Термины «апстрим» (Upstream) и «даунстрим» (Downstream) пришли в космическую индустрию из нефтяной и обозначают сектора производства. Апстрим – это разведка новых месторождений, создание вышек и их установка, а даунстрим – это все заводы, которые занимаются переработкой, а также сеть распределения продуктов для розничных покупателей. Применительно к космической отрасли апстрим – это создание ракет и космических аппаратов, а также поддержание их работоспособности на орбите. Даунстрим – это работа с получаемыми из космоса данными, их обработка, верификация и продажа конечным пользователям.
Предел качества
Увы, но, как это часто бывает, основные деньги находятся вовсе не там, где светло и много желающих заработать на создании новой ракеты. В то время как общий объем мирового космического рынка уже вплотную подобрался к 400 миллиардам долларов в год, а по некоторым оценкам, и превысил эту сумму, объем рынка коммерческих запусков ракет-носителей составляет от нее всего 2‒4 процента. В то же время большая часть рынка относится именно к даунстрим-сектору – это продажа услуг телевещания, широкополосного спутникового интернета, спутниковой связи и, конечно же, данных дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ).
Рынок данных дистанционного зондирования Земли развивается с огромной скоростью. Все больше космических аппаратов, выводимых на орбиту, создается для мониторинга и съемки поверхности нашей планеты. В 2014‒2015 годах специалисты даже давали прогноз о том, что к 2020 году глобальное покрытие спутниковой съемкой всего земного шара будет выполняться ежедневно. Прогноз почти оправдался: после запуска в июле 2020 года компания Planet Labs сообщила о возможности ежесуточного мониторинга всей мировой суши.
Одновременно с увеличением частоты снимков мировой рынок ДЗЗ работает над качеством и разрешением изображений. Популярные еще пять-десять лет назад фотографии с разрешением в 3‒5 метров земной поверхности на один пиксель уходят в прошлое. Современные космические аппараты способны выдавать коммерческие снимки с разрешением 30‒50 сантиметров на один пиксель, это достаточно близко к теоретическому пределу качества. Согласно исследованиям NASA, проведенным еще в 70-е годы прошлого века, теоретически рассчитанный предел качества для снимков земной поверхности составляет около 10 сантиметров на один пиксель.
Более четкое разрешение мало реально из-за наличия у Земли плотного слоя атмосферы, неизбежно искажающей данные, которые получает спутник. Возможно, в будущем эту проблему попытаются решить при помощи серийной съемки с последующей обработкой нейросетями, но пока съемки с таким качеством невозможны. Для коммерческих космических аппаратов наилучшее качество стали представлять изображения с разрешением 30 сантиметров на один пиксель. Снимки с разрешением от 30 сантиметров до 1 метра на пиксель считаются материалами сверхвысокого разрешения.
Ежедневное покрытие
Лидерами этого направления признаны две компании ‒ Maxar и Airbus. Сегодня они обеспечивают более двух третей всего объема рынка космических данных дистанционного зондирования Земли. Основными конкурентами этих двух гигантов можно назвать компании Spacewill и Planet Labs (изначально работавшую с более низким разрешением, однако потом запустившую группировку сверхвысокого разрешения SkySat). Также в этот сегмент входят компании 21АТ (Китай), SIIS (Корея), ISI (Израиль), CG Satellite (Китай).
В России пока нет коммерческой компании, имеющей собственную рабочую группировку космических аппаратов, способных предоставлять съемку земной поверхности со сверхвысоким разрешением. Если же брать государственные космические аппараты, этим условиям удовлетворяет съемка от спутника «Ресурс-П». Он способен при помощи панхроматической камеры получать изображения с разрешением в 1 метр на пиксель.
Долгое время стандартом считались изображения с высоким (от 1 до 2,5 метра) и средним (от 2,5 до 20 метров) разрешением. Однако теперь изображений с таким качеством на рынке много, и уже несколько компаний, в том числе Airbus и Planet Labs, объявили о постепенном уходе из этой ниши. Хотя лидерами в ней по-прежнему остаются Airbus с группировкой Spot и обширным архивом данных, а также компания Planet Labs с группировкой предыдущего поколения Dove.
Среди новых игроков международного рынка можно назвать компании Axelspace (Япония) и Orbita Aerospace (Китай). Orbita Aerospace владеет 12 спутниками (при планируемом размере группировки в 34 аппарата). Среди космических аппаратов есть спутники с гиперспектральными камерами, а в планах ‒ космические аппараты для радарной съемки и спутники, оснащенные инфракрасными камерами.
