satelita

Przyszłość osobistej technologii satelitarnej jest tutaj – czy jesteśmy na nią gotowi?

Przyszłość osobistej technologii satelitarnej jest tutaj – czy jesteśmy na nią gotowi?

Satelity były niegdyś ekskluzywnymi gadżetami bogatych rządów i korporacji. Jednak coraz bardziej, gdy przestrzeń staje się bardziej zdemokratyzowana, te zaawansowane technologie docierają do zwykłych ludzi. Podobnie jak drony przed nimi, miniaturowe satelity zaczynają fundamentalnie przekształcać nasze wyobrażenia o tym, kto robi to, co nad naszymi głowami.

Jak podkreśla niedawny raport National Academy of Sciences, satelity te mają ogromny potencjał, aby uczynić satelitarną naukę bardziej dostępną niż kiedykolwiek wcześniej. Ponieważ jednak koszt uzyskania własnego satelity na orbicie spada, ryzyko nieodpowiedzialnego użycia rośnie.

Pytanie tutaj nie brzmi już “czy możemy?”, Ale “czy powinniśmy?” Jakie są potencjalne wady posiadania kawałka przestrzeni gęsto zaludnionej przez sprzęt zbudowany przez ludzi, którzy nie są tradycyjnie określani jako “profesjonaliści”? I jak wyglądałby odpowiedzialny i korzystny rozwój i wykorzystanie tej technologii?

Niektóre odpowiedzi mogą pochodzić od organizacji non-profit, która od prawie 50 lat buduje i uruchamia satelity amatorskie.

Technologia, o której mówimy

Posiadanie własnego osobistego satelity wystrzelonego na orbitę może brzmieć jak idea prosto z science fiction. Jednak w ciągu ostatnich kilku dekad stworzono unikalną klasę satelitów, która pasuje do projektu: CubeSats.

“Kostka” tutaj po prostu odnosi się do kształtu satelity. Najpopularniejszy CubeSat (tak zwany “1U” satelita) to sześcian o wymiarach 10 cm (mniej więcej 4 cale), tak mały, że pojedynczy CubeSat można łatwo pomylić z przyciskiem do papieru na biurku. Te miniaturowe, modułowe satelity mogą zmieścić się w wcześniejszym “wyrzuconym” przedziale pojazdu. Mnożniki mogą być stosowane w połączeniu w bardziej złożonych misjach, niż mógłby to zrobić tylko jeden CubeSat.

W ich zwartych ciałach te niewielkie satelity są w stanie pomieścić czujniki i odbiorniki komunikacyjne / nadajniki, które umożliwiają operatorom badanie Ziemi z kosmosu, a także przestrzeni wokół Ziemi.

Zaprojektowano je przede wszystkim na orbitę Niskiej Ziemi (LEO) – łatwo dostępny obszar kosmiczny z odległości około 200 do 800 mil ponad Ziemią, gdzie spotykają się zadbane przez człowieka misje, takie jak Kosmiczny Teleskop Hubble’a i Międzynarodowa Stacja Kosmiczna (ISS). Ale mogą osiągnąć bardziej odległe orbity; NASA planuje większość swoich przyszłych, unoszących Ziemię ładunków (szczególnie na Księżyc i na Marsa), aby przewozić CubeSats.

Ponieważ są one tak małe i lekkie, kosztuje znacznie mniej, aby uzyskać CubeSat na orbitę wokół Ziemi niż tradycyjna komunikacja lub satelita GPS. Na przykład grupa badawcza z Arizona State University stwierdziła ostatnio, że ich rozwojowe “femtosats” (szczególnie małe CubeSats) mogą kosztować zaledwie 3 000 USD na orbitę. Ten spadek kosztów pozwala badaczom, hobbystom, a nawet elementarnym grupom szkolnym na umieszczanie prostych instrumentów w LEO, poprzez wprowadzenie ich do startów rakietowych lub nawet ich wdrożenie z ISS.

