраторы технологий, но и тех стран, которые стремятся сформировать из аппаратов ДЗЗ высокотехнологичные многоспутниковые созвездия для обеспечения или сохранения в космосе национального суверенитета.

В 2024 г. свой первый спутник-кубсат (GAINDESAT-1A) успешно запустил Сенегал, а у Омана после неудачной попытки выведения на орбиту годом ранее в 2024 г. появился первый штатно функционирующий аппарат OmanSat-1.

Правительство Греции при участии Европейского космического агентства заказало разработку и развертывание группировок:

  • из 7 оптических спутников ДЗЗ общей стоимостью порядка €60 млн в видимом диапазоне спектра у консорциума европейских компаний Open Cosmos;
  • из 4 гиперспектральных аппаратов стоимостью около €20 млн для мониторинга пожарной обстановки у германской компании OroraTech;
  • из 2 радиолокационных спутников у финской компании ICEYE.

В этой же связи следует сказать, что первый из пяти радиолокационных спутников ICEYE, запланированных к запуску в интересах ОАЭ в рамках партнерства с компаниями Bayanat и Yahsat, был успешно выведен на орбиту в августе под названием Foresight-1.

Польша подписала $134-млн соглашение с местной компанией Creotech на создание и запуск 4 оптических микроспутников ДЗЗ. Первый спутник-демонстратор технологий, EagleEye, отправился на орбиту в августе.

Венгрия в рамках национальной программы частного финансирования HUSAT может уже к 2026 г. получить от местного телекоммуникационного гиганта 4iG группировку из 6 оптических и 2 радиолокационных спутников ДЗЗ.
3. В условиях борьбы частных игроков за крупные государственные контракты с точки зрения набора компетенций, снижения себестоимости производства и увеличения объемов съемочного ресурса вертикальная и горизонтальная консолидация рынка ДЗЗ, а также создание виртуальных созвездий на базе тесных партнерских соглашений между операторами стали неизбежными.

Горизонтальная консолидация представляет собой объединение компаний, действующих в рамках цепочки создания стоимости на одном уровне, в одном функциональном сегменте.

  • Канадский интегратор решений в сфере ДЗЗ EarthDaily Analytics приобрел американского разработчика платформы геопространственной аналитики Descartes Labs.
  • Американский разработчик веб-приложения для трекинга космических объектов, стартап Privateer, купил компанию Orbital Insight — калифорнийскую фирму, занимающуюся геопространственной аналитикой по космическим снимкам и данным геолокации смартфонов.

Вертикальная консолидация, как правило, заключается в приобретении заказчиком космических данных и услуг одного из своих поставщиков для достижения технологической самодостаточности.

  • Один из крупнейших французских аэрокосмических конгломератов Safran приобрел компанию Preligens — местного разработчика программных решений, занимающегося детектированием объектов на космических снимках с помощью алгоритмов искусственного интеллекта.
  • Саудитская вертикально-интегрированная фирма Neo Space Group выкупила у франко-германской Airbus платформу геопространственных данных и сервисов UP42.
  • Американский оператор КА ДЗЗ Spire Global анонсировал продажу своего коммерческого подразделения, занимающегося трекингом морских судов с помощью систем автоматической идентификации, бельгийскому интегратору данных и разработчику аналитической платформы логистической и торговой разведки Kpler.
  • Другой оператор КА ДЗЗ из США, Maxar, избавился от непрофильного актива — подразделения по прогнозированию погоды WeatherDesk, продав его финскому производителю климатических измерительных инструментов — компании Vaisala. Кроме того, в минувшем году Maxar заключил партнерское соглашение с аргентинской Satellogic. Соглашение предусматривает эксклюзивный доступ Maxar к спутниковому ресурсу этой компании — более 20 действующим спутникам сверхвысокого разрешения Aleph.
4. Сложившиеся бизнес-модели приобретения КА ДЗЗ в целом и спутникового ресурса в частности нацелены на удовлетворение потребностей всех типов заказчиков: от мейнстримных до нишевых, с разным уровнем профессиональной подготовки и разными требованиями к бюджету и срокам развертывания.

