Oppstart av satellittbilder EOI Space har krysset dødens dal ved å fly lavt

Da den mottok en AFWERX-pris for å utvikle små lavtflygende bildesatellitter i 2020, Earth Observant, nå kjent som EOI Space, hadde en håndfull mennesker overbevist om at den kunne komme inn på markedet for satellittbilder. Nå har oppstarten overbevist den japanske IT-giganten, NTT DATO, kan den gi nesten sanntid ultrahøyoppløsningsbilder fra ikke så høye bakken.

For to uker siden kunngjorde EOI Space en distribusjonsavtale med NTT DATA, som gir rikt detaljerte bilder fra selskapets konstellasjon Very Low Earth Orbit (VLEO)LEO
) optiske bildesatellitter til kunder på det japanske markedet. "Kunder" er i hovedsak en eufemisme for forsvars- og sikkerhetssluttbrukere av den japanske regjeringen, den nest største forbrukeren av kommersielle bilder for nasjonalt forsvar og sikkerhetsformål etter den amerikanske regjeringen.

Opprinnelig verdsatt til $70 millioner, er avtalen ikke bare et økonomisk skudd på baugen for EOI Space, men viktig validering av produktet og strategien av en respektert multinasjonal som handler på vegne av en av USAs viktigste allierte. Kombinert med viktig kapital fra investorer som er overbevist om potensialet i EOI Spaces VLEO-konstellasjon, har kontrakten fraktet det lavtflygende selskapet over den såkalte Dødens dal til foten den har gode muligheter for å bestige.

EOI Spaces forretningsmodell utnytter en teknologiidee som har vært diskutert i et tiår, men som hittil ikke har vært realisert – som sender en masse små bildesatellitter opp til relativt lave høyder.

Stingray

Kjernen i EOIs historie da jeg først dekket det i 2020 var dens attraktivitet for det amerikanske luftforsvaret basert på planene deres om å bygge et lite-sat nettverk i VLEO. Satellitter som flyr i lav jordbane (LEO) stiger vanligvis til en høyde på 500 kilometer (310 miles) eller høyere over jorden. EOI foreslo å fly fuglene sine i omtrent 250 km (155 miles), en høyde mer eller mindre i jordens atmosfære.

Strategien har noen ulemper som aerodynamisk luftmotstand, effekten av solvind og sterk gravitasjonskraft som er betydelig nok til å få et romfartøys bane til å forfalle på mindre enn fem år, noe som krever endringer i tradisjonell design. Men det er også reelle fordeler.

Å fly i lavere høyde forbedrer generelt oppløsningen til optiske sensorer, radiometrisk ytelse (infrarøde/mikrobølgesensorer) og geospatial nøyaktighet. Lav bane vil tillate Stingray-satellitter å fange nesten sanntid 15 cm høyoppløselige bilder. Det er en størrelsesorden bedre enn de større, høyere flyvende optiske satellittene til ledende kommersielle bildeleverandører Maks og Airbus som tar bilder med maksimalt 30 cm oppløsning.

I tillegg til svært høy oppløsning, så AFWERX potensialet i den distribuerte motstandskraften til en lavtflygende satellittkonstellasjon. Nærheten som VLEO gir kan redusere nødvendig nyttelaststørrelse (optisk, radar eller kommunikasjon) krav og dermed kostnadene.

Hver Stingray vil være på den store siden for en liten sitte, som veier omtrent 330 kilo (728 lbs). Romfartøyets kropp eller "bussen" vil være to meter (6.5 fot) lang og med solcellepanelene utplassert, rundt fire meter lang. Da er de langt mindre og rimeligere enn de fleste optiske bildesatellitter. Designet deres – for en levetid på fem år i 250 km høyde – gir fleksibilitet til å fylle opp konstellasjonen på korte tidssykluser med nye sensorer eller andre funksjoner, og deres lave høyde/små størrelse gjør det lettere å de-bane dem.

Den første av de opptil 60 Stingrays EOI-planene for å etablere sin konstellasjon vil lanseres i januar 2024 som en del av et SpaceX rideshare-oppdrag på en av selskapets Falcon 9-raketter. Stingrayen vil utplassere seg fra Falcon på omtrent 500 km og jobbe seg ned til VLEO-bane. Når den kommer dit, vil den fly med en standard firebånds multispektral (nær infrarød) optisk sensor fra en ekstern leverandør som EOI vil integrere med bussen sin.

Ettersom Stingrays gradvis lanserer og slutter seg til konstellasjonen (så mange som seks kan være i VLEO innen utgangen av 2024), planlegger EOI å integrere sin egen optiske nyttelast så vel som en koblet GPU (grafikkbehandlingsenhet) dataklynge og sitt eget fremdriftssystem . "For oss er det nøkkelen at vi over tid blir så vertikalt integrerte som mulig," sier EOI-grunnlegger og inntektssjef, Paul Smith. «På den måten unngår vi ledetider. Akkurat nå er det år til år og et halvt ledetider for komponenter som virkelig setter deg tilbake. Det ønsker vi å unngå."

