Когда вы думаете о спутниках, вы можете думать о космическом челноке, вытягивающем свою роботизированную руку с огромным куском высокотехнологичного оборудования, ожидающим пируэта на орбиту. Это заблуждение похоже на представление о компьютерах огромных мейнфреймов. Будущая (и, возможно, даже настоящая) реальность спутников будет меньше, дешевле и эффективнее. Это будущее также является «открытым», если фонду Libre Space есть что сказать по этому поводу.
Краудсорсинговые спутниковые наземные станции
«BoiseSatelliteDish» от Kencf0618 - CC BY-SA 3.0 через Wikimedia Commons
Спутниковые наземные станции существуют столько же, сколько и спутники. Это просто антенна, которая связывается со спутниками в космосе. Традиционная модель представляет собой огромное блюдо, иногда заключенное в белый купол.
Есть несколько вещей, которые следует учитывать. Во-первых, одна наземная станция может поддерживать связь со спутником только в том случае, если он находится на геостационарной орбите (это означает, что спутник всегда находится над одной и той же точкой на Земле). Тарелки, направленные на эти спутники, находятся в почти постоянной связи с этими спутниками. Хотите уделить немного времени этому делу? Большой шанс!
Во-вторых, спутники, которые не находятся на синхронной орбите, находятся в контакте с одной наземной станцией только в течение небольшой части каждого прохода. В конце концов планета становится на пути, и вам нужна наземная станция в другой части земного шара, чтобы общаться с ней, пока вы находитесь в отключенном состоянии.
Внутреннее устройство наземной станции SatNOGS.
Проект SatNOGS направлен на решение обеих только что упомянутых проблем. Это начинается с оборудования; открытый дизайн, который можно построить с минимальными затратами, используя легкодоступные инструменты и разумный набор навыков. Начальная загрузка собственного приемника - это один из способов гарантировать доступ к наземной станции. Но если вы также готовы разделить это время с другими, вы откроете решение второй проблемы.
Проект SatNOGS позволяет нескольким наземным станциям синхронизировать свои данные и планировать время на каждом экземпляре оборудования по всему миру. Наземная станция должна указывать в нужное место в нужное время для любого данного спутника. Конструкция платформы учитывает это, отправляя данные планирования обратно на каждую наземную станцию, которая автоматически настраивает свою цель в соответствии со следующим запросом на захват спутника.
Создание сети является ключевым моментом. По мере того, как все больше людей создают и развертывают собственное оборудование, каждый получает все больше спутниковых данных по мере их сбора.
Это больше, чем SatNOGS: Libre Space Foundation
Из приведенного выше описания мы уверены, что вы согласны с тем, что это может быть гораздо больше, чем проект между несколькими друзьями. Это движение. Команда SatNOGS рано пришла к этому осознанию и задумала организацию, которая поможет осветить путь. Фонд Libre Space Foundation был создан с идеей, что вся спутниковая связь должна иметь открытую модель. Это и сами спутники, и наземные станции, и данные.
Мы уже упоминали о Гран-при, которым, конечно же, было путешествие в космос. Мы очень надеялись, что увидим хакера, подписавшегося на такое приключение, но мы в восторге от альтернативы. Команда SatNOGS выбрала денежный вариант в размере 196 418 долларов и решила инвестировать его в Фонд Libre Space Foundation (LSF). Это отличный старт, но LSF нужно больше, чем просто наличные, чтобы добиться успеха. Им нужны люди, чтобы принять и продвигать их видение.
CubeSats
Меньшие и более дешевые сателлиты, о которых мы упоминали ранее, поставляются разными игроками. Их часто называют CubeSats, и их общий форм-фактор составляет 10 см с каждой стороны. Университеты строят и запускают их уже некоторое время. Конечно, это сложная инженерная задача, но это также способ проводить эксперименты в условиях почти нулевой гравитации.
Частный сектор также принимает участие в акции. Planet Labs запустила то, что они называют «стаями» этих маленьких спутников, которые работают вместе, чтобы сформировать что-то вроде линейного сканера планеты. Система делает снимки всей Земли каждые 24 часа.
Спутниковые данные
Какие данные можно получить с этих спутников? Легко предположить, что все это зашифровано и проприетарно, но это не так. Конечно, медиа- и коммуникационные спутники не загрузят последнюю серию «Игры престолов» на вашу самодельную наземную станцию. Но есть много спутников, которые передают полезные данные в открытую.
Назовем один очень интересный источник: Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA) имеет набор спутников, отслеживающих погоду и передающих данные на Землю. Запись этих передач - трюк, который мы видели много раз на протяжении многих лет.
Реже мы встречаемся со сбором наборов данных с исследовательских спутников, таких как запущенные университетскими программами. Получение данных, не дожидаясь публикации исследователей, означает больше возможностей для рецензирования и лучший доступ для образовательных целей.
Также существует потенциал для создания собственных коммуникационных сетей. В настоящее время оборудование SatNOGS предназначено только для приема. Но программный стек готов к передаче и приему. Это потребует замены ключа DVB-T на что-то с передатчиком и, скорее всего, потребует лицензирования в большинстве областей (например, лицензии на радиолюбительство), но это не большие препятствия для преодоления. Как уже упоминалось, LSF надеется на разработку конструкций открытого оборудования и программного обеспечения с открытым исходным кодом для спутников. Представьте себе собственную сеть передачи данных. В космосе. Теперь это дивный новый мир.
Вот как вы можете помочь
Нам нравится мечтать о большем, и нас радует, что LSF занимается именно этим. Но им нужна ваша помощь.
Версия 3 наземной станции SatNOGS находится в разработке, и они могут использовать экспертов во всех областях, чтобы помочь. В частности, радиочастотный дизайн, помогающий улучшить связь, а также механический дизайн, гарантирующий, что сборка будет противостоять времени и погодным условиям. Посетите сообщество SatNOGS, чтобы узнать больше о прямом участии.
Нет навыков, чтобы построить их самостоятельно? Не волнуйтесь, просто распространение информации - это большой способ помочь. Выступите с докладом в местном хакерспейсе или просто приставайте ко всем своим соседям. Это же космос, все хотят об этом услышать, да?