Startup av satellitbilder EOI Space har korsat dödens dal genom att flyga lågt

När det fick en AFWERX-pris för att utveckla små, lågflygande bildsatelliter 2020, Earth Observant, nu känd som EOI Space, hade en handfull människor övertygade om att den kunde ta sig in på marknaden för satellitbilder. Nu har startupen övertygat den japanska IT-jätten, NTT DATA, kan den ge nästan realtid ultrahögupplösta bilder från den inte så höga marken.

För två veckor sedan tillkännagav EOI Space ett distributionsavtal med NTT DATA, som ger rikt detaljerade bilder från företagets konstellation Very Low Earth Orbit (VLEO)LEJONET
) optiska bildsatelliter till kunder på den japanska marknaden. "Kunder" är i grunden en eufemism för försvars- och säkerhetsslutanvändare av den japanska regeringen, den näst största konsumenten av kommersiella bilder för nationella försvars- och säkerhetsändamål efter den amerikanska regeringen.

Affären, som ursprungligen värderades till 70 miljoner dollar, är inte bara ett ekonomiskt skott på armen för EOI Space, utan en viktig validering av dess produkt och strategi av en respekterad multinationell som agerar på uppdrag av en av USA:s viktigaste allierade. I kombination med avgörande kapital från investerare som är övertygade om potentialen i EOI Spaces VLEO-konstellation, har kontraktet transporterat det lågflygande företaget över den så kallade Dödens dal till foten som det har en god chans att bestiga.

EOI Spaces affärsmodell drar nytta av en teknikidé som har diskuterats i ett decennium men inte hittills förverkligats – att skicka en massa små bildsatelliter upp till relativt låga höjder.

Stingray

Kärnan i EOI:s berättelse när jag först täckte den 2020 var dess attraktionskraft för det amerikanska flygvapnet baserat på dess planer på att bygga ett nätverk med små satelliter i VLEO. Satelliter som flyger i låg jordomloppsbana (LEO) stiger vanligtvis till en höjd av 500 kilometer (310 miles) eller högre över jorden. EOI föreslog att flyga sina fåglar på cirka 250 km (155 miles), en höjd mer eller mindre i jordens atmosfär.

Strategin kommer med några nackdelar som aerodynamiskt motstånd, effekterna av solvindar och stark gravitationskraft som är tillräckligt betydande för att få en rymdfarkosts bana att förfalla på mindre än fem år, vilket kräver förändringar i traditionell design. Men det finns också verkliga fördelar.

Att flyga på lägre höjd förbättrar i allmänhet upplösningen av optiska sensorer, radiometrisk prestanda (infraröd/mikrovågssensorer) och geospatial noggrannhet. Låg omloppsbana gör det möjligt för Stingray-satelliter att ta nästan 15 cm högupplösta bilder i realtid. Det är en storleksordning bättre än de större, högre flygande optiska satelliterna från ledande kommersiella bildleverantörer Maxar och Airbus som tar bilder med maximal upplösning på 30 cm.

Förutom mycket hög upplösning såg AFWERX potential i den distribuerade motståndskraften hos en lågflygande satellitkonstellation. Den närhet som VLEO ger kan minska erforderlig nyttolaststorlek (optisk, radar eller kommunikation) krav och därmed kostnaden.

Varje Stingray kommer att vara på den stora sidan för en liten sat, som väger cirka 330 kilo (728 lbs). Rymdskeppet eller "bussen" kommer att vara två meter (6.5 fot) lång och med sina solpaneler utplacerade, cirka fyra meter lång. Då är de mycket mindre och billigare än de flesta optiska bildsatelliter. Deras design – för en livslängd på fem år på 250 km höjd – erbjuder flexibilitet för att fylla på konstellationen på korta tidscykler med nya sensorer eller andra funktioner och deras låga höjd/liten storlek gör det lättare att ta sig ur bana.

Den första av de upp till 60 Stingrays EOI som planerar att etablera sin konstellation kommer att lanseras i januari 2024 som en del av ett SpaceX rideshare-uppdrag på en av företagets Falcon 9-raketer. Stingrayen kommer att utplaceras från Falcon vid cirka 500 km och arbeta sig ner till sin VLEO-bana. När den kommer dit kommer den att flyga med en standard fyrabands multispektral (nära infraröd) optisk sensor från en extern leverantör som EOI kommer att integrera med sin buss.

När Stingrays successivt lanserar och ansluter sig till konstellationen (så många som sex kan vara i VLEO i slutet av 2024), planerar EOI att integrera sin egen optiska nyttolast såväl som ett länkat GPU (grafisk bearbetningsenhet) datorkluster och sitt eget framdrivningssystem . "För oss är det viktigt att vi med tiden blir så vertikalt integrerade som möjligt", säger EOI:s grundare och chief revenue officer, Paul Smith. ”På så sätt slipper vi ledtider. Just nu finns det år till år och ett halvt ledtider för komponenter som verkligen sätter dig tillbaka. Det vill vi undvika."

EOI:s insatser kommer också att undvika förseningar i bildleverans som följer med markbearbetningsstationer genom att utföra en avsevärd mängd bildbehandling (rå optisk bilddata måste bearbetas och formateras för användning) ombord på varje Stingray med hjälp av kantberäkningsmetoder snarare än att bara skicka rådata till en markstation.

"Vårt mål är att låta [bilddata] hoppa över de traditionella markstationsbearbetningsstackarna," sa Smith 2020. "Vi visste att det var viktigt, vi visste inte hur viktigt det var. Men efter att ha pratat med flygvapnet och armén blev det ganska tydligt att få data snabbare är deras grundläggande önskan. Det är något de letar efter att vi alla där ute i rymden ska göra.”

På grund av sin VLEO-bana tickar Stingray-konstellationen en annan ruta – flygande under det allt mer trafikerade, rymdskräp-angripna LEO-kvarteret över 500 km. 2021 bekräftade Peter Beck, VD för start av uppskjutningstjänster, på Rocket Lab, att det överväldigande antalet objekt i LEO gör det allt svårare att hitta en tydlig väg för raketer att skjuta upp nya satelliter. Raketerna "måste försöka väva sig upp mellan dessa [satellit] konstellationer," sa Beck till CNN, med hänvisning till SpaceX:s Starlink-satelliter.

Attraktionskraften hos en tålig, lågflygande konstellation som kan ta detaljerade bilder och skicka dem snabbt direkt till kunderna var något som EOI:s grundare satte sina marker på när de grundade företaget 2017.

Korsar dalen

"Vi har kommit långt sedan 2020", säger Smith. "Vi fick bidraget från AFWERX och gjorde allt arbete som var förbjudet och lärde oss mycket om vår bussdesign och optiska nyttolast."

SBIR-finansieringen (DoD Small Business Innovation Research) gjorde det möjligt för startupens tre medgrundare att övergå till att arbeta på företaget på heltid, den sortens småföretagsutveckling som AFWERX och dess avgående direktör, överste Nathan Diller, har försökt att inkuberat upprepade gånger sedan 2019.

Smith säger att priset var nyckeln inte bara för att främja forskning utan för att ge Earth Observant VD och medgrundare Christopher Thein andrum att koncentrera sig på att säkra Serie A-finansiering från en ängelinvesterare. Företaget etablerade därefter sitt huvudkontor i Louisville, CO, en förort norr om Denver känd för sin koncentration av unga flygföretag och en invånare av talang. EOI anställde över 50 personer, förstärkte sin design och skaffade en lanseringsplats med SpaceX.

Det som ofta förbises i den nu välbekanta diskussionen om "Dödens dal" (startresan för försvar och rymd från inledande FoU till att få ett eventuellt statligt kontrakt) är det potentiella steget som SBIR/STTR-bidrag ger nystartade företag när det gäller att attrahera privat kapital. För EOI var investeringen på 15 miljoner dollar från dess ängel avgörande för att utveckla verksamheten tillräckligt långt för att attrahera NTT DATA.

"Jag vet inte att vi skulle ha fått den där A-rundan, de där ängelinvesterarna om det inte hade varit för det amerikanska regeringskontraktet," erkänner Thein. "Jag vet inte om vi hade fått affären med NTT utan båda dessa tidigare saker."

Thein gjorde faktiskt en avbruten start med att etablera ett VLEO-satellitbildsföretag för ett decennium sedan, men timingen var ännu inte gynnsam. "Även under det här företagets [EOI] livstid var det jag märkte att det, särskilt inom den amerikanska regeringen, fanns en känsla av att detta inte var möjligt att få till stånd. Nu ser du flera program som popup upp som gör exakt denna sak. Det har skett en tankeförändring i att acceptera detta som en väg framåt.”

Det kanske inte finns något bättre stöd för Theins iakttagelse än den nyligen inrättade SpaceX nya affärsenhet för nationella säkerhet, kallad Stjärnsköld. Även om detaljerna i vad som enligt uppgift är en försvarsfokuserad uppskjutnings- och jordobservationskonstellationsverksamhet är begränsad, säger Elon Musks nya dotterbolag att det initialt kommer att fokusera på att utveckla jordavbildningssensorer och satelliter. Om Starshield-konstellationen går med i EOI Spaces Stingrays i VLEO kommer det inte att vara en överraskning.

Genom att gå med på att göra affärer med ett litet amerikanskt företag insåg NTT DATA troligen förändringen i uppfattningen om VLEO-satellitnät och en möjlighet att komma in på bottenvåningen. Siffran på 70 miljoner dollar i NTT:s pressmeddelande representerar dess uppskattning av värdet av försäljningen av bilderna som den kommer att få från EOI som en del av ett exklusivt köp av 8 miljoner dollar i förhandsdata för den japanska marknaden fram till 2028.