Pierwszy CubeSat powstał na początku lat 2000, jako sposób na umożliwienie absolwentom CalPoly i Stanford zaprojektowania, zbudowania, przetestowania i obsługi statku kosmicznego o podobnych możliwościach do Sputnika ZSRR.

Od tego czasu NASA, Narodowe Biuro Rozpoznawcze, a nawet Boeing, uruchomiły i obsługiwały CubeSats. Na orbicie działa obecnie ponad 130. Program NASA Educational Launch of Nano Satellite (ELaNa), który oferuje bezpłatne premiery dla grup edukacyjnych i misji naukowych, jest teraz otwarty także dla amerykańskich korporacji non-profit.

Oczywiście, satelity nie są już tylko dla naukowców rakietowych.

Ograniczone myślenie

Raport National Academy of Sciences podkreśla znaczenie CubeSats w odkrywaniu naukowym i szkoleniu przyszłych naukowców i inżynierów kosmicznych. Przyznaje również, że powszechne wdrażanie LEO CubeSats nie jest pozbawione ryzyka.

Największe obawy, jakie autorzy podnoszą, to kosmiczne śmieci – kawałki śmieci, które krążą wokół Ziemi, mogące spowodować poważne uszkodzenia, jeśli zderzają się z jednostkami operacyjnymi, w tym z ISS.

Obecnie nie ma wielu CubeSats i są one ściśle śledzone. Jednak ponieważ LEO otwiera się na więcej amatorskich satelitów, mogą stanowić rosnące zagrożenie. Jak zauważają autorzy raportu, nawet pomyłki mogą doprowadzić do “stworzenia uciążliwych ram regulacyjnych i wpłynąć na przyszłą dyspozycję CubeSats nauki”.

Mówiąc szerzej, autorzy raportu koncentrują się na czynnikach, które mogą utrudniać szersze wykorzystanie technologii CubeSat. Obejmują one regulacje dotyczące łączności radiowej ziemia-przestrzeń, możliwe skutki międzynarodowych przepisów dotyczących handlu bronią (które regulują import i eksport artykułów i usług związanych z obronnością w USA) oraz potencjalne problemy związane z zanieczyszczeniem pozaziemskim.

Ale co z resztą z nas? W jaki sposób możemy mieć pewność, że hobbystom i innym osobom nie uruchamia się własnych satelitów “szpiegowskich” lub (celowo czy nie) umieszczających technologie zanieczyszczające w LEO, a nawet wdrażających tanie sieci CubeSat, które mogą zostać porwane i wykorzystane w sposób nieuczciwy?

Jak szybko wskazują naukowcy CubeSat, są to daleko idące scenariusze. Sugerują jednak, że teraz jest czas, aby zastanowić się nad niespodziewanymi i niezamierzonymi możliwymi konsekwencjami, jakie ma więcej osób niż kiedykolwiek mających dostęp do swojego małego kawałka przestrzeni. W erze, w której można po prostu kupić zestaw CubeSat z półki, jak możemy ufać, że satelity nad naszymi głowami zostały opracowane w dobrych intencjach przez ludzi, którzy wiedzieli, co robią?

Niektórzy “znawcy amatorów” w grze satelitarnej mogą stanowić inspirację dla odpowiedzialnego postępowania.

Wskazówki od niektórych doświadczonych amatorów

W 1969 r. Powstał Radio Amateur Satellite Corporation (AMSAT), którego celem jest wspieranie entuzjastów radia krótkofalowego w badaniach kosmosu i komunikacji. Kontynuował wysiłki, rozpoczęte w 1961 roku, przez Projekt OSCAR – grupę z siedzibą w USA, która zbudowała i uruchomiła pierwszego satelitę pozarządowego zaledwie cztery lata po Sputnik.

Jako organizacja ochotników, AMSAT umieszczał “amatorskie” satelity na orbicie dziesiątki lat przed obecnym szaleństwem CubeSata. Z biegiem czasu jego członkowie nauczyli się co nieco o odpowiedzialności.

