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新創公司Vyoma結合AI、大數據與LEO 發展太空交通管理

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科技產業資訊室 (iKnow) - 何思穎 發表於 2022年5月13日
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圖、新創公司Vyoma結合AI、大數據與LEO  發展太空交通管理
 
衛星與太空垃圾大量成長  促成太空監測產業興起
或許大家早已聽說,太空越來越雍塞,佈滿著SpaceX的Starlink等上千顆衛星組成的星群和幾十年來太空發射積累的數百萬件太空垃圾。目前許多公司都在爭相建立自己的太空監測(space-monitoring space)系統,以幫助衛星營運商和發射營運商保護其資產免於受到軌道碎片影響。
 
德國大學衍生公司Vyoma  AI及多重來源大數據分析發展太空監測
Vyoma為該領域新進的新創公司,該公司為德國慕尼黑工業大學學術創業產生的衍生公司(spinoff),由Christoph Bamann、Luisa Buinhas和Stefan Frey創立。Vyoma的目標是利用觀測衛星群追蹤低地球軌道(LEO)上的物體,並透過機器學習發展出使客戶的衛星能自動防撞的程序。

Frey認為,根據歐洲太空總署(ESA)估計,目前有100萬個大於一公分的物體正繞地球飛行,其中卻只有不到5%的物體有定期追蹤。因此,衛星運營商的衛星有很高機率意外碰撞上太空垃圾。
 
Vyoma將軍事用途LEO監測技術應用於商業用途   
目前低地球軌道(LEO)監測主要限於軍事行動,關注尺寸較大(直徑約為10公分)的太空碎片。而且,由於為軍事來源,這些資料自然不會廣泛分享。因此,市場上就需要像Vyoma這樣的私人公司開發自己的追蹤程式,對太空碎片的追蹤更敏感而且也可以國際共用。

雖然Vyoma的太空競爭對手如LeoLabs主要是使用地面式觀測法,但Vyoma打算推出一個專門由太空進行監測的系統,透過帶有攝影機的衛星組成星群,近距離監測太空碎片。
 
Vyoma採取太空式監測  可掌握物體轉動、翻滾、物體尺寸及材質
在軌道上增加更多的衛星來幫助監測太空垃圾聽起來似乎有些矛盾,但事實上這樣的系統有一個優勢。根據Vyoma創辦人之一Buinhas,通過太空搭載的方式,Vyoma每天可以觀察物體多達30次,且幾乎涵蓋了所有一公分以上的危險物體。高頻率的觀測能夠對碎片物體的軌跡做非常準確的預測。此外,透過影像還可以推斷物體的行為,例如:物體是否在翻滾、是否有一致的轉動、這些物體是什麼屬性,如尺寸、材質等等。
 
Vyoma的衛星有兩種太空監測模式:
  1. 1監視(surveillance):該模式的衛星會在軌道週期針對周遭的環境不停拍攝,所有被拍到的物體都會在Vyoma的資料庫中進行分類。
  2. 2任務跟蹤(tasked-tracking):該模式下,一顆或多顆衛星只會專注於單一物體或事件,提供即時資料。Vyoma接著會使用機器學習,綜合這些資料,向客戶的衛星提供幾乎即時的避撞指令。
Vyoma的技術定位與主要競爭對象
就此而言,Vyoma的競爭廠商有Kayhan Space和Slingshot Aerospace,它們也在爭奪成為低地軌道的一種國際空中交通管制。然而,Kayahan和Slingshot Aerospace是從多個來源獲取追蹤資料,而Vyoma的資料則是內部產生(在地球外產生),其實方法與Scout公司最為相似,後者正在計畫光學碎片追蹤衛星網路。
 
Vyoma已取得種子前和種子輪投資  即將進行太空技術概念驗證
目前,Vyoma尚未發射其衛星,因此目前還是使用地面式解決方案的夥伴所提供的外部資料來提供服務。但是,Vyoma正在準備自家的發射計畫。就在去年,Vyoma完成了(規模未披露的)種子前和種子輪融資,並開始太空相機的生產。還贏得了德國NewSpace獎和Weconomy獎,展示了在歐洲市場的實力。(多數的市場參與者都來自美國)。

Vyoma希望能在今年晚些時候在太空中測試其影像處理程序,目標在2023年底前發射自家試驗衛星。Frey表示:「過去幾年裡,由於發射成本大幅降低,發射數量因此大幅增加。」「太空中的衛星越多,危險的情況也隨之增加,因此像我們這樣的太空交通管理解決方案更顯緊迫。我們希望確保太空對我們的後代也是安全的。」
 
VyomaAtos合作,建立資料庫進行衛星追蹤
2022年4月28日,Vyoma表示將與歐洲IT巨頭Atos合作建立微小太空物體的資料庫,計畫從明年開始用自己的衛星進行追蹤。SS此次合作旨在開發向衛星運營商提供太空交通環境認知(SSA)資料的解決方案,避免高昂的碰撞成本和不必要的飛行器演習。
 
創辦人之一Stefan Frey表示該公司目前正透過「由地面式感測器的第三方網路,包括由望遠鏡和雷射測距站所提供的異質數據」,向歐洲國防客戶提供追蹤服務和資料品質評估。若條件有利,該網路性能最好的地面望遠鏡可觀察到LEO上大小在5到10公分的物體,在地球靜止軌道(geostationary orbit.)上可以觀察到大約50公分的物體。
 
然而,目前只能在特定位置和大氣清晰的條件下對物體的「專用目標追蹤」來實現。目前,最全面的軌道觀測目錄來自美國國防部基於地面的太空監視網路(terrestrial-based Space Surveillance Network),提供10公分以上物體的資訊。統計模型用來推斷太空中小於10公分物體的數量。Frey認為目前若要若要編入較小的物體,需要具更好感測器且更大的監測衛星群,Vyoma的目標是在首次發射後的18個月內再發射10顆衛星。(1645字)


參考資料:
Vyoma is the latest player seeking to prevent satellite collisions with space junk. TechCrunch, 2022/4/30.
Vyoma agrees data management partnership for SSA constellation. SpaceNews, 2022/5/3.
Vyoma官網。上網日期: 2022/5/4。


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