Axelspace — оператор спутника группировки AxelGlobe. Компания создает свою группировку с 2015 года и изначально планировала включить в нее более 50 космических аппаратов. Исходя из потребностей заказчиков в 2018 году она запустила первый спутник GRUS-1A. В марте 2021 года при помощи российской ракеты «Союз-2» были выведены еще четыре космических аппарата серии GRUS.
В дальнейшем предполагается ежегодное увеличение группировки. По спецификации AxelGlobe напоминает RapidEye, но с улучшенным пространственным разрешением (панхроматические изображения ‒ 2,5 метра, мультиспектральные ‒ 5 метров, полоса обзора 55 километров). Группировка из пяти аппаратов к концу 2021 года обеспечит ежедневное покрытие в некоторых частях земного шара.
В российском сегменте основной тип аппарата, предоставляющий такие данные, это «Канопус». Серия российских спутников дистанционного зондирования Земли создана АО «Корпорация «ВНИИЭМ» совместно с британской компанией Surrey Satellite Technology Limited. Спутники работают для Роскосмоса, МЧС, Минприроды, Росгидромета, РАН; служат для картографирования, мониторинга ЧС, в том числе пожаров, оперативного наблюдения в заданных районах.
Белым по белому
Еще одним потенциально перспективным направлением можно назвать спутники ДЗЗ, работающие вне видимого диапазона. Это радарная и инфракрасная съемка поверхности. Дело в том, что, несмотря на создание знакомой глазу картины, снимки в видимом диапазоне не всегда подходят для работы. Например, в ситуации, когда необходимо определить состояние ледового или снежного покрова одинакового белого цвета, или когда ведется съемка однотонных зеленых полей.
Радарные данные отличаются тем, что могут быть получены вне зависимости от погоды. Например, при плотной облачности съемка с обычных камер практически бесполезна. В этом случае более полную информацию даст радарная съемка.
Уже многие годы лидером в этом сегменте остается компания Е-Geos, теперь она запустила новое поколение спутников Cosmo-SkyMed, абсолютно идентичных аппаратам первого поколения. Поскольку предыдущая группировка все еще действует, потребители могут получать информацию с восьми спутников сразу. В 2019 году компания Maxar вывела на орбиту группировку из трех радарных спутников Radarsat Constellation.
Для России вопрос радарной съемки стоит остро. В ближайшие годы предполагается запуск нескольких космических аппаратов, способных работать над Арктикой – в той самой зоне однотонных ландшафтов и высокой облачности.
Подсчет слонов. Tенденции мирового рынка данных ДЗЗ
Когда нескольким компаниям удалось достигнуть разрешения около 30 сантиметров на один пиксель, стало понятно, что это стандарт, к которому в ближайшие годы придут все коммерческие игроки. Клиенты все чаще хотят получить детальное изображение поверхности.
Главными факторами формирования конкурентного предложения становятся:
- полнота данных и охват требуемой территории;
- цена изображений;
- скорость доставки изображений и возможность получения наиболее актуальной информации;
- возможность работы с небольшими заказами, гибкость и удобство получения информации.
Коммерческие организации в большей степени соответствуют этим требованиям. Поэтому государство часто формирует рынок ДЗЗ, закупая требуемую информацию у частных компаний. Такую форму взаимодействия практикует Министерство обороны США. Прямая выгода понятна: нет необходимости запуска нового или перенацеливания уже работающего спутника ДЗЗ на интересующий военный район. И оперативность при этом достигается высочайшая.
Важной и дорогостоящей услугой становится последующая обработка полученной спутниковой информации. Эта задача требует работы специально обученных сверхточных нейросетей, способных осуществлять разметку данных и в автоматическом режиме проводить поиск и отметку значимой для пользователя информации. Подобная система, например, способна в автоматическом режиме провести обработку спутниковых данных с территории заповедника и определить все объекты, которые можно идентифицировать как слонов. После этого проводится дополнительная проверка, которая заняла бы несколько десятков или сотен часов работы человека. Именно такие комплексные и сложные услуги уже в ближайшем будущем станут основой для компаний, занимающихся продажей данных дистанционного зондирования Земли.
Все большая часть будет подчинена даунстрим-сектору, в котором и генерируется основная прибыль. Сегодня важно не то, сколько и каких спутников у тебя на орбите, а то, насколько успешно и выгодно ты умеешь продавать полученную с них информацию.
Источник: dfnc.ru