Tutaj podstawową zasadą jest rozwój oprogramowania typu open source. W ramach organizacji AMSAT ma filozofię otwartego pozyskiwania wszystkiego – udostępniania danych technicznych dotyczących wszystkich aspektów ich satelitów w pełni dostępnym dla wszystkich w organizacji oraz, w miarę możliwości, społeczeństwa. Według członka zespołu odpowiedzialnego za FOX 1-A, pierwszy CubeSat AMSAT:

Oznacza to, że byłoby niezwykle trudno coś nam przezwyciężyć … nie ma sposobu na przemycenie materiałów wybuchowych lub emiter energii do amatorskiego satelity, gdy wszyscy mają dostęp do projektów i realizacji.

Są jednak bardziej ostrożni w dzieleniu się informacjami z osobami niebędącymi członkami organizacji, ponieważ chronią one przed innymi, którzy mogą przeniknąć i przejąć kontrolę nad swoimi satelitami.

Ta forma “samorządności” jest możliwa w ramach długotrwałych organizacji amatorskich, które z biegiem czasu są w stanie zbudować poczucie odpowiedzialności wobec członków społeczności, a także społeczeństwa w sposób bardziej ogólny.

Jak ewoluuje odpowiedzialny rozwój?

Ale co się dzieje, gdy pojawiają się nowi gracze, którzy nie mają głębokich korzeni w istniejącej kulturze?

Hobbyści i studenci “nowe dzieci w bloku” zyskują dostęp do technologii, nie będąc częścią długoletniego establishmentu amatorskiego. Nadal są ograniczani przez sponsorzy, operatorzy uruchomieniowi i gobelin przepisów – a wszystko to stanowi o tym, czego deweloperzy CubeSat nie mogą i nie mogą zrobić. Istnieje jednak niebezpieczeństwo, że nie są odpowiednio przygotowani, aby przemyśleć potencjalne niezamierzone konsekwencje.

To, co te niezamierzone konsekwencje mogą być, jest wprawdzie dalekie od klarowności. Z pewnością twórcy CubeSat twierdzą, że trudno wyobrazić sobie te małe satelity powodujące znaczne szkody fizyczne. Wiemy jednak, że innowatorzy mogą być niezwykle kreatywni dzięki zastosowaniu technologii w nieoczekiwanych kierunkach. Pomyśl o czymś tak pozornie łagodnym jak telefon komórkowy – mamy mikrofonanse i tekstowe serwisy społecznościowe na jednym końcu spektrum, improwizowane urządzenia wybuchowe na drugim.

W tym miejscu ważna staje się kultura odpowiedzialności społecznej wokół CubeSats – nie tylko po to, aby zminimalizować ryzyko fizyczne (i stosować dobre praktyki), ale także by zaangażować się w znacznie większą społeczność w przewidywanie i zarządzanie mniej oczywistymi konsekwencjami tej technologii .

To nie jest łatwe zadanie. Jednak dowody z AMSAT i innych dziedzin rozwoju technologii sugerują, że odpowiedzialne społeczności amatorskie mogą i pojawiają się wokół nowych technologii.

Na przykład, zobacz społeczność diy-bio, w której hobbici pracują w zaawansowanych laboratoriach biotechnologicznych. Rosnące zaangażowanie społeczności w bezpieczeństwo i odpowiedzialność podkreśla, w jaki sposób amatorzy mogą brać odpowiedzialność za badania i innowacje. Podobne zaangażowanie widać w oprogramowaniu oprogramowania i oprogramowaniu open-source, takim jak członkowie Linux Foundation.

Oczywiście wyzwaniem jest zagwarantowanie, że społeczność amatorska uważa się za odpowiedzialną. Oto, gdzie musi być o wiele szersza rozmowa publiczna, która wykracza poza agencje rządowe i społeczności naukowe, aby objąć studentów, hobbystów i każdego, kto może potencjalnie zostać dotknięty przez zastosowanie technologii CubeSat.

Elizabeth Garbee, Ph.D. Student w ludzkich i społecznych wymiarach nauki i technologii, Arizona State University i Andrew Maynard, dyrektor, Risk Innovation Lab, Arizona State University.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany.