Témata
Zdroj: Maxar

Stroje v pohybu:
Fotoprůzkumné družice

Za druhé světové války přinášely informace z fronty filmové týdeníky, při první válce v Perském zálivu vysílala živě CNN z bombardovaného Bagdádu – a nyní na Ukrajině má veřejnost poprvé v historii k dispozici prakticky v reálném čase družicové snímky. Navíc neskutečné kvality. Každopádně jde o materiál, který umožňuje potvrdit, nebo naopak vyvrátit mnohá tvrzení válčících stran.

Tento článek je součástí seriálu:
Stroje v pohybu
Díly
Tomáš Přibyl

Více než třicet let se věnuje kosmonautice a všemu, co s ní souvisí. Působí jako kurátor letectví a kosmonautiky Technického muzea v Brně. Autor mnoha knih literatury faktu (Smrt měla jméno Challenger, Den, kdy se nevrátila Columbia, Poklady kosmonautiky, Dobytí Měsíce aj.). Má největší sbírku podpisů kosmonautů v Česku, která je uvedena i v České knize rekordů.

Reklama

Několik prvních dekád v kosmické éře lidstva byly družice pro snímkování zemského povrchu vyhrazené pouze bohatým státům. Získaná data si však nechávaly pro sebe jako důležitý zdroj informací. Pak na svět přišly vědecké družice dálkového průzkumu Země, ale i ty byly výsadou bohatších států, přístup k datům měl opět jen omezený okruh uživatelů – a především pro výzkumné účely bylo k dispozici mnohem méně financí než pro armádní. Kvalita snímků tomu odpovídala.

Kresba družice Ikonos, která způsobila revoluci v dálkovém průzkumu Země. (Zdroj: Lockheed Martin)

Změna přišla v únoru 1986 a postarala se o ni Francie: na oběžnou dráhu vynesla pomocí rakety Ariane družici SPOT (Satellite pour l‘Observation de la Terre) pro dálkový průzkum Země, jejíž snímky zemského povrchu byly za poplatek nabízeny zájemcům. Rozlišení bylo 10 m panchromatické a 20 m barevné. Trh byl poměrně přísně regulovaný. Představa, že přijde kdokoliv, dobře zaplatí a odnese si strategické informace, není přesná. Zájemci byli důkladně prověřováni. A skutečně bylo mnoho prodejů zastaveno – stopy z nastrčených „prospektorských firem“ nebo projektů monitorování životního prostředí mnohdy vedly do Sovětského svazu či zemí Blízkého východu. Nicméně džin byl z láhve venku, vážní zájemci se ke kvalitním satelitním záběrům dostali.

Komerční pole neorané

Několik podnikatelů ve Spojených státech, tedy v zemi technologiím a zakládání inovativních společností zaslíbené, vidělo v družicovém snímkování ohromný potenciál. Vzniklo tak několik firem, které tuto myšlenku chtěly komerčně využít. Jako první rozjela projekt družice CRSS (Commercial Remote Sensing System) firma Lockheed Missiles and Space ze Sunnyvale v Kalifornii v roce 1991. Ale až v roce 1994 založila dceřinou firmu Space Imaging.

Jeden z prvních zpravodajských snímků ze srpna 1961 pořízený družicí Discoverer 14 – kvalita se s dnešními snímky nedala srovnat, přesto znamenaly cenný materiál. Na fotografii je zvýrazněno do té doby neznámé sovětské letiště na mysu Schmidt. (Zdroj: USGS)

S podobným záměrem přišly o rok později i společnosti WorldView Imaging z Livermore v Kalifornii a CTA Space Systems z Rockville v Marylandu. V získávání licence ale byly rychlejší, dostaly ji už v roce 1992 (Space Imaging ji získala až po svém založení). Společně vytvořily firmu EarthWatch. V roce 1995 ji koupila Ball Aerospace & Technologies a CTA se stala dodavatelem, který postavil družici EarlyBird 1. Ta byla vypuštěna koncem prosince 1997 pomocí ruské rakety Start-1, ale spojení s ní bylo navždy ztraceno po třech dnech pobytu na oběžné dráze.

Také první družice Space Imaging měla smůlu: pro selhání americké rakety Athena II se v dubnu 1999 zřítila do vln Tichého oceánu. Druhý kus startoval v září téhož roku a úspěšně dosáhl oběžné dráhy. Ikonos II nabízel panchromatické rozlišení až 0,8 m na pixel, multispektrální pak 3,3 až 4 m na pixel. Legislativa Spojených států přitom firmě zakazovala prodávat snímky s rozlišením lepším než 1 m na pixel. Firma v rámci své propagace každopádně publikovala fotografie, které braly dech. A tak asi nikoho nepřekvapilo, že v roce 2000 získala cenu „Nejlepší z inovací“ časopisu Popular Science.

