Небеса с молотка. В погоне за ближним космосом

Для создания импровизированной спутниковой лаборатории компания перво-наперво приобрела через Amazon теплицы с системами фильтрации воздуха. Площадь теплиц была достаточной, чтобы внутри поместилась бригада сборщиков. Штат Planet к тому времени насчитывал человек тридцать, и добрая половина из них могла, даже облачившись в защитные лабораторные костюмы, поместиться в теплицу и начать ваять спутники. «Ясно было, что это теплица для установки на приусадебном участке, но работала она отменно», – сказал Бен Ховард, один из перешедших в Planet из Эймса.

На изготовление первого экземпляра Dove у Planet ушло полтора года. Этот «голубь» представлял собой параллелепипед 10 × 10 × 30 см – втрое объемистее PhoneSat. Зато внутри него помещался цилиндрический телескоп в позолоченной термоизоляционной обмотке. Вокруг телескопа размещались литий-ионные батареи с отдельным обогревом для каждой и печатные платы. Снаружи к корпусу аппарата крепились две раскладные панели солнечных батарей и выдвижная антенна. Вместо миллиарда долларов производство одного Dove стоило меньше миллиона.

С основателями Planet я познакомился летом 2012 года, когда они были заняты приведением в жизнеспособное состояние первой партии своих «голубей». Теплицы к тому времени успели заменить какими-то более специализированными установками, отделенными от остальных площадей офиса Planet пластиковыми листами. Но хотя в офисе имелось весьма впечатляющее испытательное оборудование и куча всяких прочих гаджетов и примочек, он всё равно производил впечатление скорее подпольного цеха, нежели профессионального аэрокосмического производства.

Маршалл и Шинглер устроили мне обзорный тур по своему заводику и рассказали предысторию зарождения Planet из их экспериментов в НАСА. Оба просто лучились страстью, говоря о том, как выведут на орбиту беспрецедентное количество спутников, побив все рекорды для отдельно взятой организации, и займутся с их помощью «мониторингом вырубки лесов в Африке, незаконного лова рыбы и таяния полярных льдов». Лично мне было неясно одно: как их компания собирается на этом зарабатывать, чтобы окупить всю затею? Но Маршалл и Шинглер однозначно производили впечатление милейших идеалистов. «Мы хотим приблизить начало нового фазового перехода в человеческом сознании и понимании нашей планеты», – сказал Маршалл. «Мы заботимся о том, как сделать эту информацию доступной тем, кто в ней более всего нуждается», – пояснил Шинглер[54].

В апреле 2013 года Planet отправила на орбиту два первых спутника Dove. По странному совпадению один из них был доставлен туда той же ракетой Antares, что и три их первых PhoneSat. Второй «голубь» вылетел на борту российского «Союза». К лету Planet запустила еще два спутника и начала впервые собирать данные в объемах, пригодных для практического использования.

Запуски сопровождались обычными для стартапов, добившихся первых успехов, эксцессами. Инженер, первым установивший связь с первым Dove, выскочил из станции спутникового слежения и принялся с победными криками скакать вокруг антенны. Оставшиеся внутри коллеги тут же открыли бутылки с бухлом, без отрыва от тестирования связи с аппаратурой. Позже, когда один из первых спутников сошел с орбиты и сгорел в атмосфере, команда Planet устроила по нему «праздничные поминки».

На первом снимке, полученном с орбиты, был какой-то лес, но никто поначалу понятия не имел, что это за лес и где он находится. Средства привязки фотографий к координатам у Planet пребывали еще в зачаточном состоянии. Лишь через несколько часов кому-то удалось определить, что спутник сфоткал лес в штате Орегон. «Робби пришел похвастаться этим фото на телефоне, – сказал Маршалл. – Офигенная красотища! Я был просто поражен тем, что четко видны отдельные деревья. Сам факт, что всё работает как задумано, меня потряс больше всего. Робби до сих пор ходит с этой фоткой на смартфоне».

Через несколько месяцев, по мере накопления фотографий, у сотрудников Planet начало развиваться то самое острое чувство, которое астронавты окрестили «эффектом обзора». Это переживание приходит при взгляде из космоса вместе с глубоким пониманием, насколько хрупка и мала Земля как небесное тело на фоне бескрайнего пространства – и насколько тонка спасительная пленка атмосферы, делающей планету пригодной для жизни человека. Инженеры Planet дивились изменению цветовой гаммы лесов по временам года. «В таких местах, как Африка, видно было, как Земля, по сути, дышит, – сказал Джеймс Мэйсон, перешедший в Planet из Эймса по завершении работы над PhoneSat. – Мы наблюдали эволюцию планеты в режиме реального времени».

В те дни инженеры Planet были вынуждены являть чудеса сообразительности и на лету приспосабливаться к стремительно меняющейся обстановке, что, вообще-то говоря, не характерно для спутниковой отрасли. Например, на одном из Dove сбой ПО привел к отказу радиопередатчика. Чтобы его оживить, нужно было заново загрузить исходный код с Земли на спутник. Сигнал тот ловил лишь в зоне прямой видимости с наземной станции слежения, и загружать ПО для передатчика пришлось по кускам в несколько приемов. Но в итоге всё закончилось благополучно и спутник ожил.

Первые испытания лишь укрепили убежденность создателей Planet в верности их основополагающей идеи гибко перенастраиваемых и обновляемых спутников. Спутники не должны годами кружить по орбитам в том виде, в котором туда попали. Их прошивки можно и нужно обновлять в точности так же, как это делается у земных компьютеров и смартфонов. Тем самым Planet подорвала очередной устой традиционного мышления, подразумевающий, что столь хрупкие объекты, как спутники, после вывода на орбиту лучше не трогать.

Пара успешных запусков резко укрепила веру инвесторов в молодую компанию, и к середине 2013 года Planet собрала еще 13 млн долларов. Лидером этого инвестиционного раунда был всё тот же Стив Юрветсон, к которому на сей раз присоединились венчурный капиталист Питер Тиль, Эрик Шмидт и другие. На эти деньги Planet построила 28 новых Dove. В космос их в январе 2014 года подбросил грузовой борт до МКС, а оттуда на орбиту выпустили астронавты. В 2015 году инвесторы окончательно уверовали в Planet и ее концепцию – и закачали в компанию еще 170 млн долларов. На эти деньги Planet принялась строить сразу сто с лишним спутников, параллельно изыскивая возможности для их вывода на орбиту на «попутках». Параллельно с их постройкой и поиском возможностей для запуска инженеры Planet, однако, делали неприятные для себя открытия, указывавшие на переоценку ими эксплуатационных качеств ранних версий спутника. Первые Dove пробыли на орбите слишком мало для того, чтобы подобные дефекты вскрылись. А когда Dove из первой серийной партии стали проводить на низкой орбите месяцы, выяснилось, что «птички» дохнут от перегрева и выхода из строя батарей. И управление сразу десятками быстро движущихся спутников со считаных наземных станций оказалось сопряжено с большими трудностями. «Нам, говоря по-простому, в итоге понадобилась система-нянька – присматривать за всем этим выводком ужасно себя ведущих спутников, – сказал Ховард, – причем мониторить всё нужно было в мельчайших деталях. Команда же у нас была маленькая и неопытная, и давалось нам это с огромным трудом. Мы-то думали, что достаточно наштамповать сотню штук, запустить их, нажать кнопку „печать“ и любоваться результатами. Не тут-то было».

Время от времени аппараты слишком долго находились под прямыми солнечными лучами и раскалялись до запредельных температур. В таком виде любые операции, вплоть до продолжения подзарядки аккумуляторных батарей, были чреваты полным выходом спутника из строя. Инженеры Planet наловчились отключать перегревшиеся спутники до возвращения температуры в пределы допустимого, но дожидаться этого порой приходилось сутками.

