Mažesni palydovai, didesnis verslas

Saulius Lapienis, Lietuvos inovacijų centras, Kosmoso mokslo ir technologijų institutas

Prieš keletą mėnesių pasaulį apskriejo sensacinga žinia – Egipto teritorijoje po smėlio sąnašomis atrasta 17 piramidžių, 1000 kapaviečių ir 3000 gyvenviečių. Infraraudonųjų spindulių kamera iki šiol archeologams nežinomus objektus iš kosmoso užfiksavo kompanijos „DigitalGlobe“ nedidelis komercinis palydovas „Greitasis paukštis“ (angl. QuickBird). Kas tai, nauja technologija, paslauga, o gal netolimos ateities mažųjų kosminių palydovų verslo pradžia?

Sėkmingiausi verslininkai yra tie, kurie neina paskui minią, bet numato rinkos poreikius anksčiau nei konkurentai. Jie pradeda verslą prisiimdami didžiulę riziką, bet sėkmės atveju atlygis gali būti labai didelis. Įsidėmėtina, kad žinomiausi pasaulio išradimai (automobilis, internetas, išmanieji telefonai) po pirmųjų viešų pristatymų buvo įvertinti labai skeptiškai. Tačiau įsitvirtinę kasdienybėje minėti išradimai sukūrė ne tik naują kultūrą, bet paveikė ir pasaulinę ekonomiką. Automobilio dėka visame pasaulyje atsirado mažų įmonių tinklai: detalių gamintojai, platintojai ir paslaugų centrai. Internetas „pagimdė“ daugybę interneto įmonių, iš kurių daugelis tapo labai didelėmis pasaulinio lygio kompanijomis. Taigi, kokia yra šiandien smulkaus verslo ateitis? Gal tai būtų Energijos ir Švarių technologijų sritys, taip pat sparčiai augančios kaip nanotechnologijų ir pramogų verslo sritys?

Internetiniame portale „Bloomberg Businessweek“ yra pateikiamas dvidešimties numatomų ateities verslo sričių sąrašas: 3D spausdinimas (galima bus pačiam atsispausdinti bet kokį daiktą), asteroidų kasyba, kūno dalių (odos, raumenų, sausgyslių) atauginimas, švaraus oro buteliuose prekyba, elektromobilių įkrovimo stotelių gamyba (pasaulyje reikės milijonų), DNR dizainas, holografinis teatras, Mėnulio ekskursijos, mėsos „auginimas“ (laboratorijose), nanomedicina (ląstelių auginimas), nanopalydovų gamyba ir paleidimas, personalinių robotų gamyba, kosmoso viešbučiai, kamieninių ląstelių farmacija ir pan. Atrodo neįtikėtina, tačiau net keturios potencialios ateities verslo sritys yra sietinos su kosmoso tematika.

Kyla natūralus klausimas: ar apskritai įmanomas kosmoso verslas? Siūlyčiau kuriant naują verslą, technologiją ar pramogą vadovautis perfrazuotu britų rašytojo ir futuristo Arthuro C. Clarke'o prognozavimo dėsniu: „Teigiantys, kad kosmoso tematikoje kažko padaryti neįmanoma - tikriausiai yra neteisūs“. Pastaruosius 40 metų beveik visiems esamiems ir būsimiems verslams „tarnauja“ kompanijos „Intel“ įkūrėjo Gordono Moore'o dėsnis, konstatuojantis, kad mikroschemoje esančių tranzistorių skaičius (atitinkamai ir kompiuterių pajėgumas) padvigubėja kas 18 mėnesių. Šio dėsnio dėka kone visose sferose vyksta prietaisų, įrengimų ir technologijų miniatiūrizacija. Tai galioja ir kosminiams palydovams, todėl jie nuolat mažėja. Viena pagrindinių priežasčių yra sumažinti išlaidas, nes dideliems palydovams pakelti yra reikalingos didelės raketos, tuo tarpu mažiems ir lengviems palydovams reikia mažesnių raketų, be to juos galima paleisti grupėmis.

