JavaScript is currently disabled.Please enable it for a better experience of Jumi. REPORTAGE: En svensk styrdator för nya rymden

Myriader av små satelliter i konstellationer kommer i en ganska nära framtid att spana ner på jorden i det som kallas new space. Beyond Gravity står redo med en styrdator i lagom storlek baserad på vad de lärt sig i ”traditionell” space.

Den nya produkten lanserades före sommaren och heter COBC (cOBC, constellation On-Board Computer).

Tom
Seeman

– Vi har tagit den kunskap vi skaffat oss genom åren när vi byggt toleranta datorer, säger Tom Seeman, sälj- och marknadschef på Beyond Gravitys enhet Electronic Solutions.

Efter 30 år i olika företagskonstruktioner och olika namn står Beyond Gravity idag på tre ben – mer om företaget i sig i artikel intill – där COBC tillhör affärsområdet Satelliter och utvecklas bland annat i Göteborg.

I en COBC (cOBC) är hårdvaran dubblerad, för redundans. 

Namnet COBC säger allt – en omborddator för satellitkonstellationer. Fördelen med konstellationer är flera. De är lågt flygande – kring 1000 km – vilket ger snabb kommunikation, de täcker tillsammans stora delar av jordens yta, och de passeras fler gånger per dygn. Ett känt exempel är Elon Musks Starlink för Internet via satellit.

Förr var satelliter ofta stora dyra konstruktioner beställda av stater, regeringar och militär. Idag miniatyriseras de, samtidigt som verksamheten blir mer kommersiell, vilket skapar starka motiv att sänka kostnaderna. 

En av skillnaderna är satelliterna ofta har kortare livslängd – COBC garanterar exempelvis ”bara” 10 år med 99 procents sannolikhet. 

– Samtidigt med småsatelliterna kommer det gamla också finnas kvar. För vissa typer av uppdrag är det bättre att bygga en större satellit.

Artikeln är
en korrad version av en artikel tidigare publicerad i magasinet Elektroniktidningen.
Prenumerera kostnadsfritt!

Ett knep för att designa COBC var att söka efter existerande hårdvara, och säkerställa att den fungerar i rymden, istället för att köpa specialutvecklade rymdkomponenter. Ett givet uppslag var titta på fordonselektronik som liksom rymden är en miljö där fel har kritiska konsekvenser.

Beyond Gravity valde en processor med bra utvecklingsstöd: PowerPC E500, och försökte sedan hitta en tillverkningsserie som klarade screeningen för att kunna hantera rymdens strålning, både långvarigt och transient.

– Skickar du upp din Iphone eller Samsung i rymden så funkar den i kanske tio minuter. Sedan har strålningen slagit ut elektroniken. En etta kan växla till en nolla. Eller i värsta fall är kretsen död, kortsluten.

Strålningstest innebär att man skickar upp den i rymden, eller?

– Nej, nej, nej, skrattar Tom Seeman.

– Det blir för dyrt. Någon skulle bli väldigt sur om det inte funkade. 

Testerna görs på marken med ungefär samma typ av strålningskällor som används för cancerbehandling. Olika partiklar och olika flöden används för att provocera fram olika typer av fel.

– Först väljer vi ut komponenter som vi tror på, beroende på teknologin och på kunskap om komponenter vi använt tidigare. Och sedan testar dem för att se om de verkligen går att använda.

Om COBC:n drabbas av transienta fel så upptäcks det och korrigeras. Och då pratar vi inte längre om bara hårdvaran utan om system och mekanismer som delvis implementeras i mjukvara – där en stor del av Beyonds Gravitys spetskompetens ligger.

Styrdatorn måste kunna övervaka sin egen funktionalitet. Till att börja med är den inte ett enda processor-kort utan två, identiska. Ett ”nominellt”, och ett ”redundant” som kan ta över när fel upptäcks.

– Oavsett om det är new space eller traditionell space så vill du ha två system som är helt redundanta. Och så måste du ha ett sätt att övervaka och rekonfigurera så att du kan byta från den ena till den andra.

Även en billig styrdator för new space måste vara kraftfull nog att styra en satellit i omloppsbana, sköta kommunikationen med jorden, räkna ut sin position med hjälp av GNSS (som GPS eller Galileo), monitorera instrumenten, rikta solpaneler mot solen et cetera.

En satellit har ofta fler datorer ombord för olika uppdrag. Nyttolast och instrument kan ofta processa sin egen data och kan ha en grad av självständighet. Men här är kraven på robusthet inte alls lika höga. Det räcker med en spark från COBC och en omstart för att de ska vara på banan igen. 

Nyttan av new space

En tillgängligare rymd

Bilden av jorden från rymden blir allt mer detaljnoggrann. Snart kommer ögon att bevaka varje kvadratmeter av jordytan. 

Det kommer att öppna helt nya möjligheter att informera sig om vad som händer här nere, för samhälle, företag och militär.

Även för privatpersoner. Är grannen ute och fiskar igen? Kan jag ankra vid mitt favoritgrund eller ligger det någon där redan? 

Idag kan du kolla vädret på SMHI eller YR. I morgon kommer det finnas appar där du kan se molnen över din sommarstuga.

Säkerhetstillämpningar som att följa bränder eller söka efter försvunna är lätta att se fördelen med. Översvämningsvarningar kommer att bli mer exakta. Sjöräddning kan få hjälp att hitta en båt och fjällräddningen en människa.

Sommaren 2018 drabbades Sverige av ett femtiotal skogsbränder efter en värmevåg. I framtiden kommer lokala brandrisker att kunna förutsägas mer exakt, genom att du lägger pussel med sensordata från satellit.

Du kommer ha exakt temperatur och torrhet för alla skogsområden. Dagens varning från SMHI baseras bara på torkperioden.

– Om du får in värmefaktorn också så kan vi bättre föreställa var kommer branden att gå. Sedan kan du lägga på lokala vindar och ännu mer tydligt säga var det finns stor risk att det börjar brinna.

Addera en höjdkarta och aktuella rapporter från satelliter om var det brinner så kan du spåra vart branden kommer att flytta sig.

Lagstiftarna kommer säkert att ha åsikter om vad som ska vara tillåtet, men tusen möjligheter kommer att öppna sig. 

– Rymden kommer att bli mer tillgänglig säger Tom Seeman.

– Det kommer att finnas mer data. Konstellationerna som skjuts upp kommer att producera otroligt mycket. Så jag tror att jorden ur en individs perspektiv, kommer att kännas mindre och mindre. 

Det pratas mycket om att AI kommer att hjälpa till?

– Ja, datormodellerna får data att träna på data för att lära sig samband. 

Det finns redan idag skatter av satellitdata som står på tur för att AI-analys.

– ESA har idag otroligt mycket data i Copernicus-projekten. Det är data som väntar på att packas upp.

AI kommer att hjälpa till att tolka vad du ser. Kontinuerlig täckning av jorden kommer att göra det möjligt att dra slutsatser och förstå vad som pågår här nere. 

Datormodellerna på dessa data kommer att ge insikter om hur jorden beter sig – vad som orsakar vad. Vindar som blåser på en plats idag ger en effekt på en annan plats om ett halvår. Ett monsunregn i Indien ger en torka någon annanstans. Man kommer man att kunna dra slutsatser av att mark är mättad med vatten.

Vad gör militären?

– USA har länge haft spionsatelliter som har varit ner till 10 centimeter. De har varit väldigt dyra. Men också USA går från stora satelliter till flera små för att få mer resiliens och uthållighet i systemet.

Ett viktigt teknikområde som utvecklas är Space Situation Awareness. På marken vill du veta vilka satelliter som ligger ovanför dig.

– Och även som satellit vill du veta var du är så du inte krockar med andra satelliter. Och du vill veta vilka som kan se dig. Och vilka det är som du kan se.

Här finns uppenbara militära tillämpningar. Du kan se var det byggs upp trupper och räkna ut var du vill placera dina båtar.

Sverige sägs ha ett bra läge för att övervaka polerna?

– Esrange ligger väldigt bra till för att skjuta upp satelliter i Low Earth orbiting, LEO, och solsynkrona banor. 

Esrange, raketbasen i Kiruna, är allmänt en svensk styrka?

– Ja. Och vi är ju även en teknikdriven och exportorienterad nation. Våra företag är konkurrenskraftiga på en internationell marknad och det gör ju att vi kan också bygga svenska system.

Tom Seeman tror att det finns en stor möjlighet för företag i Sverige att växa i det som kallas Downstream. 

–Downstream är att använda den data som kommer ner. Att dra slutsatser, att göra insikter eller annat. Där finns flera företag i Sverige som har kommit in en bit med hela lösningar. 

Beyonds tre ben

Du kan känna Beyond Gravity under andra namn

Beyond Gravity, som ägs av Schweiziska staten, hade en personalstyrka på 1600 globalt i fjol. 

Av omsättningen på 4,6 miljarder var kring en femtedel svenskt. Verksamhet finns i Linköping med tillverkning av bärraketsystem och i Göteborg med elektroniksystem – datorer, mikrovågssystem och antenner. Övrig personal är spridd över jorden – Österrike, Schweiz, USA, Finland, Tyskland. 

Namnet Beyond Gravity är bara ett drygt år gammalt och består av ägaren Ruags rymdverksamhet. Ruag Space kanske låter mer bekant? Eller Saab Space som 2008 såldes till just Ruag.

Beyond Gravitys försäljning sker över hela världen – i huvudsak  Europa, USA, Sydkorea, Indonesien och Japan. Kunder är både kommersiella och statliga verksamheter. 96 procent var civil verksamhet i fjol.

Verksamheten idag står på tre ben.

• Produktområdet Satellites utvecklar mycket mer än omborddatorer som COBC. Produktlistan känns nästan som om den skulle räcka till en komplett satellit med mekanik, elektronik och kylning, mjukvara – plus komponenter för markstationen. Här finns även mjukvara och systemlösningar inklusive en lösning för Space Situation Awareness.

Bland Beyonds många satellitekomponenter finns mekanismer som riktar satelliternas motorer

• Produktområdet Lithography ligger i Schweiz. Det levererar stabilisatorer och aperturer som används vid litografi, vilket används för att bygga kiselkretsar.

Det är ett område som låter långt från rymden. Men tekniken är härledd från mekanik som används i rymden. Den gemensamma nämnare är högtillförlitlighet och utrustning som fungerar i vakuum utan att smutsa ned, 

I Linköping tillbverkar Beyond lösningar som släpper ut satelliter i rymden

• Det tredje benet är Launchers som finns i Schweitz, US och Sverige. Där man i Linköping bland annat tillverkar separationssystem och dispensersystem. System som säkerställer att satelliten lämnar bärraketen på ett kontrollerat sätt om det så består av en eller 50 satelliter som delar uppskjutning. Lite som stenen som lämnar curlingspelarens hand. Just nu bygger företaget nya lokaler i Linköping för att kunna leverera dispensersystemen till en stor konstellation med över 3000 satelliter.  

Beyond Gravity ska privatiseras inom 1,5 år som en del av renodlingen till rymdområdet.

Prenumerera på Elektroniktidningens nyhetsbrev eller på vårt magasin.


MER LÄSNING:
 
KOMMENTARER
Kommentarer via Disqus

Rainer Raitasuo

Rainer
Raitasuo

+46(0)734-171099 rainer@etn.se
(sälj och marknads­föring)
Per Henricsson

Per
Henricsson
+46(0)734-171303 per@etn.se
(redaktion)

Jan Tångring

Jan
Tångring
+46(0)734-171309 jan@etn.se
(redaktion)