И с оптикой были проблемы. В обычном спутнике предусмотрено всё необходимое для защиты объектива от резких перепадов температур. Конструкция же Dove была такова, что линзы объектива постоянно то нагревались, то остывали, и это приводило к расфокусировке изображения. «С этим мы вовсе ничего поделать не могли, – признал Ховард. – Всё-таки надо было нам, наверное, изначально пригласить инженера по оптике». А главное, спутниковые радиопередатчики из-за низкой пропускной способности каналов не справлялись с отправкой на Землю всех отснятых изображений. «Мы провели множество запусков, но так и не получили созвездия, способного реально поставлять нам данные фотосъемки в том качестве и с той скоростью, какие были нам нужны для окупаемости всей затеи, – сказал Ховард. – Тут у нас возникли реальные опасения, что мы это не потянем».

Настала пора отрезвляющего пробуждения. В аэрокосмической отрасли пошли насмешки над стартапом, затеянным с самоуверенностью районной шпаны. Ведь Planet замахнулась на то, чтобы привнести в серьезный спутниковый проект присущий самонадеянным айтишникам из Кремниевой долины дух «понтуйся, пока не выйдет», и слишком поспешно отправила на орбиту целую сотню своих необкатанных аппаратов. Часть старожилов отрасли даже злорадствовала, считая, что Planet получила по заслугам. Спутники строить очень трудно, а эти дезертиры из НАСА откровенно переоценили свои возможности. Да еще и ударились в визионерство в ущерб инженерии.

Раскрывать свои многочисленные проблемы на широкой публике Planet отказывалась. Маршалл по-прежнему был частым гостем всяких научно-технических конференций и выдавал там желаемое за действительное, превознося вклад Planet в спасение мира. За кулисами, однако, команда Planet продолжала отчаянно сражаться с проблемами и, учась на ошибках, вырабатывать недостающие навыки для размещения на орбите группировки из сотен спутников и слаженного управления потоками информации между ними и Землей.

Первым делом нужно было научиться получше ориентироваться в мире запусков ракет-носителей. Planet намеревалась выводить всё новые и новые спутники на орбиту и делать это как можно дешевле, но в ту пору запуски были еще весьма редки и дороги. Опыт с МКС вышел, конечно, весьма удачным, поскольку «попутка» дотуда обошлась в разы дешевле обычного запуска. Вот только орбита МКС для целей Planet не подходила, и спутники затем пришлось месяцами доводить до нужных для фотосъемки точек.

В последующие годы ответственным за связи и контракты с ракетными компаниями во всем мире был Майк Сафьян из первого призыва наемных работников Planet. Вскоре компания прославилась в качестве главного скитальца по космодромам Земли. Стаи «голубей» взмывали в небо из России и Индии, а также с территории США, но уже на ракетах SpaceX. Planet также принялась обхаживать и начавшие появляться на сцене другие ракетостроительные стартапы. Этим компаниям еще только предстояло доказать работоспособность своих носителей, а потому и цены они запрашивали смешные, запуски обещали частые и готовы были брать малые спутники в качестве основной нагрузки, а не довеска, – и выводить их по этому случаю на орбиты с запрашиваемыми параметрами. Сделавшись, по сути, кормилицей индустрии дешевых коммерческих запусков, Planet стала заказчиком одного из первых полетов ракеты новозеландского проекта Rocket Lab с несколько диковинным по космическим меркам названием «Электрон».

Прежде ни одной компании в мире не нужно было договариваться о столь большом числе запусков, и Сафьян в итоге сделался мировым лидером в номинации «человек со связями в индустрии космических запусков». Научился он и торговаться, и ориентироваться в примерных сроках неминуемых задержек запусков относительно планируемых дат, и вычислять наиболее эффективные способы доставки спутников на орбиту в требуемые сроки.

Для обеспечения связи со своими спутниками Planet построила разветвленную сеть наземных станций, каждая из которых сама по себе была достаточно мала, чтобы управляться с ней могли два человека, но при этом обладала приемо-передающими устройствами и антеннами для бесперебойного обмена данными со снующими над головой спутниками. Зачастую наземные станции располагались в труднодоступных местностях близ полюсов и у экватора, а инженеры были вынуждены учиться скоординированному обмену петабайтами зашифрованных данных между десятками наземных станций и сотнями спутников.

