Фантастам нередко удается предсказать будущее. Но далеко не всегда. Если посмотреть на фантастическую картину, написанную в XX веке, на которой изображены спутники, испускающие лучи на Землю, то, если художник советский, тут все ясно: нарисована космическая электростанция в процессе передачи энергии. Западные художники могли изобразить многое, вплоть до Звезды Смерти, разрушающей планеты целиком. Но вот тема космической рекламы встречалась разве что в анекдотах:

— Господин Президент! СССР перекрасил Луну в красный цвет!

— Отлично. Пожалуйста, соедините меня с директором по рекламе Coca-Cola.

А в наступившем XXI веке оказалось, что жители мегаполисов смогут наблюдать светящее из космоса лазерами созвездие спутников, которое будет не передавать энергию и не взрывать планеты, а показывать рекламу. По крайней мере, таков бизнес-план частной космической компании AvantSpace. Под катом переработанное в рассказ интервью технического директора компании Александра Малинина.

С Александром меня познакомили после участия AvantSpaсe в образовательном интенсиве Архипелаг 2121, где они также получили грант на разработку мобильного приложения. Но обо всем по порядку.

Результат прагматизма

Вопреки моим ожиданиям, идея создания такого рекламного созвездия не была чьей-то мечтой, не вынашивалась годами, а родилась в процессе весьма прагматичных размышлений. В 2018 году прекратила свое существование российская частная космическая компания Dauria Aerospace. Сработавшаяся команда инженеров, которые уже имели опыт разработки спутников, стала размышлять, чем бы заняться дальше.

Наиболее очевидные варианты — космическая связь или дистанционное зондирование Земли, во-первых, уже заняты и поделены. Во-вторых, сам рынок не такой уж и большой. Даже для тех, кто оказывает сервисные услуги, не так много места. В-третьих — и в-главных, — они завязаны на государственный сектор, и для именно частных компаний коммерческой составляющей нет. Изучение опыта других компаний тоже не радовало: примеров частных компаний, зарабатывающих без госзаказа, не находилось. Единственным обнаруженным исключением оказалась группировка спутникового радио Sirius XM, которой владеет публичная, торгующаяся на бирже и даже имеющая какую-то прибыль компания. Но, понятное дело, становиться им конкурентами не было никакого смысла.

И вот в процессе обсуждений где-то в мае 2019 и родилась эта вроде бы лежащая на поверхности, но еще не реализованная никем идея: запустить созвездие спутников, которые будут летать роем, формируя рекламное изображение. Дополнительные исследования показали, что, как это ни удивительно, до такого раньше никто не додумался.

Для справки: В конце 90-х годов американская компания выдвигала идею запустить в космос огромный билборд, но дальше идеи у них дело не пошло. Российская компания StartRocket собиралась механически перенести концепцию билборда в космос, показывая изображение на полотне из тонкой пленки. Проект был закрыт в 2020, а компания переориентировалась на борьбу с космическим мусором. Японская компания ALE работает над проектом искусственного звездопада под названием Sky Canvas, который можно будет заказать в нужном месте и в нужное время. Но это больше похоже на аналог фейерверка, в проекте нет возможности сформировать логотип.

Таким образом, появилось весьма интересное, с просчитываемым бизнес-планом и не завязанное на госзаказ направление.

Как это работает

На сегодня планируется развернуть на солнечно-синхронной орбите созвездие из 20–50 кубсатов форм-фактора 4U. Размер был выбран исходя из технических характеристик: в типовом контейнере 16 единиц, а в 3U «железо» с нужными параметрами не поместилось.

Для справки: Солнечно-синхронная орбита означает, что спутники будут пролетать над земными наблюдателями примерно в одно и то же местное время. Выбран период с 20 часов до полуночи: на одном витке вечером над условным Пекином, на следующем над Бангкоком, где успел наступить местный вечер, на третьем над Мумбаи и так далее.