Помимо указанного выше формирования виртуальных созвездий на уровне взаимодействия операторов между собой, актуальными остаются традиционные и относительно новые форматы заказа спутников:

  • по индивидуальным проектам на аутсорсинге (например, анонсированный в 2024 г. контракт Марокко с Израилем на создание спутника видовой разведки стоимостью $1 млрд);
  • «под ключ» (например, спутники ICEYE для ОАЭ и Греции);
  • совместная разработка на паритетных условиях (например, японо-тайваньский спутник ONGLAISAT);
  • трансфер технологий — комплексная передача знаний и инноваций (например, помощь Китая в создании спутника Омана);
  • SaaS [3] — интеграция специализированной полезной нагрузки в стандартные спутниковые платформы (например, платформы Геоскан 3U и Спутникс 3U для участников российского научно-образовательного проекта «Space-π»);
  • SDaaS [4] — концепция предоставления данных ДЗЗ как облачного сервиса через веб-оболочку или API [5] с опциональными возможностями аналитической обработки (например, спутники LizzieSat американской Sidus Space);
  • CaaS [6] — открытие доступа к слоту полезной нагрузки в заранее подготовленной группировке спутников с готовой инфраструктурой (например, британский спутник IOD-6 Hammer в созвездии аппаратов Open Constellation).
5. Пока бюджетные приоритеты крупнейших мировых космических агентств переориентируются с исследовательских миссий на коммерческие, а принципы ESG [7] исполняются бизнес-сообществом зачастую лишь формально, частных инициатив по запуску КА ДЗЗ для мониторинга выбросов парниковых газов и теплового излучения явно недостаточно для привлечения внимания к опасной климатической тенденции: в 2024 году средняя температура на Земле повысилась на рекордные 1,5 C°.

Для улучшения ситуации в 2024 г. компанией Planet в рамках проекта CarbonMapper был запущен гиперспектральный спутник Tanager (с разрешением 30 м/пикс), а американо-новозеландским консорциумом EDF/ NZSA — гиперспектральный аппарат MethaneSat (с разрешением 400 м/пикс). Кроме того, для мониторинга парниковых газов китайская фирма XiopmSPACE запустила 2 новых спутника созвездия Xiguang-1 (с разрешением 75 м/пикс), а финская Kuva Space — гиперспектральный кубсат Hyperfield-1 (с разрешением 25 м/пикс).
6. Прорывные технологические решения, успешно использующиеся на Земле и показавшие высокий потенциал в результате испытаний на первых спутниках-демонстраторах, идут в серийное производство и систематически улучшают свои функциональные характеристики.

Скорости передачи данных по линиям оптической и лазерной связи становятся выше, а объем и распространение «граничных вычислений» с помощью алгоритмов искусственного интеллекта на орбите — еще больше.

В октябре 2024 г. Японское космическое агентство JAXA заявило об успешном опыте самой большой в истории скорости межспутниковой передачи данных по оптическим линиям связи (1,8 Гбит/с): между спутником ALOS-4 и японским аппаратом ретрансляции. А в декабре 2024 г. китайская Chang Guang Satellite Technology (CGST) в 10 раз улучшила свой прошлогодний рекорд скорости передачи данных со спутника Jilin на наземную станцию приема по лазерным линиям связи: c 10 Гбит/c до 100 Гбит/с.

Среди компаний, открыто заявляющих о возможностях «граничной обработки» (Edge Computing) на борту своих спутников, запущенных в 2024 г., можно выделить уже упомянутые Sidus Space (спутник LizzieSat), Open Cosmos (IOD-6 Hammer), Kuva Space (Hyperfield), а также китайскую Juntian (Tianyan-24), германскую Fraunhofer EMI (ERNST) и Европейское космическое агентство (Φsat-2).

