与消费者和商业系统相比,政府和军事部门往往是电子领域的追随者。但它们仍然推动着某些涉及可靠性和安全性的领域。正因为如此,电气工程师需要不断推动现有技术以满足严格的要求。

上周,BAE系统公司宣布了2024年下一代卫星集群的计划,该集群将用于政府和军事目的。在这篇文章中,我们将了解军用卫星的传统计算挑战,以及BAE系统公司的新集群是如何解决这些问题的。

 

军事卫星面临的挑战

近年来,用于政府和军事目的的最强大的工具之一是卫星监视。

现代监视卫星通常配备了许多高性能传感器,包括用于卫星图像的摄像机和射频探测器。除此之外,最近的发展是机器学习(ML)的进步,以至于大多数卫星现在都依赖某种程度的ML来进行图像分析和检测等应用。

 

Satellites tend to rely on terrestrial data centers for computing.

卫星往往依赖于地面数据中心进行计算。图片由Ilchenko等人提供

 

然而,这里出现了一个挑战,因为目前部署的许多卫星都没有配备必要的计算能力和存储资源来促进机上的ML计算。相反,卫星往往依赖云计算,在云计算中,收集的数据被传输到地面数据中心,在那里可以进行存储和处理。

由于多种原因,这种方法是不可取的,但可以说最重要的原因是安全性。当政府实体使用卫星监视时,由此产生的信息往往极其敏感,并应保密。

云计算方案与此并不一致。这是因为在地球上的数据中心之间卸载数据会带来许多潜在的安全风险。

 

BAE系统公司的杜鹃花集群

上周,英国宇航系统公司宣布将于2024年向近地轨道发射首个多卫星集群。据该公司称,去年收购In-Space Missions增加了卫星开发和发射方面的专业知识。

名为杜鹃花的卫星群将由一组相互连接的卫星组成,这些卫星将利用各种传感器来帮助观测、分析和监测地面事件。杜鹃花集群旨在为军事和政府客户提供从视觉、雷达和射频传感器收集的信息,以帮助政府了解来自太空的威胁和危害。

此外,由于与芬兰ICEYE的合作,杜鹃花集群将能够与合成孔径雷达(SAR)通信,这是一种远程地球成像手段,有助于创建地球的2D和3D图像。

 

BAE公司的杜鹃花集群。图片由BAE系统公司提供。(点击图片放大)

 

Azalea的主要价值主张之一是,它配备了在船上进行数据分析所需的计算基础设施。虽然计算平台的规格未知,但BAE告诉我们,数据将由机载边缘处理器进行分析,以确保为客户提供更高的安全性。通过这种方式,杜鹃花系统可以将敏感数据安全地保存在卫星上,同时最大限度地减少对地面数据的需求

此外,BAE告诉我们,该集群将设计为在轨道上通过空中(OTA)软件更新进行完全重新配置。这里的好处是为集群提供灵活性和多功能性,以便为未来的任务和客户进行优化。