Analisis pascamisi satelit orbit rendah Clarity-1 (termasuk citra dan data penerbangan)

• Satelit pertama Albedo, Clarity-1, membuktikan kelayakan operasi berkelanjutan di VLEO (very low Earth orbit) dan berhasil beroperasi di lingkungan yang belum pernah dicapai satelit komersial
• Koefisien hambat tercatat 12% lebih baik dari target desain, dan ketahanan terhadap oksigen atomik (AO) tervalidasi, sehingga terbentuk model umur pakai 5 tahun pada ketinggian 275 km
• Bus Precision yang dikembangkan sendiri beroperasi normal di seluruh subsistem, dan sistem darat berbasis cloud serta kemampuan pembaruan perangkat lunak di orbit telah terbukti
• Seluruh rantai pencitraan telah tervalidasi, sehingga 98% teknologi yang dibutuhkan untuk mencapai resolusi visual kelas 10 cm telah dikuasai, tetapi komunikasi terputus akibat masalah panas berlebih pada CMG (gyro)
• Clarity-1 membuktikan kelayakan operasi komersial VLEO, dan Albedo kini mendorong pengembangan satelit generasi berikutnya serta ekspansi VLEO berdasarkan hasil tersebut

---

Verifikasi operasi VLEO

• Clarity-1 diluncurkan melalui SpaceX Transporter-13 dan membuktikan keberlanjutan operasi VLEO (very low Earth orbit)
  • Koefisien hambat membaik 12% dibanding desain, tervalidasi melalui pengukuran berulang pada ketinggian 350~380 km
  • Dibangun model yang memprediksi umur rata-rata 5 tahun pada ketinggian 275 km
• Dalam uji ketahanan oksigen atomik (AO), produksi daya tetap stabil, mengonfirmasi efektivitas desain tahan AO
• Penurunan ketinggian terkendali lebih dari 100 km, respons terhadap badai matahari, serta manajemen momentum dan sistem deteksi kegagalan berfungsi normal
• Ketahanan radiasi 4 kali lebih baik dari perkiraan, dan akurasi penentuan orbit juga tervalidasi

Validasi penerbangan bus Precision

• Bus Precision yang dikembangkan dalam 2 tahun telah menyelesaikan validasi penerbangan pada tingkat TRL-9
  • Semua subsistem dan teknologi internalnya sendiri (perangkat lunak penerbangan, papan elektronik, sistem manajemen termal, dll.) beroperasi normal
• Sistem darat berbasis cloud terhubung otomatis dengan 25 stasiun bumi, memperbarui jadwal misi setiap 15 menit
  • Menjalankan lebih dari 30 rencana propulsi otomatis per hari, serta memungkinkan kendali jarak jauh dan pelacakan status secara real-time
• Berhasil melaksanakan 14 pembaruan perangkat lunak penerbangan dan 1 kali pembaruan FPGA
  • Peningkatan perangkat lunak di orbit memainkan peran kunci dalam penyelesaian masalah

Operasi awal dan 4 minggu pertama yang sempurna

• Komunikasi pertama berhasil 3 jam setelah peluncuran, dan mode Protect dimasuki dalam 14 jam
• Empat CMG, daya payload, keseimbangan termal, dan komunikasi X-band termasuk sistem-sistem utama tervalidasi dengan cepat
• Transfer data stabil melalui link X-band 800Mbps, dan performa pointing CMG presisi turut terkonfirmasi
• Validasi teknologi utama selesai jauh lebih cepat dari perkiraan

Kegagalan CMG dan kendali torquerod

• Pada 14 April, salah satu CMG berhenti beroperasi akibat kenaikan suhu bantalan
  • Setelah pemulihan otomatis gagal, sistem beralih ke kendali 3-sumbu berbasis torquerod untuk melindungi CMG yang tersisa
• Dengan torquerod saja, galat 15~45 derajat sempat terjadi, tetapi diperbaiki hingga sekitar 5 derajat melalui pembaruan perangkat lunak penerbangan berulang
• Satelit berhasil melewati ISS dengan aman untuk memasuki VLEO, dan penutup pelindung teleskop berhasil dilepas

Akuisisi dan pemrosesan citra

• Pada tahap awal, guncangan dan ketidakselarasan citra terjadi akibat kendali torquerod
  • Informasi cuaca digunakan untuk menyaring otomatis citra tanpa awan
• Setelah algoritme kendali 3-CMG diunggah, sistem berfungsi sempurna dan berhasil mengambil serta mengirim 7 gambar beruntun dalam 10 menit
• Pipeline pemrosesan di darat mengirim citra ke Slack dalam hitungan detik, mencapai kecepatan pemrosesan real-time yang jarang ditemui di industri
• Performa sensor (dynamic range, penyelarasan warna, dll.) serta jitter/smear masing-masing membaik 3 kali dan 11 kali dibanding target
• Kamera termal menghasilkan citra IR berkualitas tinggi, termasuk pembedaan kapal di Teluk Tokyo, pabrik baja, dan vegetasi

Masalah CMG berulang dan hilangnya komunikasi

• Masalah suhu yang sama muncul pada CMG kedua, dan dipastikan disebabkan oleh batas ketahanan panas pelumas
• Meski berbagai upaya pemulihan dilakukan, operasi berkelanjutan tidak memungkinkan, dan setelah 9 bulan komunikasi hilang akibat error memori radio TT&C
• Namun, data operasi VLEO telah terkumpul dalam jumlah cukup, sehingga model hambat dan ketahanan AO berhasil tervalidasi
• Menurut pelacakan LeoLabs, satelit masih turun di VLEO dalam keadaan menjaga sikap otonom

98% target pencitraan 10 cm tercapai

• Dari teknologi yang diperlukan untuk pencitraan visual kelas 10 cm, 98% telah tervalidasi
  • Hambat, ketahanan AO, sistem daya, manajemen termal, perangkat lunak penerbangan/darat, algoritme pointing, dan lainnya semuanya telah terbukti
• Tantangan yang tersisa adalah peningkatan manajemen suhu CMG, yang akan dicerminkan pada desain berikutnya melalui penguatan pendinginan dan struktur
• Selain itu, peningkatan desain seperti peningkatan kekakuan cermin sekunder dan peningkatan kapasitas heater juga telah diselesaikan

Rencana ke depan

• Misi VLEO generasi berikutnya akan memverifikasi fitur baru dan keandalan yang ditingkatkan
• Pengembangan payload optik untuk misi EO/IR akan terus berlanjut, dengan tujuan memperluas VLEO sebagai lapisan orbit produktif generasi berikutnya
• Clarity-1 telah membuktikan operasi VLEO, model hambat, ketahanan AO, dan bus berperforma tinggi
• Berdasarkan hal itu, Albedo sedang mendorong era satelit komersial very low Earth orbit yang berkelanjutan

[GN⁺]

Komentar Hacker News

• Sebagai Founder/CEO Albedo, ia telah merilis laporan terperinci untuk misi satelit VLEO pertama Clarity-1
  Gambar, keberhasilan dan kegagalan, serta pelajaran yang didapat semuanya telah dirangkum, dan ia menyambut pertanyaan
  Tautan ke posting resmi

  • Dengan optik 1 m pada ketinggian 250 km, batas difraksi untuk panjang gelombang cahaya tampak kira-kira 17 cm, jadi muncul pertanyaan bagaimana mereka mencapai resolusi 10 cm
  • Muncul pertanyaan bagaimana kontrol sikap diterapkan hanya dengan torque rod
    Apakah itu stabilisasi inersial atau pointing aktif, serta bagaimana pengaruh dipol magnetik atau hambatan atmosfer
  • Disebutkan bahwa koefisien hambatan meningkat 12% dibanding target, dan ditanyakan seberapa baik itu dibanding CubeSat biasa
    Mereka juga mengatakan perlakuan permukaan bisa lebih mengurangi hambatan, sehingga muncul pertanyaan seberapa besar faktor hambatan permukaan pada kecepatan orbit
  • Orang-orang ingin mendengar “kisah perang” terkait pengembangan perangkat lunak satelit
    Mereka penasaran stack apa yang digunakan, cara pengujian, pembaruan firmware, pilihan bahasa, dan sebagainya
  • Ada yang bertanya bagaimana kontrol sikap dan stack perangkat lunak diuji di darat
    Apakah mereka memakai simulator, dan startup apa saja selain LeoLabs yang menyusun ‘space stack’

• Detail teknisnya memang sulit, tetapi keseluruhan tulisannya menarik dan terasa seperti pekerjaan yang bagus

• Laporannya sangat bagus. Pemecahan masalah yang kreatif selama penerbangan sangat mengesankan, dan akan lebih baik jika detail soal pembaruan FPGA juga ditambahkan
  Mereka menantikan tim Albedo memopulerkan VLEO

• Sebagai catatan, domain albedo-stuff.com tampaknya sudah kedaluwarsa

• Pada resolusi setinggi ini, akurasi posisi di permukaan menjadi penting
  Ini karena orang yang menginginkan resolusi tinggi juga menginginkan citra yang akurat secara geografis

  • Kampanye kalibrasi tersebut belum selesai, tetapi pada misi pertama mereka memperkirakan akurasi posisi sekitar 5–10 m
    Sumber kesalahan utama adalah error quaternion star tracker, dan pada sistem berikutnya mereka menargetkan akurasi 3–5 m

• Tampaknya akar masalahnya adalah pelumas giroskop yang tidak tahan suhu
  Ada yang ingin melihat postmortem tentang pendekatan rekayasa sistemnya

  • Pelajaran utamanya adalah menggali rantai pasok beberapa tingkat lebih dalam
    Mereka juga masih terus belajar di tengah kecepatan startup dan keterbatasan sumber daya
  • Dalam pengujian darat, biasanya thermal chamber dijalankan selama seminggu pada suhu tinggi dan rendah, jadi muncul pertanyaan mengapa masalah ini tidak tertangkap
    Sepertinya durasi pengujiannya tidak cukup

• Untuk misi pertama, ini sangat sukses dan kemampuan timnya terlihat jelas
  Namun, ada kekhawatiran karena gaya penulisannya terdengar seperti “tech bro”
  Ungkapan seperti “locked in” dan “nailed it” bisa terlihat kurang matang bagi pihak industri antariksa tradisional
  Karena pelanggan utama mereka adalah pengambil keputusan perusahaan yang konservatif, dibutuhkan nada yang lebih profesional dan meyakinkan
  Citra perusahaan seperti ini bisa membuat mereka kehilangan peluang kontrak

  • Setuju. Tulisannya terasa seperti ditulis AI, dan kalimat seperti “VLEO isn’t just a better orbit…” terlihat malas atau tidak profesional
    Sulit mempercayai pernyataan perusahaan yang tidak tampak ditulis langsung oleh pembuatnya
  • Secara keseluruhan, tulisannya memberi kesan seperti sedang mencoba membuktikan sesuatu
  • Namun, ada yang tidak setuju bahwa pasar dikuasai oleh “orang tua berjas”
    Para insinyur lebih mementingkan kecocokan teknis daripada gaya bahasa yang mencolok
    Justru karena blognya jujur, mereka menyukainya
  • Nada blog perusahaan memang disesuaikan untuk tujuan rekrutmen dan mendorong langganan
    Mereka juga menilai positif bahwa para penulis datang langsung untuk menjawab pertanyaan
  • Penulisnya, Topher Haddad, tampaknya punya dua gaya
    Satu gaya blog ala “tech bro”, dan satu lagi gaya penjelasan teknis yang mendalam, dan menarik bahwa keduanya digabungkan

• Ada yang bertanya apakah tujuan VLEO adalah pemanfaatan militer di orbit rendah (misalnya senjata energi kinetik untuk proyek seperti Golden Dome)

  • Pada dasarnya, inti utamanya adalah peningkatan performa berbasis jarak
    Menurut hukum kuadrat, kubik, dan pangkat empat terhadap jarak, semua performa seperti pencitraan, SAR, radar, dan komunikasi ikut meningkat
    Jika sistem bisa dibuat dengan cepat, ini dapat membuka paradigma baru arsitektur antariksa
    Selain itu, orbit yang lebih rendah memiliki efek pembersihan sendiri sehingga puing berkurang, dan karena berada di bawah sabuk radiasi, ia memiliki ketahanan pemulihan pascaledakan nuklir yang lebih tinggi
  • Dalam kasus ini, tujuan utamanya tampak berupa memperoleh citra satelit beresolusi sangat tinggi

• Ini proyek yang mengesankan
  Ada yang penasaran mengapa penutup teleskop baru dilepas setelah turun ke VLEO, dan bagaimana mereka akan menemukan akar masalah masalah memori radio TT&C
  Pendekatannya terlihat agak optimistis, tetapi menarik

  • Pelepasan penutup dilakukan demi keamanan antariksa
    Koordinasi dengan FCC cukup rumit, jadi pada misi berikutnya mereka mungkin akan menghilangkan penutup itu
    Radio tersebut adalah produk pemasok eksternal, dan mereka mencurigai masalah implementasi NAND dan ECC
    Ke depan, mereka berencana membuat radio sendiri agar pengujian, iterasi, dan pelacakan akar masalah secara internal menjadi lebih mudah
  • Jika penutup dilepas terlalu dini, risiko puing orbit akan meningkat, jadi tampaknya mereka ingin melepaskannya pada ketinggian yang cukup rendah