EOIs innsats vil også unngå forsinkelsene i bildelevering som følger med bakkebehandlingsstasjoner ved å utføre en betydelig mengde bildebehandling (rå optiske bildedata må behandles og formateres for bruk) ombord på hver Stingray ved å bruke edge computing-metoder i stedet for bare å sende rådata til en bakkestasjon.

"Målet vårt er å få [bildedataene] til å hoppe over de tradisjonelle bakkestasjonsbehandlingsstakkene," sa Smith i 2020. "Vi visste at det var viktig, vi visste ikke hvor viktig. Men etter å ha snakket med luftvåpenet og hæren ble det ganske klart at det å få dataene raskere er deres grunnleggende ønske. Det er noe de leter etter at vi alle der ute i verdensrommet kan gjøre.»

I kraft av sin VLEO-bane tikker Stingray-stjernebildet av en annen boks – og flyr under det stadig mer trafikkerte, romsøppelbefengte LEO-området over 500 km. I 2021 bekreftet Peter Beck, administrerende direktør for oppstartstjenester i Rocket Lab, at det overveldende antallet objekter i LEO gjør det stadig vanskeligere å finne en klar vei for raketter for å skyte opp nye satellitter. Rakettene "må prøve å veve seg opp mellom disse [satellitt]-konstellasjonene," sa Beck til CNN, med henvisning til SpaceXs Starlink-satellitter.

Appellen til en spenstig, lavtflygende konstellasjon som er i stand til å ta detaljerte bilder og sende dem raskt direkte til kundene, var noe EOIs grunnleggere satte sjetonger på da de grunnla selskapet i 2017.

Krysser dalen

"Vi har kommet langt siden 2020," sier Smith. "Vi fikk tilskuddet fra AFWERX og gjorde alt arbeidet som var forbudt, og lærte mye om bussdesign og optisk nyttelast."

SBIR-finansieringen (DoD Small Business Innovation Research) tillot oppstartens tre medgründere å gå over til å jobbe med bedriften på heltid, den typen småbedriftsutvikling som AFWERX og dets avtroppende direktør, oberst Nathan Diller, har forsøkt å gjøre. inkubert gjentatte ganger siden 2019.

Smith sier at prisen ikke bare var nøkkelen til å fremme forskning, men også for å gi Earth Observant CEO og medgründer Christopher Thein pusterom til å konsentrere seg om å sikre serie A-finansiering fra en engelinvestor. Selskapet etablerte deretter hovedkvarteret i Louisville, CO, en forstad nord for Denver kjent for sin konsentrasjon av unge romfartsselskaper og en bosatt pool av talent. EOI ansatte over 50 personer, styrket designet og skaffet seg en lanseringsautomat med SpaceX.

Det som ofte blir oversett i den nå kjente "Dødens dal" (oppstartsreisen for forsvar og romfart fra første FoU til en eventuell statlig kontrakt) er den potensielle fordelen som SBIR/STTR-bevilgninger gir gryende firmaer i å tiltrekke seg privat kapital. For EOI var investeringen på 15 millioner dollar fra engelen avgjørende for å fremme virksomheten langt nok til å tiltrekke seg NTT DATA.

"Jeg vet ikke at vi ville ha fått den A-runden, de engleinvestorene hvis det ikke hadde vært for den amerikanske regjeringskontrakten," erkjenner Thein. "Jeg vet ikke om vi hadde fått avtalen med NTT uten begge disse tidligere tingene."

Thein startet faktisk med å etablere et VLEO-satellittbildeselskap for et tiår siden, men timingen var ennå ikke gunstig. "Selv i løpet av levetiden til dette selskapet [EOI] var det jeg la merke til at, spesielt innenfor den amerikanske regjeringen, var det en følelse av at dette ikke var mulig å få til. Nå ser du flere programmer som dukker opp som gjør akkurat denne tingen. Det har vært et tankeskifte i å akseptere dette som en vei videre.»

Det er kanskje ingen bedre støtte for Theins observasjon enn den nylige etableringen av SpaceX' nye nasjonale sikkerhetsforretningsenhet kalt Stjerneskjold. Selv om detaljer om det som angivelig er en forsvarsfokusert oppskytnings- og jordobservasjonskonstellasjonsvirksomhet er begrenset, sier Elon Musks nye datterselskap at det i første omgang vil fokusere på å utvikle jordavbildningssensorer og satellitter. Hvis Starshield-konstellasjonen blir med EOI Spaces Stingrays i VLEO, vil det ikke være en overraskelse.

Ved å gå med på å gjøre forretninger med et lite amerikansk firma, anerkjente NTT DATA sannsynligvis endringen i oppfatningen av VLEO-satellittnettverk og en mulighet til å komme inn i første etasje. Tallet på 70 millioner dollar i NTTs pressemelding representerer estimeringen av verdien av salget av bildene den vil motta fra EOI som en del av et eksklusivt forhåndskjøp på 8 millioner dollar for det japanske markedet gjennom 2028.

I tillegg til salgseksklusivitet, gir avtalen NTT sikret tilgang til oppgavene Stingray-sats. Smith forklarer at andre bildeleverandørnettverk noen ganger blir avledet fra kommersielle oppgaver i regionen på grunn av dens strategiske betydning og den raske informasjonen som myndigheter (USA/allierte) kan kreve i det han kaller et "tøft nabolag". Oppdragsprioritet var en viktig driver for avtalen og stilltiende anerkjennelse av verdien som EOIs 15 cm-data vil ha.

Kontrakten representerer også akseptable, til og med ønskelige internasjonale investeringer på en arena der den amerikanske regjeringen er spesielt følsom for utenlandske penger. NTT hadde nok tillit til EOI Space til å ta en mindre eierandel (omtrent 3 prosent) som representerte ytterligere 2 millioner dollar i investering i sistnevnte.

EOIs grunnleggere motsto fristelsen til å ta russisk eller annen utenlandsk finansiering da de krysset Dødens dal av patriotiske og gode langsiktige forretningsgrunner. Det kan ha krevd dem til å jobbe hardere, men det legger grunnlaget for en fremtid der EOI håper det amerikanske etterretnings- og forsvarsetablissementet vil være en stor kunde.

EOI har gjort en innsats for å omgå investeringsproblemer med utenlandsk eierskap med det den kaller Global Alliance-programmet, i hovedsak et program for foretrukket kundekjøp før data med noen av funksjonene i NTT-avtalen som kan generere kontantstrømmen den trenger for å akselerere ekspansjonen. uten å overlate egenkapital til offshore-enheter.

Fremtidssynet ovenfra

Chris Thein minnet meg på at til tross for langsomme endringer i satellittbildemarkedet, forblir det dominert av nasjonalstater hvis forsvars- og etterretningsbehov utgjør 55 % av markedet, mens resten er en blanding av kommersielle, beredskapsmessige, vitenskapelige og andre kunder.

Airbus og Maxar dominerer forsvarsbildemarkedet med over 50 % andel. "De har ikke flest satellitter opp," sier Thein, "de har høyest oppløsning." Krigen i Ukraina har vist regjeringer og vanlige mennesker kraften til bilder han legger til, og understreker den potensielle etterspørselen etter EOIs 15 cm-kapasitet.

Mens Airbus og Maxar har de mest sofistikerte og smidige bildesatellittene på lufta for tiden, er de også de dyreste. EOIs strategi er annerledes. I stedet for å utnytte noen få svært kostbare, svært dyktige innsatser, vil den dra nytte av mindre utsøkte, mindre manøvrerbare fugler konsentrert i lave synkrone baner med ulik helling, som tilbyr forskjellige utsiktspunkter og økte gjenbesøksfrekvenser.

"En individuell Maxar- eller Airbus-satellitt kan for eksempel gjøre områdekartlegging mye mer robust enn [en Stingray] kan," sier Smith. "Men vi prøver ikke å gjøre det med én fugl. Vi kan bruke kraften til mange satellitter i en konstellasjon for å dekke de samme områdene mer effektivt.»

EOI vil forfølge en imagery as-a-service-modell. De lavere anslåtte totale kostnadene for konstellasjonen innebærer sannsynligvis lavere bildekostnader med bedre oppløsning enn konkurrentene. Naturen til dens individuelle småsats gir den også en skaleringsfordel. Smith anslår at kostnadene deres er omtrent 10 % av konkurrentenes avanserte høyere flygende romfartøy.

Det gjør kapitaliseringsfjellet som EOI Space trenger for å klatre mindre bratt enn sine jevnaldrende. Det appellerer også til regjeringen, bekrefter Smith.

«Vi vet at de er veldig interessert i det vi holder på med. De har vært støttende og vi håper på et tidspunkt her å få noen faste kontrakter. Vi er ikke et barn lenger. Vi er mer en tenåring klare til å få bilnøklene.»

Det vil være tydelig når Stingrays kommer til verdensrommet legger Smith til, et fysisk og psykologisk signal om fremgang. «Regjeringen har vanligvis ikke så mye å snakke med deg om før du er i verdensrommet. Da er det et annet spill."

Det samme gjelder potensielle kommersielle kunder som kan be om en rekke tjenester utover optisk bildebehandling, alt fra varehandel til offentlig sikkerhet og overvåking av energiinfrastruktur. EOI har sett på å utvide Stingray-funksjonene til å integrere termiske, radar- og andre sensorer, sannsynligvis levert av eksterne produsenter. Men Smith understreker at selskapet vil forbli helt fokusert på optiske nyttelaster i overskuelig fremtid.

Stingray edge-databehandlingsalgoritmer kan være av interesse for kunder, og det samme kan konstellasjonens evne til å "tipse og signalisere" andre on-orbit-systemer, behandle og sende dataene deres direkte til klienter.

Men selskapets medgründere sier at de ikke ønsker å komme i forkant av sin første visjon ennå. Faktisk er det et godt tidspunkt for startups som EOI å dra nytte av kommodiseringen av lanseringen som SpaceX har gjort mulig. Uten slike reduserte kostnader ville mye innovasjon fortsatt være begravet.

"Jeg er optimistisk med tanke på hvor vi er akkurat nå," sier Smith. «Vi er på den rette balansen mellom nyskapende og stabil teknologi.