Статистика

Из 303 КА ДЗЗ, запущенных в 2024 г., лишь для 9 спутников запуск закончился неудачей (рисунок 1). Это метеорологические аппараты Yunyao, оказавшиеся в числе полезной нагрузки на ракетах частных космических компаний Китая — Kinetika-1 (CAS Space) и Hyperbola-1(i-Space). В связи с этим статистика приводится только для 294 успешно функционирующих КА ДЗЗ.

Рисунок 1. Запуски КА ДЗЗ 2024, по статусу

Рисунок 2. КА ДЗЗ 2024, по странам

Среди стран-разработчиков/ операторов спутниковых группировок ДЗЗ традиционно и с большим отрывом выделяются США и Китай (по 83 спутника у каждого, с долей по 28%), а также Россия (рисунок 2). Наша страна с 68 запущенными аппаратами (доля 23%) вышла на третье место за счет 44 спутников автоматической идентификации морских судов SITRO-AIS и 15 кубсатов, отправленных на орбиту в рамках научно-образовательной миссии «Space-π».

В числе стран второй волны — Финляндия (9 спутников, включая 8 аппаратов радиолокационной съемки ICEYE) и Япония (9 спутников, включая 6 радарных аппаратов от Synspective, iQPS и JAXA).

В группу государств третьего эшелона условно можно отнести 9 стран, запустивших от 2 до 4 КА ДЗЗ. Суммарная их доля в общем числе спутников ДЗЗ — 9%. По одному спутнику запустили 15 стран, их общая доля — около 5%.

С точки зрения массы и габаритов две трети запущенных аппаратов по классификации FAA [7] относятся к категориям микро-(10-200 кг) и наноспутников (1-10 кг) (рисунок 3).

Рисунок 3. КА ДЗЗ 2024, по массе

Большинство КА ДЗЗ оснащены съемочной аппаратурой нескольких типов. Однако, для получения однозначных результатов классификации спутников по этому критерию, мы будем руководствоваться рядом допущений.

  1. При наличии двух типов аппаратуры значимой будет считаться наиболее специализированная из них. Например, MS — в сочетании PAN+MS, HS — в сочетании MS+HS, Video — в сочетании MS+Video.
  2. При наличии трех и более типов аппаратуры съемка будет считаться «комбинированной».
  3. Все разновидности рефлектометрии сигналов глобальных навигационных спутниковых систем: GNSS-R и RO, — объединены в общую категорию GNSS-RO.
  4. Аппаратура радиоэлектронной разведки, включая инструменты автоматической идентификации судов (AIS), отмечена классом SIGINT.
  5. Инструменты микроволновой радиометрии и эхолокационной съемки на микроволновых волнах объединены в категорию MWR.

В соответствии с указанными допущениями, с точки зрения оснащения КА ДЗЗ съемочными инструментами (рисунок 4), лидирующие позиции пока занимают спутники с оптико-электронной аппаратурой в мультиспектральном диапазоне (35%). Однако, год от года процент таких спутников ДЗЗ постепенно снижается. Доли аппаратов со специализированной полезной нагрузкой: аппаратурой радиоэлектронной разведки (24%), радиолокационной аппаратурой (14%), рефлектометрами GNSS-сигналов (12%) и оптико-электронной аппаратурой в гиперспектральном диапазоне (10%), — напротив, постепенно растут. Суммарная доля КА ДЗЗ с комбинированной аппаратурой и инструментами видеосъемки, микроволновой радиометрии и эхолокации — около 5%.

Рисунок 4. КА ДЗЗ 2024, по аппаратуре

С точки зрения областей применения половина спутников ДЗЗ, запущенных в 2024 г., имеют многоцелевое назначение. Четверть спутников так или иначе призваны решать гидрометеорологические задачи. Оставшиеся аппараты сконцентрированы на подтверждении технологий и решении мониторинговых и образовательных задач.

Китай

Вне зависимости от методик расчета (учета спутников гражданской радиоэлектронной разведки или исключения из статистики аппаратов оборонно-разведывательного назначения) число КА ДЗЗ, запущенных Китаем в 2024 г., в сравнении с предыдущим годом, уменьшилось.

Во многом такая ситуация связана с кризисом в компании CGST — лидером коммерческого ДЗЗ Китая с амбициями построения крупнейшей спутниковой группировки ДЗЗ в мире — созвездия Jilin. Из-за 1,2 млрд юаней накопленных убытков за последние 5 лет, а также санкций США и Евросоюза компания отменила выход на IPO [8], а число запущенных компанией КА ДЗЗ за год уменьшилось почти на две трети (26 аппаратов в 2024 г. против 68 — в 2023 г.). Вместе с тем, среди достижений CGST можно назвать запуск первого радарного спутника компании — Jilin-1 SAR-01A с разрешением 1 м в X-диапазоне и оптического спутника Jilin-1 Gaofen-05B-01 с рекордным разрешением 0,2 м/пикс. Кроме того, 17 спутников рефлектометрии GNNS-сигналов Yunyao-1, построенные CGST в интересах китайской компании Yunyao Aerospace, должны сформировать первую в Китае частную группировку метеорологических спутников.

Созвездие китайских радарных спутников Nuwa, работающих по уникальному принципу бистатической интерферометрической съемки, в 2024 г. пополнилось еще 8 спутниками PIESAT. 2 из 8 аппаратов работают в активном режиме и передают сигнал, а 6 других — только принимают его.

Хорошо известные российским пользователям группировки спутников Beijing (оператор — 21AT) и SuperView (SiWei) расширились за счет 4 новых оптических аппаратов Beijing-3С с разрешением 0,5 м/пикс, двух радиолокационных спутников в X-диапазоне SuperView Neo 2 и одного мультиспектрального КА ДЗЗ — SuperView Neo 3-01 — с разрешением 0,5 м/пикс.

Созвездие спутников Xingshidai (оператор – ADASpace), оснащенное платформой блокчейн-аутентификации для борьбы с фейками на космических снимках, получило в распоряжение на орбите 6 новых аппаратов. Разрешение этих спутников в мультиспектральном диапазоне составляет 1 м/пикс. Криптографическая защита данных ДЗЗ на базе блокчейн-платформ — одна из самых сложных технологий для оценки перспектив применения не только в космосе, но и на Земле.

США

Подобно ситуации в Китае американский лидер гражданского ДЗЗ по числу запущенных спутников, компания Planet Labs, в 2024 г. отправила на орбиту существенно меньше аппаратов, чем годом ранее (37 КА ДЗЗ против 73). Единственный запуск трех дюжин спутников SuperDoves с разрешением 4 м/пикс и 1 аппарата для мониторинга парниковых газов Tanager состоялся 16 августа.

Неоднократно переносившиеся с 2020 года запуски спутников Maxar нового поколения наконец состоялись. 4 аппарата WorldView Legion с разрешением 0,34 м/пикс были запущены на орбиту в мае и августе 2024 г.

Группировки радиолокационных спутников в X-диапазоне от американских компаний Capella Space и Umbra Space в 2024 г. пополнились тремя новыми аппаратами Capella и двумя спутниками Umbra.

NASA отправило на орбиту спутники экологического мониторинга в самых разных форм-факторах: 2 кубсата PREFIRE — для изучения Арктики и Антарктики, 1 аппарат среднего класса PACE — для исследований биосистем океанов и 1 большой спутник метеорологического назначения GOES-U.

Россия

Как и годом ранее, в 2024 г. Россия успешно выполнила все пуски КА ДЗЗ. Отправкой на орбиту двух новых аппаратов «Ресурс-П» №4, №5 Роскосмос восстановил возможность получения материалов новой космической съемки в оптическом диапазоне сверхвысокого разрешения. Радиолокационный спутник в S-диапазоне «Кондор-ФКА» №2 в конце ноября 2024 г. присоединился к запущенному в 2023 г. первому аппарату этой спутниковой группировки. Два спутника мониторинга космической погоды «Ионосфера-М» №1, №2 выведены на орбиту в начале ноября 2024 г. После запуска КА ДЗЗ «Метеор-М» № 2-4 численность группировки среднеорбитальных спутников гидрометеорологического назначения «Метеор-М» доведена до трех аппаратов.