Utöver försäljningsexklusivitet ger affären NTT säker tillgång till uppdraget Stingray-sats. Smith förklarar att andra bildleverantörsnätverk ibland avleds från kommersiella uppdrag i regionen på grund av dess strategiska betydelse och den snabba information som regeringar (USA/allierade) kan kräva i vad han kallar ett "tufft grannskap". Prioritering av uppdrag var en viktig drivkraft för affären och ett tyst erkännande av värdet som EOI:s 15 cm-data kommer att ha.

Kontraktet representerar också acceptabla, till och med önskvärda internationella investeringar på en arena där den amerikanska regeringen är särskilt känslig för utländska pengar. NTT hade tillräckligt med förtroende för EOI Space för att ta en mindre andel (cirka 3 procent) motsvarande ytterligare 2 miljoner dollar i investeringar i det senare.

EOI:s grundare motstod frestelsen att ta rysk eller annan utländsk finansiering när de korsade Dödens dal av patriotiska och sunda långsiktiga affärsskäl. Det kan ha krävt dem att arbeta hårdare, men det sätter scenen för en framtid där EOI hoppas att USA:s underrättelse- och försvarsinrättning kommer att bli en stor kund.

EOI har ansträngt sig för att kringgå investeringsproblem med utländskt ägande med vad det kallar sitt Global Alliance-program, i huvudsak ett program för preferenskunder före dataköp med några av funktionerna i NTT-affären som kan generera det kassaflöde som behövs för att accelerera sin expansion utan att lämna över eget kapital till offshore-enheter.

Framtidsvyn från ovan

Chris Thein påminde mig om att trots långsamma förändringar på marknaden för satellitbilder, domineras den fortfarande av nationalstater vars försvars- och underrättelsebehov utgör 55 % av marknaden, medan resten är en blandning av kommersiella, nödberedskaps-, vetenskapliga och andra kunder.

Airbus och Maxar dominerar marknaden för försvarsbilder med över 50 %. "De har inte flest satelliter uppe", säger Thein, "de har högst upplösta satelliter uppe." Kriget i Ukraina har visat regeringar och vanliga människor kraften i bildspråk han tillägger, vilket understryker den potentiella efterfrågan på EOI:s kapacitet på 15 cm.

Medan Airbus och Maxar har de mest sofistikerade och smidiga bildsatelliterna för närvarande, är de också de dyraste. EOI:s strategi är annorlunda. Istället för att utnyttja några mycket dyra, mycket kapabla satsningar, kommer den att dra fördel av mindre utsökta, mindre manövrerbara fåglar koncentrerade i låga synkrona banor med varierande lutning och erbjuder olika utsiktspunkter och ökad återbesöksfrekvens.

"En enskild Maxar- eller Airbus-satellit kan göra områdeskartläggning till exempel mycket mer robust än vad [en Stingray] kan", säger Smith. "Men vi försöker inte göra det hela med en fågel. Vi kan använda kraften från många satelliter i en konstellation för att täcka samma områden mer effektivt."

EOI kommer att driva en imagery as-a-service-modell. Den lägre beräknade totala kostnaden för dess konstellation innebär sannolikt lägre bildkostnader med bättre upplösning än sina konkurrenter. Naturen hos dess individuella små sats ger den också en skalfördel. Smith uppskattar att deras kostnad är cirka 10 % av deras konkurrenters avancerade högre flygande rymdfarkoster.

Det gör det stora berget som EOI Space behöver för att bestiga mindre brant än sina jämnåriga. Det vädjar också till regeringen Smith bekräftar.

"Vi vet att de är väldigt intresserade av det vi gör. De har varit stöttande och vi hoppas någon gång här på att få fasta kontrakt. Vi är inte ett barn längre. Vi är mer av en tonåring redo att hämta bilnycklarna.”

Det kommer att bli uppenbart när Stingrays kommer till rymden, tillägger Smith, en fysisk och psykologisk signal om framsteg. "Regeringen har vanligtvis inte så mycket att prata med dig om förrän du är i rymden. Då är det ett annat spel.”

Detsamma gäller för potentiella kommersiella kunder som kan begära en mängd olika tjänster utöver optisk bild, allt från handel med råvaror till allmän säkerhet och övervakning av energiinfrastruktur. EOI har tittat på att utöka sin Stingray-kapacitet för att integrera termiska, radar- och andra sensorer, troligen från externa tillverkare. Men Smith betonar att företaget kommer att förbli helt fokuserat på optiska nyttolaster under överskådlig framtid.

Stingray edge-beräkningsalgoritmer kan vara av intresse för kunder, liksom konstellationens förmåga att "tippa och cue" andra on-orbit-system, bearbeta och skicka deras data direkt till klienter.

Men företagets medgrundare säger att de inte vill komma före sin ursprungliga vision ännu. Faktum är att det är ett bra tillfälle för startups som EOI att helt enkelt dra fördel av kommodiseringen av lanseringen som SpaceX har möjliggjort. Utan sådana sänkta kostnader skulle mycket innovation fortfarande begravas.

"Jag är optimistisk om var vi är just nu," säger Smith. "Vi är på rätt balans mellan spjutspets och stabil teknik.