Små satellitter giver store kommercielle muligheder

Små satellitter bruges hovedsageligt til at overvåge norsk territorialfarvand. Imidlertid, anvendelsesområdet vil blive udvidet i fremtiden, og forskere mener, at Norge har ekspertisen til at udnytte de kommercielle muligheder, disse giver.

Satellitteknologi:Sammen med Kongsberg Seatex og Forsvarets Forskningsinstitutt (FFI) SINTEF har været i gang med at evaluere nutidens små satellitter og kommer nu med anbefalinger til nye satellitantennesystemer. Projektet er finansieret af Norsk Rumcenter.

"I Norge, små satellitter er især blevet brugt til fartøjsdetektion", siger Irene Jensen, der er forsker ved SINTEF. "Imidlertid, i områder med en høj tæthed af kar, signalkollisioner bliver et problem. "I dette projekt har vi udviklet en ny type antenne, der forbedrer fartøjsdetektion med 12 procent", hun siger.

Fra udsættelse af kriminel aktivitet til fiskeriovervågning

Små satellitter produceres i forskellige størrelser, men for at kvalificere sig til denne kategori skal de veje mindre end 500 kg. De mindste er kendt som nanosatellitter, og kan veje så lidt som 1 kg.

"Den nuværende tendens til små satellitter har udviklet sig, fordi deres udviklings- og opsendelsesomkostninger er væsentligt lavere end for traditionelle, større orbitere", siger Jensen. "Lille størrelse gør det muligt for mange nationer at sende satellitter op med forskellige applikationer - alt fra overvågning til uddannelse, udvikling, og afprøvning af ny teknologi", hun siger.

Det norske kystvæsen, Forsvaret og Joint Rescue Coordination Centres er blandt de organisationer, der bruger data indsamlet af satellitter til at overvåge norsk territorialfarvand. For eksempel, satellitterne bruges i forbindelse med redningsaktioner og overvågning af skibstrafikken i arktiske farvande. Andre applikationer omfatter sporing af olieudledninger og skibe, der mistænkes for at være involveret i ulovlige aktiviteter såsom smugleri og miljøkriminalitet.

30, 000 skibe registreret

Norge har været i front i udviklingen af ​​små satellitteknologier. Andøya Space Center arbejder i øjeblikket på at udvide en eksisterende opsendelsesplatform, der bruges til små satellitter. Virksomheden Norske Nammo er ved at udvikle en miljøvenlig mikroraket, der kan transportere små satellitter ind i foruddefinerede baner.

"Små satellitter er i stand til at opfylde mange forskellige fremtidige behov og åbne nye markeder for norske virksomheder", siger Jensen. Det mest brugte system er det førnævnte AIS (se faktaafsnittet ovenfor). AIS-teknologi er obligatorisk på alle store skibe og alle passagerskibe, for at forhindre fartøjskollisioner. Det transmitterer oplysninger om et fartøjs identitet, position, kurs og fart.

Høje kartætheder

Imidlertid, AIS-dækning ved hjælp af satellitter rejser problemer i havområder, hvor høje fartøjstætheder resulterer i signalkollisioner.

Som en del af dette projekt, forskere har undersøgt, hvordan de kan løse dette ved at forme antennens strålingsmønster på en sådan måde, at de forbedrer data fra ønskede områder, mens du filtrerer data fra andre. Den nyeste generation af AIS-modtagere, udviklet af Kongsberg Seatex, er udstyret med fire antenneindgange, med det formål at opnå bedre dækning.

Signalbehandlingen er forbedret ved hjælp af de nyeste AIS-modtagere, og brugen af ​​flere antenner vil sikre, at flere fartøjer faktisk kan detekteres, og at hvert kar opdages oftere. "I løbet af projektet målte vi en forbedring i fartøjsdetektion på op til 12 procent i områder med høj kartæthed", siger Jensen. Projektet har anvendt software udviklet af FFI som et middel til at simulere systemet.

Ideel til kommunikation i Arktis

I øjeblikket, der er mange mindre fiskefartøjer og fritidsfartøjer, der ikke er udstyret med satellitkommunikationssystemer om bord. Disse vil kunne få væsentligt forbedret dækning via VDES-satellitten. VDES er særdeles velegnet til to-vejs notifikationskommunikation i Arktis, og vil gøre kommunikation både lettere og billigere.

VDES kan også fungere som en delt kommunikationskanal for mand over bord (MOB) alarmer, underretning ikke kun fartøjer i de omkringliggende områder, men også Fælles Redningskoordinationscentre.

"Som en del af dette projekt, vi har brugt simuleringer til at demonstrere, at det er muligt at udvikle et fire-element planar antennesystem til VDES, der ikke kræver udfoldning efter opsendelse, og dermed undgå risikoen for fejl i forbindelse med denne proces", siger Jensen.

Fakta om små satellitter

• Små satellitter vejer mindre end 500 kg, og er klassificeret i tre grupper:Minisatellitter (100-500 kg), Mikrosatellitter (10-100 kg) og nanosatellitter (1-10 kg).
• Det mest almindeligt anvendte system er kendt som Automatic Identification System (AIS).
• Den første norske satellit (AISSat-1) blev opsendt i 2010 fra Indien, efterfulgt af den identiske AISSat-2, sendt op i 2014 fra Rusland. De forventedes at have en levetid på tre år, men selv efter syv år, AISSat-1 fungerer fortsat godt, og begge små satellitter udfører store opgaver. I løbet af de første tusinde dage i rummet, AISSat-1 kredsede mere end 14 om Jorden, 500 gange, og hver gang optog de 30, 000 fartøjer, der sejlede over hele kloden. Satellitterne er i polære kredsløb, omkring 600 kilometer over jordens overflade.

Nye satellitter opsendt i juli

NorSat-1 og NorSat-2 satellitterne blev opsendt i juli som erstatning for AISSat-1 og AISSat-2. AISSat-3 vil blive lanceret senere i år. NorSat-satellitterne er alle udstyret med forbedrede AIS-modtagere.

NorSat-2 har fået en ny kommunikationsenhed, der skal teste to-vejs datakommunikation via satellit til og fra fartøjer. Det nye system hedder VDES (VHF Data  Exchange System) og er en udvidelse af AIS-systemet.

Målet med disse satellitter er at overvåge den globale skibstrafik, med særlig fokus på Arktis. De skal også bruges til at studere solen og rumvejret.