Примерами частной инициативы в 2024 г. традиционно стали коммерческие и научно-образовательные программы.

Группа компаний «Спутникс» отправила на орбиту 3 новых оптических спутника «Зоркий-2М» с разрешением 2,75 м/пикс и 44 спутника автоматической идентификации судов SITRO-AIS. Все они созданы на базе собственных платформ кубсатов Спутникс 12U и Спутникс 3U. Вместе с платформой Геоскана аналогичного форм-фактора 3U платформа Спутникса легла в основу большинства наноспутников, запущенных 4 ноября в качестве попутной полезной нагрузки в рамках научно-образовательного проекта «Space-π».

Без указания оператором конкретной даты во втором квартале 2024 г. в партнерстве с неназванным китайским производителем компания Стилспэйс запустила первый спутник-демонстратор технологий космической системы «Стилсат» с разрешением 0,5 м/пикс. Ввиду отсутствия деталей по спутнику Стилсат-1 в статистике запущенных КА ДЗЗ 2024 г. он может быть указан в числе аппаратов ДЗЗ китайского производства или не указан вовсе.

Перспективы

В 2025 г. Роскосмос планирует запустить 2 спутника для мониторинга гелиогеофизической обстановки «Ионосфера-М», 1 гидрометеорологический аппарат на высокой орбите «Электро-Л» №5, 1 гидрометеорологический аппарат на средней орбите «Метеор-М» №2-5, 1 радиолокационный спутник в X-диапазоне «Обзор-Р»; 4 оптических кубсата «Грифон» с разрешением 2,5 м/пикс и 2 аппарата стереоскопической съемки в оптическом диапазоне «Аист-2Т» с разрешением 1,2 м/пикс.

Свои предварительные планы на 2025 г. анонсировали и частные компании – участники «Дорожной карты» развития высокотехнологичного направления «Перспективные космические системы и сервисы». На 2025 г. запланированы запуски КА ДЗЗ субметрового разрешения «Киноспутник» (оператор - группа компаний «Спутникс») и «Стилсат-2» (оператор — Стилспэйс), а группировка спутников высокого разрешения «Зоркий-2М» будет расширена еще как минимум на 3 аппарата.


Таблица. Характеристики космических аппаратов ДЗЗ, запущенных на орбиту в 2024 году

Источники информации о запусках и тенденциях

1.  https://space.skyrocket.de
2.  https://www.nanosats.eu
3.  https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_spaceflight_launches_in_January-June_2024
4.  https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_spaceflight_launches_in_July-December_2024
5.  https://novosti-kosmonavtiki.ru
6.  https://ntsomz.ru/
7.  https://tass.ru/
8.  http://publication.pravo.gov.ru/
9.  https://sozd.duma.gov.ru/
10.https://digital-platform.euroconsult-ec.com/
11.https://t.me/control_space_channel 


[1] National Reconnaissance Office — национальное управление военно-космической разведки США
[2] National Geospatial-Intelligence Agency — национальное агентство геопространственной разведки США
[3] Space as a Service — космос как сервис
[4] Space Data as a Service — данные из космоса как сервис
[5] Application Programming Interface — интерфейс программирования приложений
[6] Constellation as a Service — созвездие как сервис
[7] Environmental, Social, and Corporate Governance — совокупность характеристик компании для ее вовлечения в решение экологических, социальных и управленческих проблем
[8] Federal Aviation Administration — Федеральное управление гражданской авиации США
[9] Initial Public Offeringпервая публичная продажа акций акционерного общества неограниченному кругу лиц, в том числе в форме продажи депозитарных расписок на акции


Рубрики