Šiuo metu eksperimentuojama, kaip nano ar piko palydovų grupes paleisti iš į stratosferą pakilusio naikintuvo. Juos taip pat galima pakelti į kosmosą panaudojant tuščias didelių laivų pakėlėjų ertmes, kartais naudojamas terminas „ant kupros“ (piggyback). Mažieji palydovai yra lengvai konstruojami, taip pat juos galima masiškai gaminti. Įvykus gedimams arba avarijai technikos praradimo nuostoliai yra minimalūs.

Susipažinkime su mažaisiais palydovais: mini-, mikro-, nano- ir pikopalydovu.

Terminas minipalydovas reiškia dirbtinį palydovą, kurio masė yra tarp 100 ir 500 kg (įskaitant kurą). Kartais palydovo pripildyto kuru svoriui nusakyti naudojamas terminas „šlapia“ masė. Dažniausiai minipalydovai taip pat vadinami mažais palydovais. Minipalydovuose yra naudojamos tos pačios technologijos kaip ir didžiuosiuose palydovuose.

Mikropalydovu (microsat) vadinamas dirbtinis palydovas, kurio „šlapia“ masė yra tarp 10 ir 100 kg. Kartais jiems yra taikomas bendrinis mažo palydovo terminas. Palydovo dydis taip pat yra svarbus priskiriant kuriai nors kategorijai.

Nanopalydovo terminas (nanosat) paprastai taikomas dirbtiniam palydovui, kurio „šlapia“ masė yra tarp 1 ir 10 kg. Nano palydovo terminą pirmą kartą pavartojo NASA 2004 metais, taip pavadinę tinklinio kamuolio dydžio 5 kg sveriantį palydovą Mini AERCam (Miniature Autonomous Extravehicular Robotic Camera). Šio palydovo, kuris iki šiol testuojamas, misija yra išorinė erdvėlaivių patikra taip išvengiant rizikingo astronautų išėjimo į atvirą kosmosą. Jei tokia saugos sistema būtų veikusi jau 2003 metais, tuomet nebūtų buvę tragiškos daugkartinio erdvėlaivio Columbia lemties nusinešusios 7 astronautų gyvybes. Nanopalydovo terminas nieko bendra neturi su nanotechnologijose vartojamu nano terminu, skirtu nusakyti tikslius inžinierinius skaičiavimus atominiame arba molekuliniame lygmenyse. Priešingu atveju 5 kg palydovas prilygtų Everesto kalnui. Dėl gerų dizaino ypatybių nano palydovai gaminami ir paleidžiami ne tik pavieniui, bet ir po kelis bendrai užduočiai vykdyti (kartais taikomas "spiečiaus" terminas). Kai kuriais atvejais tokiam spiečiui aptarnauti kartu paleidžiamas didesnis koordinuojantis palydovas. Jais lengva manipuliuoti, juos galima leisti greta didesnių palydovų ar erdvėlaivių, o karinėse misijose jie sunkiau susekami.

Pikopalydovu (picosat) vadinamas dirbtinis palydovas, kurio „šlapia“ masė yra tarp 0,1 ir 1 kg pavadinimas. Daugumoje atvejų jie ruošiami kolektyviniam užduoties vykdymui, ir paleidžiami spiečiuje, jiems aptarnauti taip pat reikalingas didesnis palydovas (kartais sakoma „mama“). Klasikinis didelio pikopalydovo pavyzdys yra 1 kg maksimalios masės palydovas, dar vadinamas CubeSat. CubeSat formulė itin paprasta: CubeSat = 1 litras arba 1 kilogramas. Jo matmenys yra 10x10x10 cm ir didžiausias leistinas svoris 1 kg. Tokį standartą 2003 metais pasiūlė Stanfordo ir Kalifornijos politechnikos universitetai. Nuo tada visi pasaulio universitetai kurdami naujas technologijas mažiems palydovams bendradarbiauja tarpusavyje derindamiesi prie CubeSat standarto.

Taigi, šiandien vos 100 kg sveriantis palydovas gali atlikti tokias pat užduotis kokias prieš dešimtmetį vykdė toną ir daugiau sveriantys palydovai. Šiuos pokyčius iš esmės lėmė stulbinantys komercinės elektronikos pasiekimai, pavyzdžiui išmaniųjų telefonų atsiradimas.
 
