Um estranho tipo de dados rastreia o tempo – e navios piratas


Um grupo da os macacos são chamados de perspicácia; um grupo de furões é chamado de negócio; um grupo de pequenos satélites é chamado de constelação. E Spire é o nome de um negócio sagaz com uma constelação de pequenos satélites. Mais de 60 dos seus sats estão em órbita, coletando informações sobre o clima, bem como os movimentos de navios e o tráfego aéreo.

Dentro do escritório da Spire em Boulder, Colorado, um computador da sala de conferências transmite o conhecimento desses satélites do espaço para uma tela.

Esses sats não são como os observadores do planeta aos quais você pode estar acostumado. No mundo do sensoriamento remoto – o uso de satélites para coletar informações sobre a Terra – a imaginação governou há muito tempo. Mas os smallsats da Spire não tiram fotos bonitas: eles usam transmissões de navios, aeronaves e outros satélites para inferir condições terrenas tão díspares quanto a previsão de amanhã e os movimentos dos navios piratas. O uso de tais satélites pequenos para ver a Terra de maneiras novas e não visuais deve crescer em importância (e valor) na próxima década – melhorando as previsões, tornando a indústria naval mais eficiente e reunindo inteligência eletromagnética invisível. As imagens provavelmente sempre valerão mais, mas esses satélites estão demonstrando que há mais coisas na Terra do que aparenta. Agora, os habitantes da Terra – previsores, mineiros e até aviadores experimentais – estão tentando descobrir o que todos esses dados podem fazer por eles.

Obter as condições meteorológicas atuais e previsões futuras é complicado. Pequenas mudanças – ou pequenos erros ou incertezas – podem levar a resultados muito diferentes. “O efeito borboleta é real”, diz Nick Allain, chefe de marca da Spire. Até o terreno faz a diferença. "Se você removeu um dos Ferros", diz ele, referindo-se às lajes inclinadas de rocha que surgem sobre Boulder, "seu tempo mudaria".

Os smallsats da Spire pretendem coletar mais pontos de dados de todo o planeta para criar previsões globais, não apenas aquelas voltadas para os EUA. Mas está fazendo isso de uma maneira um pouco estranha: os sensores em órbita da empresa captam os sinais dos satélites GPS do outro lado do planeta. Esses sinais passaram por uma porção da atmosfera, fazendo com que eles se dobrassem. Comparando como as diferentes freqüências se dobram, o Spire pode aprender sobre a temperatura, pressão e umidade da atmosfera e alimentar isso em seu modelo climático. É um método chamado ocultação de rádio por GPS. Neste momento, os satélites coletam cerca de 1.000 sinais de GPS, cujas trilhas atravessam os limites superiores do planeta, todos os dias.

O projeto começou com os satélites GPS americanos, mas a empresa acrescentou a capacidade de usar sinais da constelação Galileo da União Europeia. E com apenas uma atualização de software, diz Allain, os satélites podem absorver informações de qualquer satélite de posição e navegação, desde que obtenham permissão da FCC. (A Spire estará usando dados da rede BeiDou da China? A Allain não pode "confirmar nem negar".)

Grande parte dos dados que alimentam as previsões do tempo atualmente vem da NOAA. E enquanto a agência teve, e em breve terá, mais pequenos segredos de rádio-ocultação, está interessada em saber se também poderia Comprar esses dados. É como a NASA agora paga à SpaceX por alguns de seus lançamentos, em vez de enviar todos os seus próprios foguetes. Em 2016, a NOAA premiou a Spire e uma empresa chamada GeoOptics, que usa a mesma técnica, pequenas doações para demonstrar que seus dados poderiam melhorar as previsões do tempo da NOAA. As empresas tiveram até 30 de abril de 2017.

Mas o piloto não saiu como planejado: devido a atrasos no lançamento, o GeoOptics não tinha nenhum satélite em órbita antes do final do período de teste. Allain diz que a NOAA estava feliz com a qualidade da Spire (uma afirmação que eu não pude verificar com a NOAA por causa da paralisação do governo), mas que "eles estavam um pouco insatisfeitos com a montante Spire, também, teve atrasos de lançamento, por isso não tinha a sua frota completa de satélites em órbita e só conseguiu coletar a quantidade desejada de dados para o final do teste. (Hoje, os satélites coletam diariamente a mesma quantia que fizeram, total, durante o julgamento da NOAA.)

Ainda assim, a NOAA iniciou uma segunda rodada, com requisitos mais rígidos e rígidos. Ele deu os segundos contratos para Spire e GeoOptics (que agora tem alguns satélites reais), e um para o PlanetIQ (que não tem, mas também planeja usar a ocultação de rádio).

A NASA tem um programa similar. Spire pegou um contrato lá. Assim, também, uma empresa chamada Planet, que opera uma enorme frota de satélites que cria imagens da terra inteira da Terra todos os dias, e a DigitalGlobe, que vende imagens de alta definição, que você pode ver um laptop do espaço.

As agências de ciência não são as únicas que vêem potencial no boom de pequenos satélites privados: A Agência Nacional de Inteligência Geoespacial (NGA) e o National Reconnaissance Office, seus centros de espionagem favoritos, têm o Programa de Atividades Comerciais GEOINT. E a Spire, junto com a Ball Aerospace, já entregou os dados da NGA sobre o tráfego de navios no extremo norte.