„Slavná“ kolona vojenské techniky směřující ke Kyjevu viděná družicemi firmy Maxar. (Zdroj: Maxar)

Zajímavé je, že obě konkurenční společnosti EarthWatch i Space Imaging se nakonec spojily a působily pod hlavičkou DigitalGlobe. Ta později (v roce 2013) zakoupila ještě jednoho konkurenta, firmu GeoEye. V roce 2017 ji pak pohltila firma Maxar, pod jejíž hlavičkou flotila družic létá dodnes. A která připravuje sérii dalších satelitů. A – především – která zásobuje média aktuálními družicovými záběry.

Reklama
Reklama

Seznamte se: typická družice

Pozastavme se na chvíli u družice Ikonos II, která se stala ikonou dálkového průzkumu Země. Svoji činnost sice ukončila už v březnu 2015, nicméně stihla pořídit 597 802 snímků pokrývajících plochu 400 milionů kilometrů čtverečních. Z technického hlediska představuje jakýsi „model“ typického satelitu pro fotografický průzkum Země. Ikonos II je tříose stabilizovaná, a aby šetřila cenné pohonné látky, nese čtyři stabilizační gyrodyny. Má tvar šestihranu o výšce 1,83 m a průměru 1,57 m, startovací hmotnost 817 kg. Energii (1,5 kW) jí dodává trojice panelů s fotovoltaickými články. Pohybuje se na dráze se sklonem 98,2 stupně, tedy blízké dráze polární, ve výšce 680 km.

Nápis „děti“ v azbuce před divadlem v Mariupolu byl viditelný i z oběžné dráhy. (Zdroj: Maxar)

Nejdůležitější součástí družice Ikonos II je optický přístroj OSA (Optical Sensor Assembly), který byl navržen a vyroben společností Kodak. Má primární zrcadlo s aperturou 70 a složenou fokální délkou 10 m (té je dosaženo za pomoci pěti zrcadel). Hlavní detektor má panchromatický senzor se šířkou 13 500 pixelů. Multispektrální senzory (v modrém, zeleném, červeném a blízkém infračerveném spektru) mají každý šířku 3 375 pixelů. Celková hmotnost přístroje je 171 kg, pro svůj provoz potřebuje 350 W. Záběr povrchu má šířku 11,3 km, typický snímek má rozměr 11,3 x 11,3 km, ale je možné pořizovat i pruhy o délce 100 km. Přístroj dovoluje snímkovat nejen v nadiru („přímo pod sebou“), ale také 30 stupňů doleva nebo doprava. Družice může konkrétní místo povrchu fotografovat jednou za tři dny.

Byznys za miliardy

Ale zpět k firmě Maxar. Ta je dnes nejvýznamnějším hráčem na poli komerčních družic. Díky různým akvizicím a spojování firem má poněkud nestejnorodou flotilu satelitů. Jsou čtyři a formálně se jmenují WorldView-1 až 4. Avšak ve skutečnosti byly vypuštěny pod různými názvy (např. WorldView-4 se původně jmenoval GeoEye-2) na různé dráhy a také se vyznačují odlišnými technickými parametry. Třeba WorldView-3 nabízí panchromatické rozlišení 25 cm na pixel, což je něco neskutečného a podle dostupných informací toto rozlišení překonává i ruské zpravodajské družice.

Už dlouho před útokem ukazovaly družicové snímky neobvyklé shromažďování ruské vojenské techniky u hranic s Ukrajinou. (Zdroj: Maxar)

Firma každopádně ve světle zájmu o komerční družice chce svoji orbitální flotilu „konsolidovat“. V letošním roce připravuje vynesení nové generace družic dálkového průzkumu Země s názvem WorldView Legion. Těch bude šest, v párech je vynesou tři rakety Falcon 9. První dvojice poletí v červnu, další v rozmezí září–říjen, poslední pak v prosinci letošního roku. Tyto družice už nebudou „každý pes jiná ves“, ale mají se doplňovat: jak technicky, tak z hlediska rozmístění na oběžných drahách. Firma Maxar tak slibuje až 15 přeletů jednoho místa denně. Díky tomu (a také díky bezkonkurenčnímu rozlišení nejméně 30 cm na pixel) nabídne nejkvalitnější komerční služby. Největším zákazníkem firmy je americký Pentagon, který za přístup ke snímkům platí 300 mil. dolarů ročně. Doplňuje si tak informace ze svých vlastních zpravodajských družic. Pokud už hovoříme o financích, tak loni měl celosvětový trh s komerčními družicovými snímky objem cca 9 mld. dolarů. Předpokládá se, že v roce 2026 to bude už 37,5 mld. dolarů.

Reklama

Čím dál lepší

Maxar však není jediným hráčem na poli komerčního satelitního snímkování. Jeho největším konkurentem je společnost Airbus, která provozuje družice řady SPOT (nemají extra vysoké rozlišení, ale mohou nabídnout něco jiného: datové sady snímků až do roku 1986) a Pléiades. Jde o dvojici družic vypuštěných v letech 2011 a 2012, které jsou schopné pozorovat i půlmetrové detaily. Pro úplnost dodáváme, že na ně navazuje řada Pléiades Neo čítající šest družic (poslední dvě mají být vypuštěny letos o prázdninách), ale ty jsou primárně určeny k vojenským aplikacím a jejich civilní využití je omezené.

Maxar chce své kapacity výrazně rozšířit vypuštěním šesti družic WorldView Legion v letošním roce. (Zdroj: Maxar)

Za zmínku pak bezpochyby stojí americká společnost Planet Labs, založená už v roce 2010. Ta sází na družice malé velikosti, leč vynášené na orbitu po desítkách. Ty mají rozměr tříjednotkového cubesatu, tedy 10 x 10 x 30 cm (bez panelů slunečních baterií) a hmotnost čtyři kilogramy. Jsou tedy menší než krabice od bot. Firma je vyrábí a vypouští po desítkách, aktuálně jich má na oběžných drahách aktivních zhruba 180. A kvalita fotografií? Tyto „krabice od bot“ rozlišují i pětimetrové objekty! Vzhledem k velkému množství družic dochází k přeletu vybrané oblasti v řádu jednotek minut, takže objekt zájmu lze sledovat prakticky v reálném čase.

Související články
Stroje v pohybu: Raketa, která změní svět

Americký podnikatel Elon Musk se od založení své firmy SpaceX v březnu 2002 netají tím, že jeho dlouhodobým cílem je kolonizace Marsu člověkem. Již letos přitom plánuje uskutečnit premiérový start orbitální rakety Starship, která mu má tento cíl pomoci splnit.

Stroje v pohybu:
Webbův teleskop ve vesmíru

Pětadvacátého prosince loňského roku odstartovala z evropského kosmodromu ve Francouzské Guyaně raketa Ariane 5, v jejímž nákladovém prostoru byl na svou misi připraven vesmírný dalekohled Jamese Webba. Právě začala nová etapa poznávání vesmíru. Vědci si od ní slibují nové informace o vzniku vesmíru, černých dírách a temné hmotě.

Strojírenské fórum 2018: Zaměřeno na nové technologie a materiály

Příběh pátého ročníku Strojírenského fóra se začal psát 10. května 2018 na půdě Fakulty strojního inženýrství VUT v Brně konferencí na téma moderní výrobní technologie a materiály s důrazem na aditivní výrobu z velké části kovových materiálů a na inovativní aplikace kompozitních materiálů. Na sto účastníků z řad výrobní a akademické sféry vyslechlo na 13 přednášek a následně v pozdních odpoledních hodinách se větší část z nich odebrala na exkurzi po šesti VaV pracovišťích zaměřených na nové technologie. Plný den poznání a nových setkání. Pojďme se k němu vrátit fotoreportáží.

Související články
Kovový 3D tisk v průmyslové praxi

Výroba složitějších dílů technologií slévání či tváření a následným obráběním lze zvlášť ve fázi prototypování úspěšně nahradit technologií kovového 3D tisku. Šetří se čas, finance a v neposlední řadě lze získat konstrukčně složité díly, které by konvenčním způsobem nebylo prakticky možné vyrobit.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Stroje v pohybu – Vrtulník na Marsu

Vědci a technici z amerického Národního úřadu pro letectví a vesmír (NASA) právě řídí jednu z nejnáročnějších operací v dějinách kosmonautiky. Expedice Mars 2020 hledá známky bývalého života na sousední planetě. Kromě pojízdné laboratoře je na Marsu také první stroj, který létá vlastní silou na jiné planetě, než je Země.