NASA specialistai teigia, kad po dešimties metų 1 kg svorio palydovai bus pripažinti nauju palydoviniu standartu. Galimybė paleisti tūkstančius tokių palydovų įgalins pakeisti sudėtingą brangią gamybą ir paleidimą į kosmosą į paprastą spiečiaus perprogramavimą – na, kažkiek tai būtų panašu į išmanaus telefono taikomosios programinės įrangos perkrovimą.

Europoje yra rengiamas projektas QB50. Paleidus 50 dvigubų CubeSat palydovų į orbitą, visų jų rinkinys taptų pirmuoju didžiausiu palydovų tinklu pasaulyje. Šiame projekte ketinimų dalyvauti turi ir Lietuvos kosmoso technologijų entuziastai.

Rusijos kosmoso specialistai pasiskaičiavo, kad jų raketos pakėlėjos Sojuz pakopų ertmėse galima sutalpinti iki 200-300 CubeSat palydovų ir juos pakelti į orbitą.

Savo palydovus jau beveik pasigamino Estija ir Latvija ir ieško partnerių jų pakėlimui į kosmosą. Estų ESTCube-1 skries orbitoje su Saulės vėjo burėmis, o latvių Venta-1 bus daugiafunkcinės paskirties palydovas. 5 kg sveriantis latvių palydovas orbitoje atliks tiek užduočių, kiek jų prieš 20 metų gebėjo vykdyti virš pusę tonos sveriantis palydovas.

Pamenu, pernai kalbėdamas I-osios tarptautinės kosmoso konferencijos SEMW 2010 metu su jaunu kolega iš NASA apie galimybę pasigaminti ir paleisti pirmąjį lietuvišką nano palydovą, samprotavau: „Jei nepavyktų pasigaminti tokį palydovą, tai kaip alternatyva galėtų būti kitoks sprendimas. Štai turiu rankoje sumanųjį telefoną, jame yra visos minimaliai palydovui reikalingos technologijos, ir jeigu sugebėčiau jį pakelti į kosmosą, tai turėčiau palydovą, kuris fotografuotų ir filmuotų Žemę, o taip pat palaikytų ryšį su kitais įrenginiais skriejančiais aplink Žemę“. Kolega man atsakė:  „Esi visiškai teisus, NASA rimtai ruošiasi tokiems eksperimentams“. Šių metų pavasarį Didžiosios Britanijos spauda jau rašė apie vienos jų kompanijos ketinimą pakelti į kosmosą išmanųjį telefoną ir patikrinti jo funkcionavimo galimybes. Todėl kiek šmaikštaudamas galėčiau drąsiai teigti, kad jau šiandien visi lietuviai, kurie turi išmanųjį telefoną, faktiškai turi pikopalydovo prototipą, telieka jį paleisti į kosmosą, kur jis porą-trejetą mėnesių galėtų jums tarnauti kaip asmeninis palydovas.

Visa tai jau nebeglumina, nes visiškai neseniai Kornelo universiteto studentas Zaharis Mančesteris pagamino personalinį pikopalydovą tekainuojantį vos 300 JAV dolerių.

Trumpam atsiskirkime nuo minios ir pafantazuokime.

Tarkime, yra paleidžiamas didžiulis spiečius mažų palydovų su didelės raiškos fotokameromis. Jų pulko gaunamų nuotraukų pikselių visuma matematiškai apdorojus galėtų atkurti tokį tikslų vaizdą Žemės paviršiuje, kokio neįstengtų padaryti jokia gera kamera integruota į šiuolaikiškiausią palydovą.

Ateityje, tai galėtų tapti bendravimo forma tarp vienišų žmonių ir jų personalinių kosminių palydovų, galima būtų su jais „pasikalbėti“, paklausti, kur šiuo metu randasi, paprašyti atsiųsti nuotrauką, kuomet praskrenda virš gyvenamosios vietos, o sušlubavus palydovo savininko sveikatai palydovas galėtų operatyviai pranešti apie nelaimę gelbėjimo tarnyboms.

Netrukus pradės veikti viešbučiai kosmose, prisireiks ir kosminio pašto, kosminių siuntų tarnybos, pavyzdžiui, labai turtingam viešbučio klientui gali skubiai prisireikti ... šampano.
 
Straipsnis buvo publikuotas DELFI.lt

Tartu universiteto pav. "ESTcube-1".