O que nos leva a navios. Allain puxa uma exibição de uma Terra plana, coberta de triângulos coloridos marcando os locais dos barcos. Eles se aglomeram ao longo das costas, se espalham pelo oceano aberto e escorrem pelos rios interiores. Cada um representa uma embarcação equipada com um farol "AIS", que transmite informações como quem é, para onde está indo e com que velocidade. A lei internacional exige que certos navios comerciais, navios de passageiros e aqueles que transportam cargas perigosas tenham o sistema a bordo. Os capitães geralmente precisam deixar o dispositivo ligado durante a navegação e antes do desatrelamento. Enquanto os receptores no solo não podem ver essas transmissões quando os navios estão cruzando o oceano, os satélites podem. E Spire não é o único no negócio de fazer isso. Outros, como ExactEarth e OrbComm, já se estabeleceram.

No entanto, existem problemas que a Spire espera que seja bem resolvida. Por exemplo: piratas. A primeira coisa que um pirata fará é desligar o AIS. Mas como os satélites da Spire terão um conjunto de posições “e então foi aqui e depois foi lá” para qualquer navio, a empresa conhece sua última localização com razoável precisão. Alguém pode enviar essas coordenadas para o satélite de captura de fotos de um parceiro, e ele pode identificá-lo, possivelmente roubando uma remessa de TVs. Além disso, os sinais do AIS às vezes ficam distorcidos, especialmente em áreas populosas como o Mar do Sul da China, onde as transmissões interferem umas nas outras. A identificação de um navio pode vir como "SS FUNXX12AA! ~" Ou um navio pode dizer: "Estou perto da Austrália, agora um pouco mais longe da Austrália, mas agora no Ártico".

"Não se teletransportou", diz Allain. (Ou foi?) Algoritmos de aprendizado de máquina poderiam ajudar a organizar essas mensagens embaralhadas.

A parte de rastreamento de aeronaves da operação da Spire é basicamente um copy-paste do sistema AIS, mas esse programa ainda está aumentando, com os primeiros satélites sendo lançados no final de 2018. Ainda assim, Allain muda para uma exibição de uma Terra rebocada com aviões – ícones verdes, vermelhos, amarelos e alaranjados, que parecem folhas de outono voadoras. Clique em um e informe quem é e quais são suas intenções.

E as partes interessadas podem combinar seus próprios dados com os da Spire – como a empresa de mineração que quer saber quando, em termos de tempo, tirar seus funcionários do chão, com mais precisão e previsão do que seu método atual: um observador que diz: as nuvens parecem escuras. ”Ou como o fabricante de jatos supersônicos (não revelado) que está interessado em prever quando e onde as nuvens podem absorver seus estrondos sônicos, de modo que talvez ele possa voar mais rápido em áreas povoadas.

Para essas aspirações, a Spire obteve cerca de US $ 140 milhões em investimentos, além desses contratos governamentais menores. Ser o primeiro grande recebedor de dólares em um determinado setor fornece vantagem monopolista. "A maioria [venture capitalists]Se investirem em uma determinada vertical, nunca investirão em outra empresa ”, diz Sumanta Pal, analista da consultoria Northern Sky Research. "Eles nunca investiriam em um concorrente".

Mas a quem muito é dado, muito é necessário. E empresas como a Spire and Planet, que conseguiram cerca de US $ 183 milhões em investimentos, têm muito a mostrar por si mesmas. Planeta tira fotos bonitas, que falam mais fluentemente por si mesmas. Mas quando você tem dados estranhos que não são imagens, a conversa pode ser mais difícil. “Sempre parece haver mais obstáculos e barreiras e mais tempo para convencer os clientes de que seus dados têm valor”, diz Dallas Kasaboski, da Northern Sky.

"Vender é sempre difícil", admite Allain.

Mas, pelo menos de acordo com a última edição do relatório de Observação da Terra Baseado no Satélite do Norte, o mercado para a indústria de satélites não imagéticos poderia saltar para quase US $ 255 milhões até 2027. Grande parte disso (muito mais do que hoje) provavelmente será de análise e interpretação, não dados brutos, uma mudança que está atualmente em andamento no setor de imagens de satélite mais tradicional. Ainda assim, esses analistas projetam que o mercado responderá por apenas 4% da receita de observação da Terra daqui a oito anos. E à medida que esses anos passem, as empresas que assistem o mundo de todos os tipos provavelmente se unirão, comprarão uma à outra, comprarão, venderão ou simplesmente morrerão. Esse tipo de consolidação já começou, e mais provavelmente está chegando. "Nós gostamos de dizer aqui," Nem todos eles vão voar ", diz Kasaboski.

Mas os funcionários da Spire são otimistas, mesmo que tenham que explicar a ocultação de rádio com mais frequência do que gostariam. No canto da sala de conferências, um modelo de smallsat da empresa está em uma superfície, painéis solares falsos estendidos para fora de seu corpo. Oito dos satélites da empresa foram lançados da Rússia em 27 de dezembro de 2018.

Esse é o tipo de chapéu velho, no entanto. Tendo passado por muitos lançamentos, a empresa agora os observa com frio. "Não temos festas de lançamento", diz Allain. Devido aos atrasos inevitáveis ​​e às vezes demorados, "teríamos que comprar alimentos não perecíveis".

Ninguém quer uma festa recheada com salsichas de Viena e ervilhas enlatadas. Isso é um ambiente – "Party como se fosse o apocalipse", como diz Allain, que o escritório não precisa.


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