В момент прохождения над заказанным мегаполисом спутники будут на три минуты включать свои лазеры и формировать яркое, видимое даже в условиях городской засветки созвездие-логотип (или иную фигуру) размером с три диска Луны (1,5 градуса). Лучи лазеров будут особым образом мерцать так, что люди на поверхности Земли, направив на созвездие смартфоны со специальным приложением, смогут получать дополнительную информацию. По истечении трех минут лазеры отключаются и спутники уходят на техническую часть витка — заряжают аккумуляторы (два блока суммарной емкостью 96 Вт*ч), выполняют маневры по поддержанию строя и т. д. Для маневров на спутниках жестко установлены электрореактивные двигатели, которые гораздо более эффективны, чем химические, но имеют небольшую тягу.

Важное замечание: созвездие конструктивно задумано так, чтобы быть экологичным с точки зрения светового загрязнения: лазеры будут включаться над конкретным мегаполисом, где и так очень много засветки, всего на три минуты — расположенным в малонаселенной местности обсерваториям эти лазеры никак не должны помешать. С орбиты расчетное пятно засветки лазеров будет иметь диаметр всего 16 км, это означает даже не весь мегаполис, а только его центральную часть.

Перестроение из одной фигуры в другую займет примерно неделю из-за низкой тяги двигателей, а типовой размер слота на оказание рекламной услуги оценивается в месяц. Т. е. за год созвездие способно провести десять рекламных кампаний. Заказчик получает список городов с учетом прогноза погоды и может выбирать, для какого города включать логотип или иную фигуру. Простые подсчеты показывают, что теоретический максимум производительности составляет 15 городов (до 18, если заменить три минуты на два отрезка по полторы), а за месяц можно устроить шоу во всех 134 крупнейших городах планеты.

Для справки: Невольно созвездие установит рекорд по количеству летящих в строю аппаратов и длительности такого полета. Дело в том, что большие спутниковые группировки, в которых точно определено место каждого спутника, уже есть, самый яркий пример — созвездия GPS и GLONASS, но вот в строю в непосредственной близости летали обычно максимум пары аппаратов. Сравнительно свежий пример — спутники TANGO и MANGO (Европейское космическое агентство, Швеция), CanX-4 и CanX-5 (Канада), из истории космонавтики можно вспомнить полет в строю Gemini-6A и 7, а также «Союзов» (под номерами 6, 7 и 8).

Примерно тут я вспомнил историю из личного опыта. Как-то вечером я шел по ВДНХ, заметил краем глаза вспышку на небе, подумал: «Наверное, вспышка „Иридиума“». Открыл планетарий в смартфоне: да, действительно, это был спутник «Иридиум», который на несколько секунд случайно отразил солнечный свет в район центра Москвы своей большой плоской антенной. Но из окружающих меня толп людей если кто и заметил, то никак не отреагировал. Для метода донесения рекламы с неба это потенциальная проблема. 

Александр согласился, но ответил мне, что у них есть мысли, как ее решить. Прежде всего, в первое время они надеются на повышенный интерес публики: проект новый, в СМИ должен смотреться хорошо, плюс велика надежда на партизанский маркетинг, когда люди будут сами фотографировать и выкладывать в соцсетях фото с логотипом в небе. Во-вторых, спутники будут мерцать, а человеческий глаз устроен так, что на периферии лучше воспринимает движение. В-третьих, созвездие будет работать вместе с мобильным приложением, которое будет устанавливаться в рамках рекламной кампании крупного бренда (а именно такими ожидаются главные потенциальные клиенты), и будет уведомлять пользователя о пролете и включении в его городе созвездия.

Один из самых часто задаваемых команде вопросов — юридический. По существующим законам космос — это «нейтральные воды», и никаких законодательных запретов показывать с орбиты светящуюся фигуру не существует. Хотя, конечно, как со всеми новыми детищами прогресса вроде биткоинов или электротранспорта, возможно появление новых законов. Сейчас своими основными рынками AvantSpace видит Азию и Ближний Восток, в том числе и потому, что там люди должны легче отнестись к идее подобного небесного логотипа. В целом, в силу новизны пока что невозможно предсказать, вызовет ли этот проект восторг или раздражение человечества.

Команда

Из истории компании видно, что ее ключевые сотрудники — опытные люди, как правило, начавшие свою карьеру на государственных космических предприятиях, затем проработавшие несколько лет в частной космонавтике и теперь создавшие собственную компанию.

Антон Оссовский, основатель и пока что ключевой инвестор, успел поработать коммерческим директором в ОКБ «Пятое поколение» и Dauria Aerospace, имеет более десяти лет опыта космического бизнеса. Технический директор Александр Малинин работал руководителем проектов в Dauria Aerospace, под его руководством создавались спутники DX1 (2014), АУРИГА (не запущен), АТОМ, «Светлячок».

Проект лазернорекламных спутников основной, но не единственный для компании. Команда работает также над созданием собственного ионного двигателя (но для более крупных аппаратов, не 4U, а 50–200 кг). В активе компании есть успешный проект научно-исследовательских работ, реализованный по заказу РКК «Энергия», полученный и закрытый грант Фонда «Сколково» и сравнительно небольшой контракт для ВНИИЭМ.

Постепенное движение

Проект развивается пошагово, на некоторые вопросы я получал ответ: «А над этим мы подумаем после вот этого этапа». Что уже сделано? Летом 2020 был успешно испытан технологический демонстратор: блок лазеров подняли в стратосферу и подтвердили рассчитанные характеристики, которые для спутника должны дать примерно –3 или –4 звездную величину (сравнимо с Венерой, отлично видимой даже в центре мегаполиса). В земных условиях проверена концепция считывания мерцания камерой обычного смартфона и расшифровки закодированного сообщения, для чего компания устроила хакатон и получила proof-of-concept приложения. Параллельно велись работы по получению патента. Российский патент получен в октябре 2021, и сейчас идут работы по переходу в международную фазу. Полет спутников строем запатентовать невозможно, но вот передача информации мерцанием — это теперь уже защищенное патентным правом ноу-хау.

2021 год посвятили созданию первого тестового спутника. Конструкция разработана, уже создана электрическая часть, она программируется, закончена рабочая конструкторская документация. Запуск запланирован на 2022 год. Параллельно сейчас компания ищет разработчиков для создания мобильного приложения, которое должно будет уведомлять пользователя о пролете и включении созвездия над городом пользователя, в режиме дополненной реальности помогать найти созвездие на небе и расшифровывать закодированный мерцанием сигнал.

И о планах на будущее. В 2023 году компания собирается произвести 20 штатных спутников и запустить их в 2024 году, а затем уже наступит этап оказания сервиса и возможного расширения проекта.

В отдаленной перспективе возможно создание созвездия из 500–1000 аппаратов, которые будут формировать полноценный билборд в космосе.

Производство, запуск и работа

Имеющиеся компетенции позволяют максимально опираться на собственные силы — закупается только базовое «железо»: микросхемы (уровня не Space, а Industrial и Automotive, но широко использующиеся в спутниках), маховики, звездные датчики, гироскопы, светодиодные лазеры, двигатели. Система энергоснабжения, система ориентации, бортовой компьютер и встроенное ПО разработаны AvantSpace самостоятельно. Топология, схемотехника тоже собственной разработки, изготовление печатных плат и монтаж закупленных компонентов были заказаны в Зеленограде.

Первый тестовый аппарат будет несколько упрощенным: например, он будет использовать радиолюбительский диапазон частот для связи с Землей. Заодно упрощается подготовка: получить разрешение на этот диапазон гораздо проще. Одной из задач будет подтверждение расчетных параметров надежности и долговечности. Они рассчитаны исходя из данных по надежности используемого «железа». Предполагается, что штатный спутник будет работать три года, но это весьма желательно подтвердить на практике.

В качестве оператора запуска первого спутника выбран «Главкосмос». Альтернативами были Nanoracks (запуск с МКС), Spaceflight (множество возможных носителей, включая Falcon 9, «Союз», Electron, PSLV и др.), ExoLaunch, Momentus (это компания основателя Dauria Aerospace Михаила Кокорича, у компании по знакомству есть предложение на запуск на разгонном блоке VIGORIDE). Выбор был сделан по соображениям цены (у «Главкосмоса» она на конкурентном уровне) и удобства взаимодействия. Запуск штатного созвездия возможен с любым провайдером, который предложит хорошую цену и подходящие сроки.

Для справки: конкретная стоимость запуска в контракте обычно не публикуется, запуск 3U-кубсата на низкую околоземную орбиту у Spaceflight стоит в районе 145K $, отправить на солнечно-синхронную орбиту 4U будет подороже, в районе 300K $.

Для управления первым спутником достаточно одной наземной станции. У сотрудников компании есть опыт создания наземных станций, так что будет как минимум одна собственная станция связи. Но на всякий случай планируется также обратиться за помощью к радиолюбителям по всему миру. А для полного созвездия рассматриваются, кроме сети своих станций, не только российские (а негосударственных сейчас уже немало, включая, например, «Сириус» в Сочи), но и свежие предложения облачных сервисов связи со спутниками от Amazon, Microsoft (Azure Orbital) и других компаний.

Время работы лазеров — три минуты максимум на виток — обосновано как технически, так и баллистически. Проход от горизонта до горизонта для солнечно-синхронной орбиты составляет примерно 10 минут. Но, поскольку целью являются мегаполисы с высотной застройкой, имеет смысл учитывать только участки не ниже 45° над горизонтом, прохождение которых и занимает примерно три минуты. За те же три минуты лазеры доходят до границы безопасных параметров работы: на кубсат не получится поставить мощную систему отведения тепла, так что приходится выключать лазеры, чтобы не перегрелись.

Последовательное решение задач по мере их появления означает, что, например, сейчас еще не ясно, будут ли применяться какие-нибудь модные фишки типа полета роем с элементами искусственного интеллекта, или же каждым спутником будут управлять отдельно с Земли. Но межспутниковая связь уже запланирована: она банально повышает надежность. Учитывая максимальное расстояние между спутниками группы в примерно 8 км, ретрансляция полученных команд гарантирует, что не окажется случайно не получившего сигнал спутника из группы.

Весьма важную задачу сведения аппаратов с орбиты после окончания срока службы пока что планируется решать активно: аппараты сориентируются двигателем вперед и дружно сойдут с орбиты. Пассивные средства сведения сломавшихся спутников изучаются, но сейчас нет ни общих стандартов таких решений, ни требований к спутникостроителям оснащать свои аппараты пассивными системами, которые бы работали на вышедшем из строя спутнике.

Экономика

Несмотря на внешнее сходство, рекламное созвездие — не аналог шоу дронов, это два принципиально разных рынка. Шоу дронов проводится в конкретной точке сравнительно короткое время — рекламное созвездие будет работать по всему земному шару. Далее, во многих государствах действуют серьезные ограничения на использование дронов. В силу нейтральности космоса никто не мешает включить спутники при пролете над мировыми достопримечательностями и получить фотографии логотипа заказчика над Белым домом, Кремлем или Тадж-Махалом. По стоимости демонстрации конкретному человеку расчеты показывают, что аналогом такого рекламного созвездия оказываются наземные билборды. Причем, парадоксальным образом, получается, что если вместо 134 мегаполисов ограничиться 10 крупнейшими, то стоимость показа окажется в десять раз ниже билборда. Здесь реализуется еще один экологический аспект проекта: если вместо тысячи потребляющих кучу ресурсов рекламных конструкций будут летать небольшие спутники, получится заметный эффект.

Бюджет первого этапа — подготовки и запуска тестового спутника — оценивается примерно в один миллион долларов, из которых большую часть составляет стоимость компонентов спутника, и мой собеседник уверен в том, что наличных ресурсов достаточно для его благополучного завершения. Сейчас компания ищет либо инвесторов, либо «якорного» заказчика для второго этапа — создания и запуска 20 аппаратов, стоимость чего оценивается в 10 миллионов долларов.