По ходу дела Planet совершенствовала и свое искусство массового строительства спутников. Собирая всё больше денег и созревая как компания, она отказалась от парников и пластиковых перегородок и оборудовала полноценный цех на весь цокольный этаж своего офиса. Обычно спутниковые компании строят один-два аппарата за раз, но этот заводик Planet способен был в кратчайшие сроки сварганить десятки спутников, если приходило сообщение о подходящем скором запуске.

Заведовал этим производством Planet Честер Гиллмор, неутомимый сгусток энергии в галстуке-бабочке, которому его работа нравилась, похоже, как никогда и никому не нравилась ни одна работа. Главной его задачей было обеспечение гибкости производственно-технологического процесса Planet на уровне, позволяющем сохранять базовые компоненты при переходе на компьютерно-вычислительные системы, датчики и прочие комплектующие нового поколения без ущерба для качества спутников в целом. И если PhoneSat строились из горстки компонентов, то спутники Planet со временем развились в сложные конструкции из пары тысяч различных деталей. Теперь практически каждая из них маркировалась уникальным штрихкодом, чтобы отслеживать ее поступление на сборку, размещение на спутнике и работу на орбите.

Ни одна компания никогда даже не пыталась производить спутники серийно и в таких количествах, а потому и методы Planet кардинально отличались от общепринятых. «Если ЦРУ был нужен большой спутник-шпион, то порядок действий был такой, – рассказывал Гиллмор. – Они рассылали запрос с детальным техническим заданием, включая точные спецификации того, что им требуется. Всем потенциальным компаниям-подрядчикам давалось полгода на подготовку технико-экономического обоснования и ценового предложения. Затем ЦРУ выбирало, что им из этого больше подходит, и лишь тогда компания, выигравшая контракт, приступала к проектированию спутника как такового, а это еще как минимум четыре месяца. В лучшем случае через год после этого завершали постройку каких-нибудь прототипов, которые еще должны были пройти ряд согласований. Потом, в лучшем случае еще года через полтора, у них мог выйти готовый спутник. И еще шесть – девять месяцев до запуска. В итоге на орбиту выводился аппарат, построенный по технологиям пятилетней давности».

В Planet же бригада из десяти с небольшим человек клепала по тридцать спутников в неделю. На сборку компания обычно нанимала людей без опыта работы в аэрокосмической отрасли, а их переподготовку проводила прямо у себя в цеху. Один из них в прошлом был секретарем юридической фирмы. Другой – механиком велосипедной мастерской. Члены бригады оперативно перемещались между сорока двумя рабочими местами и выполняли как производственные операции, так и тестирование. Главная идея заключалась в том, чтобы сохранять в них гибкость и подвижность, дабы они столь же оперативно осваивали сборку спутников постоянно меняющейся и усложняющейся компоновки по мере внесения нужных инженерам Planet изменений. Партия за партией улучшались такие характеристики спутников, как поле обзора, разрешение и качество изображения, емкость и срок службы батарей, объемы памяти, быстродействие процессоров, точность позиционирования, характеристики солнечных батарей[55].

При типичном запуске Planet теперь выводит на орбиту от двадцати до девяноста спутников Dove. После выравнивания последней ступени параллельно поверхности Земли она начинает по одному или попарно выпускать «голубей» на орбиту через каждые пару градусов обращения. На выгрузку всей партии уходит несколько минут. После того как спутник Dove оказывается в свободном плавании, расправляются сложенные крылья солнечных батарей, поднимается торцевая крышка со стороны объектива и выдвигается антенна.

Новые Dove пополняют существующие «стаи», развернутые на наклонных и полярных околоземных орбитах. Рассредоточиваются они так, чтобы каждый спутник отвечал за фотосъемку выделенной ему полосы земной поверхности строго под ним. Функционально спутник можно, по сути, уподобить линейному сканеру прокручивающегося внизу ландшафта, поскольку съемку они теперь ведут в режиме, близком к потоковому. Для расстановки спутников по заданным позициям на орбите Planet использует собственное ноу-хау – «дифференциальную тягу», позволяющую выборочно притормаживать и ускорять движение Dove друг относительно друга за счет парусности солнечных батарей.

После вывода на требуемую позицию пространственная ориентация и стабилизация спутника осуществляются автоматически с помощью бортовых систем. Сенсорные датчики Dove позволяют определять его положение относительно линий магнитного поля и горизонта, Солнца и звезд, а электромагнитные и гироскопические стабилизаторы – поддерживать отклонения в пределах допуска.

Обращаются вокруг Земли спутники Dove по так называемым солнечно-синхронным орбитам. Это означает, что на каждом витке спутник пролетает над всеми точками под ним в одно и то же местное время по Солнцу, что гарантирует единообразие структуры светотеней на получаемых с него изображениях. Поскольку каждый Dove совершает полный оборот за 90 минут, за сутки он накручивает по орбите шестнадцать витков и собирает фото всего, что под ним, при одних и тех же условиях освещенности (условно говоря, Нью-Йорк в 09:00, Сент-Луис в 9:00 и далее по курсу).

Каждый Dove в сутки фиксирует тысячи изображений, охватывающих территорию площадью с Мексику. На Землю они передаются в ходе десяти восьмиминутных сеансов радиосвязи с наземными станциями, благо и эта процедура теперь отработана. На Земле полученные изображения компилируются, чистятся и анализируются специальными программами Planet, отбраковывающими и удаляющими фотографии, непригодные из-за облачности или затенения. После этого зарегистрированные клиенты могут через приложение любоваться свежими картинками в свое удовольствие. С корпораций и правительственных учреждений Planet взимает плату по полной, а журналистам, НКО, ученым, экологам и им подобным предлагает хорошие скидки.

На протяжении всего ее существования Planet критиковали за низкое качество снимков. Действительно, разрешение фотографий с Dove составляет три метра на пиксель. Это означает, что сами дома и машины на снимках различимы, а более мелкие подробности, наподобие их номеров, – при всем желании нет. И хотя Planet за минувшие годы удалось серьезно улучшить свои спутники, повысить разрешение практически невозможно – просто по причине физических габаритов и параметров орбиты спутников. Ведь оно зависит прежде всего от диаметра линз и высот, с которых ведется съемка, а потому и качество фотографий оказывается ровно таким, какое оно есть.

Против критики по поводу качества у Planet, кстати, имеется неотразимый контраргумент: непрерывная фотофиксация всего происходящего на Земле, пусть и не в самом высоком разрешении, несоизмеримо ценнее и важнее съемки объектов, представляющих заведомый интерес. Накапливая же обширную базу данных видимых даже из космоса изменений на земной поверхности, спутники Planet позволяют своевременно выявлять тенденции, которые иначе ускользнули бы от глаз людей. Лишь благодаря радикальному уменьшению габаритов и стоимости спутников компании удалось сформировать на орбите столь раскидистую и всевидящую сеть, подобной которой не располагает ни одна другая компания и ни одно правительство.

В 2017 году Planet, однако, сделала важный шаг и в направлении повышения качества снимков, поглотив конкурирующую компанию Terra Bella вместе с ее спутниковой группировкой SkySat[56]. Terra Bella, как и Planet, была стартапом, ориентированным на модернизацию подхода к производству спутников. При этом сами аппараты SkySat были погабаритнее – размером с бытовую стиральную машину, а не с обувную коробку, как Dove. Зато туда помещались и бортовые компьютеры помощнее, и, главное, объективы, позволившие Terra Bella получать фото с точечным разрешением 50 см. Кроме того, SkySat обращались по другим орбитам, что позволило Planet расширить географический охват и получать снимки различных мест в разное время суток.

Объединение двух систем и синхронизация получаемых данных помогли Planet совершить очередной технологический рывок. Теперь стаи Dove несли на низких орбитах постоянное дежурство, позволяя зафиксировать подозрительные изменения вроде вырубки леса, возведения нового здания или запуска ракеты. Спутников Terra Bella было мало для надзора за всем и вся, но теперь их можно было целевым образом наводить на места, где Dove выявили нечто интересное или подозрительное. За годы, прошедшие после поглощения, Planet распространила свой опыт проектирования и запуска спутников и на этот сегмент – и теперь планирует выводить на орбиту всё больше крупных спутников собственного производства[57].

Пока вы всё это читаете, сотни спутников Planet кружат в небе над вашими головами – по большей части всё те же «голуби», но теперь еще и в сопровождении пары дюжин «больших парней». Технологии усовершенствовались настолько, что Planet теперь может получать не менее двенадцати фотографий одного и того же места в сутки. Вся же сеть делает свыше четырех миллионов снимков в сутки, а в архиве Planet хранится в среднем по две тысячи фотографий каждого участка земной суши.

7

Всевышний компьютер

Тревожные слухи ходили в вашингтонских военных кругах зимой и весной 2021 года. Китай подозревали в наращивании арсенала ядерных боеголовок и строительстве пусковых шахт баллистических ракет в отдаленных районах страны. Подтверждения тому в публичных источниках не было, но те, кто эти слухи активно обсуждал, были убеждены, что наращивание Пекином ядерных вооружений не просто налицо, а носит массированный характер. Если бы вдруг информация о пусковых шахтах подтвердилась, это позволило бы уличить КНР в эскалации агрессивной внешней политики и привело бы к резкому повышению градуса напряженности в и без того непростых американо-китайских отношениях.

Декер Ивлет прознал об этих слухах от пары авторитетных в узких кругах специалистов по сбору разведданных из открытых источников. Разведчики-аналитики такого рода прочесывают общедоступную информацию с целью выявления засекреченных военных и экономических активностей по косвенным признакам – от налоговых деклараций до военных контрактов и, само собой, спутниковых фотографий. Перелопачивая с помощью своих спецсредств горы подобных данных, аналитики время от времени разоблачают какое-нибудь очередное безобразие наподобие испытания северокорейской баллистической ракеты или поставки нефти в обход международных санкций. В целом они работают ради вынесения на свет сведений, которые правительства и всяческие злодеи хотят сокрыть от глаз общественности, желающей знать, что в действительности происходит в мире, и прямо говорить об этом на открытых форумах.

Будучи студентом Рид-колледжа[58], Ивлет близко сошелся с местным разведсообществом аналитиков данных из открытых источников на почве собственного увлечения охотой за информацией. Пока другие студенты хлестали пиво и проводили опыты с добавками в кальянные смеси, Ивлет, сидя за компьютером, рылся в базах данных и анализировал спутниковые снимки. И вскоре выяснилось, что дистанционный аналитик он отменный. Своим наметанным глазом он улавливал такие паттерны и закономерности, которые ускользали от внимания куда более опытных разведчиков. Результаты своих изысканий он публиковал в Твиттере, подкрепляя их твердыми доказательствами, чем быстро завоевал уважение со стороны ветеранов разведсообщества.

В середине мая 2021 года Ивлет решил попробовать разобраться, стоит ли что-то реальное за слухами о ракетных шахтах в Китае. Он логичным образом предположил, что выглядеть подобные объекты должны примерно так же, как ранее раскрытые со спутников пусковые шахты, над которыми китайские военные для маскировки ставили белые надувные купола, прозванные аналитиками «дутыми домами смерти»; подобные времянки с компрессорным наддувом иногда еще ставят на спортплощадках или в парках для проведения каких-нибудь детских утренников. Ивлет также исходил из того, что искать купола следует в пустыне на севере Китая, поскольку именно в том безлюдном регионе китайские военные традиционно развивают особую активность, да и свободных площадей на этой равнинной местности хоть отбавляй.

Ради этой своей затеи Ивлет зарегистрировал аккаунт на веб-сервисе Planet Labs и принялся скачивать снимки, нарезать тысячи миль северокитайской пустыни на квадраты и обшаривать их один за другим. Через месяц с лишним, в конце июня, его поиски увенчались искомым открытием: он засек целых 120 белых «дутых домов смерти». На ранее обнаруженных в Китае объектах их было в общей сложности раз в пять меньше. Если он действительно отыскал 120 новых пусковых шахт, эта новость прогремит на весь земной шар, думал Ивлет, – ведь это значит, что новая гонка ядерных вооружений не просто стартовала, а идет вовсю.