Jízdní kola z vesmírného inkubátoru

V České republice existuje celá řada firem, které se svými produkty prosadily po celém světě. Často nejsou ani tak známé doma jako spíš za hranicemi naší země, kde v ojedinělých případech vytvořily dokonce nový segment trhu. Seriál formou stručného příběhu představuje čtenářům cestu, po které se podnikatel se svojí firmou vydal, jaké milníky jej provázely a jakých úspěchů a uznání na světovém trhu dosáhl.

Najít dveře do budoucnosti

Již 20. ročník Ceny Wernera von Siemense vyvrcholil 22. února slavnostním večerem v pražské Betlémské kapli. Za své práce zde převzalo ocenění celkem 25 nejlepších mladých vědců, studentů a pedagogů. Werner Siemens prý řekl: „Lepší než bušit hlavou do zdi je najít v ní očima dveře.“ Z mladých lidí, kteří převzali ocenění nesoucí jeho jméno, by měl jistě radost. Všichni totiž dokázali nejen najít dveře, ale otevřít je do budoucnosti.

Integrovaný obvod o tloušťce jedné molekuly

Lidstvo již zvládlo přeměňovat světlo na elektřinu a vytvořit akumulátory, v nichž nedochází k chemickým reakcím. Problémem však je, že tyto přístroje mají velmi nízkou účinnost. Nejlepších parametrů by se dosáhlo při použití polovodičů o tloušťce jediné molekuly. A ty se nyní naučili vyrábět vědci z ruského institutu MISiS, který je partnerem ruské korporace pro atomovou energii Rosatom.

Zvídavé neutrony

Teroristické útoky v Belgii ukázaly, že v kontrole zavazadel v dopravních terminálech jsou povážlivé rezervy. Nadějí mohou být neutronové skenery, které oproti klasickým bezpečnostním rámům a rentgenům dokážou odhalit i samotnou výbušninu.

S uranem v podpalubí

V březnovém vydání MM Průmyslového spektra jsme publikovali článek pod názvem Jaderné ledoborce pro Severní cestu. Jelikož tento text vzbudil zájem řady čtenářů, rozhodli jsme se na toto téma připravit další podrobnější příspěvek.

Fanfáry pro inovátory

Soutěž o Zlaté medaile brněnského Mezinárodního strojírenského veletrhu se datuje již k roku 1964. Za tu dobu byly oceněny stovky vystavovaných exponátů, některé z nich jako světové unikáty. Za ta léta jsme se ale však setkali i s balastem, který technické veřejnosti předstíral, jaké výborné věci vznikají v hlavách československých socialistických konstruktérů. Soutěž v porevoluční době postupně ztrácela na třpytu, exponenciálně rostly počty udíělených medailí a naopak klesal respekt technické veřejnosti k soutěži.

Pod dvou letech opět na EMO do Hannoveru

Od 16. do 21. září 2019 se uskuteční 22. ročník největšího světového veletrhu zpracování kovů EMO. Megaakce se koná opět v Německu, které je po Číně a USA třetím největším trhem obráběcích strojů na světě. Veletrhu se účastní téměř 2 100 vystavovatelů ze 47 zemí světa. Z České republiky se očekává účast 28 firem na ploše necelých 1 700 m2. Na minulý veletrh v roce 2017 přijelo do Hannoveru z České republiky přes 2 200 odborníků.

CIMT Peking, Část 1. Obecný pohled

V předvelikonočním týdnu se v Pekingu uskutečnil veletrh obráběcích strojů CIMT 2019. V asijském regionu se jedná o obdobu veletrhu EMO Hannover. A stejně jako EMO je velkou měrou národní výstava německé výrobní techniky, tak CIMT je převážně čínský. V tomto prvním vstupu se podíváme na letošní ročník trochu s odstupem, aniž bychom se zaměřili na konkrétní exponáty.

Firmy oceňují studentskou mezioborovou spolupráci

Už po patnácté se na Západočeské univerzitě v Plzni uskutečnil ojedinělý výukový projekt DESING, v němž studenti z několika zdejších fakult pracují v multioborových týmech na tématech zadaných průmyslovými podniky. Vyvrcholením jeho, již 15. ročníku, byl jubilejní 10. mezinárodní workshop, který proběhl začátkem dubna ve Vědeckotechnickém parku Plzeň. Čtyři nejúspěšnější plzeňské a dva bavorské studentské týmy tu v anglicky vedených prezentacích představily návrhy svých technických produktů.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit