Das Satellitenbild-Startup EOI Space hat das Tal des Todes im Tiefflug überquert

Als es 2020 einen AFWERX-Preis für die Entwicklung kleiner, tieffliegender Bildsatelliten erhielt, wurde Earth Observant, jetzt bekannt als EOI-Raum, hatte eine Handvoll Leute davon überzeugt, dass es in den Satellitenbildmarkt eindringen könnte. Jetzt hat das Startup den japanischen IT-Riesen überzeugt, NTT DATA, kann es nahezu in Echtzeit Bilder mit ultrahoher Auflösung aus dem nicht so hohen Boden liefern.

Vor zwei Wochen gab EOI Space eine Vertriebsvereinbarung mit NTT DATA bekannt, die detailreiche Bilder von der Konstellation des Very Low Earth Orbit (VLEOLEO
) optische Bildgebungssatelliten an Kunden auf dem japanischen Markt. „Kunden“ ist im Wesentlichen ein Euphemismus für Verteidigungs- und Sicherheitsendnutzer der japanischen Regierung, dem zweitgrößten Verbraucher kommerzieller Bilder für nationale Verteidigungs- und Sicherheitszwecke nach der US-Regierung.

Der ursprünglich auf 70 Millionen US-Dollar geschätzte Deal ist nicht nur ein finanzieller Schub für EOI Space, sondern auch eine wichtige Bestätigung seines Produkts und seiner Strategie durch einen angesehenen multinationalen Konzern, der im Namen eines der wichtigsten Verbündeten Amerikas handelt. Kombiniert mit entscheidendem Kapital von Investoren, die vom Potenzial der VLEO-Konstellation von EOI Space überzeugt sind, hat der Vertrag das tieffliegende Unternehmen über das sogenannte Tal des Todes zu Ausläufern befördert, auf die es gute Aufstiegschancen gibt.

Das Geschäftsmodell von EOI Space nutzt eine Technologieidee, die seit einem Jahrzehnt diskutiert, aber bisher nicht realisiert wurde – das Senden einer Masse kleiner Bildgebungssatelliten in relativ niedrige Höhen.

Stachelrochen

Der Kern der Geschichte von EOI, als ich zum ersten Mal bedeckte es im Jahr 2020 beruhte seine Attraktivität für die US Air Force auf ihren Plänen, ein Small-Sat-Netzwerk in VLEO aufzubauen. Satelliten, die in einer niedrigen Erdumlaufbahn (LEO) fliegen, steigen typischerweise in eine Höhe von 500 Kilometern (310 Meilen) oder höher über der Erde auf. EOI schlug vor, seine Vögel in einer Höhe von etwa 250 km (155 Meilen) zu fliegen, einer Höhe, die mehr oder weniger in der Erdatmosphäre liegt.

Die Strategie hat einige Nachteile wie Luftwiderstand, die Auswirkungen von Sonnenwinden und starker Gravitationskraft, die signifikant genug sind, um die Umlaufbahn eines Raumfahrzeugs in weniger als fünf Jahren zu zerfallen, was Änderungen an traditionellen Konstruktionen erfordert. Aber es gibt auch echte Vorteile.

Das Fliegen in geringerer Höhe verbessert im Allgemeinen die Auflösung optischer Sensoren, die radiometrische Leistung (Infrarot-/Mikrowellensensoren) und die räumliche Genauigkeit. Eine niedrige Umlaufbahn wird es den Stingray-Satelliten ermöglichen, hochauflösende 15-cm-Bilder nahezu in Echtzeit aufzunehmen. Das ist eine Größenordnung besser als die größeren, höher fliegenden optischen Satelliten führender kommerzieller Bildanbieter maxes und Airbus die Fotos mit einer maximalen Auflösung von 30 cm knipsen.

Neben der sehr hohen Auflösung sah AFWERX Potenzial in der verteilten Widerstandsfähigkeit einer niedrig fliegenden Satellitenkonstellation. Die durch VLEO gebotene Nähe kann die Anforderungen an die erforderliche Nutzlastgröße (optisch, Radar oder Kommunikation) und damit die Kosten reduzieren.

Jeder Stingray wird für einen kleinen Sat auf der großen Seite sein und ungefähr 330 Kilo (728 lbs) wiegen. Der Rumpf oder „Bus“ des Raumfahrzeugs wird zwei Meter (6.5 Fuß) lang und mit ausgefahrenen Solarmodulen etwa vier Meter lang sein. Dabei sind sie weitaus kleiner und kostengünstiger als die meisten optischen Bildgebungssatelliten. Ihr Design – für eine Lebensdauer von fünf Jahren in 250 km Höhe – bietet Flexibilität, um die Konstellation in kurzen Zeitzyklen mit neuen Sensoren oder anderen Fähigkeiten aufzufüllen, und ihre geringe Höhe/kleine Größe erleichtert das Verlassen der Umlaufbahn.

Der erste der bis zu 60 Stingrays, die EOI plant, seine Konstellation aufzubauen, wird im Januar 2024 als Teil einer Mitfahrgelegenheit von SpaceX auf einer der Falcon-9-Raketen des Unternehmens starten. Die Stingray wird in etwa 500 km Entfernung von der Falcon aussteigen und sich in ihre VLEO-Umlaufbahn vorarbeiten. Wenn es dort ankommt, wird es mit einem standardmäßigen optischen Vierband-Multispektralsensor (nahes Infrarot) von einem externen Anbieter fliegen, den EOI in seinen Bus integrieren wird.

Während Stingrays nach und nach starten und sich der Konstellation anschließen (bis Ende 2024 könnten bis zu sechs in VLEO sein), plant EOI die Integration seiner eigenen optischen Nutzlast sowie eines verknüpften GPU-Rechenclusters (Graphics Processing Unit) und seines eigenen Antriebssystems . „Für uns ist es entscheidend, dass wir im Laufe der Zeit so vertikal wie möglich integriert werden“, sagt Paul Smith, Mitbegründer und Chief Revenue Officer von EOI. „So vermeiden wir Vorlaufzeiten. Im Moment gibt es Vorlaufzeiten von Jahren bis anderthalb Jahren für Komponenten, die Sie wirklich zurückwerfen. Das wollen wir vermeiden.“

Die Sats von EOI vermeiden auch die Verzögerungen bei der Bildbereitstellung, die mit Bodenverarbeitungsstationen einhergehen, indem sie eine beträchtliche Menge an Bildverarbeitung (optische Rohbilddaten müssen für die Verwendung verarbeitet und formatiert werden) an Bord jeder Stingray mit Edge-Computing-Methoden durchführen, anstatt sie einfach zu senden Rohdaten an eine Bodenstation.

„Unser Ziel ist es, dass [die Bilddaten] die traditionellen Verarbeitungsstapel der Bodenstation überspringen“, sagte Smith im Jahr 2020. „Wir wussten, dass es wichtig ist, wir wussten nicht, wie wichtig es ist. Aber nach Gesprächen mit der Luftwaffe und der Armee wurde ziemlich klar, dass es ihr grundlegender Wunsch ist, die Daten schneller zu bekommen. Es ist etwas, was sie von uns allen da draußen im Weltraum erwarten.“

Aufgrund ihrer VLEO-Umlaufbahn erfüllt die Stingray-Konstellation ein weiteres Kästchen – sie fliegt unterhalb des zunehmend stark frequentierten, von Weltraumschrott verseuchten LEO-Viertels über 500 km. Im Jahr 2021 bestätigte Peter Beck, der CEO des Launch Services Startup von Rocket Lab, dass die überwältigende Anzahl von Objekten in LEO es immer schwieriger macht, einen klaren Weg für Raketen zu finden, um neue Satelliten zu starten. Die Raketen „müssen versuchen, sich zwischen diesen [Satelliten]-Konstellationen nach oben zu schlängeln“, sagte Beck gegenüber CNN und bezog sich dabei auf die Starlink-Satelliten von SpaceX.

Die Attraktivität einer robusten, niedrig fliegenden Konstellation, die in der Lage ist, detaillierte Bilder aufzunehmen und diese schnell direkt an Kunden zu senden, war etwas, auf das die Gründer von EOI bei der Gründung des Unternehmens im Jahr 2017 gesetzt haben.

Das Tal überqueren

„Seit 2020 haben wir einen langen Weg zurückgelegt“, sagt Smith. „Wir haben das Stipendium von AFWERX erhalten und alle vorgeschriebenen Arbeiten durchgeführt, wobei wir viel über unser Busdesign und unsere optische Nutzlast gelernt haben.“

Die SBIR-Finanzierung (DoD Small Business Innovation Research) ermöglichte den drei Mitbegründern des Startups den Übergang zur Vollzeitarbeit im Unternehmen, die Art der Entwicklung kleiner Unternehmen, die AFWERX und sein scheidender Direktor, Col. Nathan Diller, versucht haben seit 2019 wiederholt inkubieren.

Laut Smith war die Auszeichnung nicht nur der Schlüssel zur Förderung der Forschung, sondern auch, um dem CEO und Mitbegründer von Earth Observant, Christopher Thein, die nötige Luft zu verschaffen, um sich auf die Sicherung der Serie-A-Finanzierung durch einen Angel-Investor zu konzentrieren. Anschließend errichtete das Unternehmen seinen Hauptsitz in Louisville, CO, einem Vorort nördlich von Denver, der für seine Konzentration junger Luft- und Raumfahrtunternehmen und einen ansässigen Talentpool bekannt ist. EOI stellte über 50 Mitarbeiter ein, verfestigte sein Design und erwarb einen Startplatz bei SpaceX.

Was in der mittlerweile bekannten Diskussion über das „Tal des Todes“ (der Weg des Startups in der Verteidigungsluftfahrt von der anfänglichen Forschung und Entwicklung bis zur Landung eines eventuellen Regierungsvertrags) oft übersehen wird, ist der potenzielle Vorsprung, den SBIR/STTR-Zuschüsse aufstrebenden Unternehmen bei der Anwerbung von Privatkapital verschaffen. Für EOI war die von seinem Angel bereitgestellte Investition in Höhe von 15 Millionen US-Dollar entscheidend, um das Geschäft weit genug voranzubringen, um NTT DATA anzuziehen.

„Ich weiß nicht, ob wir diese A-Runde bekommen hätten, diese Angel-Investoren, wenn es nicht diesen Vertrag mit der US-Regierung gegeben hätte“, räumt Thein ein. „Ich weiß nicht, ob wir den Deal mit NTT ohne diese beiden vorherigen Dinge bekommen hätten.“

Thein machte vor einem Jahrzehnt einen abgebrochenen Start bei der Gründung eines VLEO-Satellitenbildunternehmens, aber der Zeitpunkt war noch nicht günstig. „Schon zu Lebzeiten dieses Unternehmens [EOI] ist mir aufgefallen, dass insbesondere in der US-Regierung das Gefühl herrschte, dass dies nicht durchführbar sei. Jetzt sehen Sie mehrere Programme, die genau das tun. Es hat einen Sinneswandel gegeben, dies als Weg nach vorne zu akzeptieren.“

Es gibt möglicherweise keine bessere Unterstützung für Theins Beobachtung als die kürzliche Gründung der neuen nationalen Sicherheitsgeschäftseinheit von SpaceX Sternenschild. Obwohl Details zu dem angeblich verteidigungsorientierten Start- und Erdbeobachtungskonstellationsgeschäft begrenzt sind, sagt die neue Tochtergesellschaft von Elon Musk, dass sie sich zunächst auf die Entwicklung von Erdabbildungssensoren und -satelliten konzentrieren wird. Wenn sich die Starshield-Konstellation den Stingrays von EOI Space in VLEO anschließt, wird es keine Überraschung sein.

Durch die Vereinbarung, Geschäfte mit einem kleinen amerikanischen Unternehmen zu tätigen, erkannte NTT DATA wahrscheinlich die veränderte Wahrnehmung von VLEO-Satellitennetzwerken und eine Gelegenheit, im Erdgeschoss einzusteigen. Die Zahl von 70 Millionen US-Dollar in der Pressemitteilung von NTT stellt seine Schätzung des Verkaufswerts der Bilder dar, die es von EOI im Rahmen eines exklusiven Pre-Data-Kaufs von 8 Millionen US-Dollar für den japanischen Markt bis 2028 erhalten wird.

Zusätzlich zur Verkaufsexklusivität verschafft der Deal NTT sicheren Zugang zu Tasking-Stingray-Sats. Smith erklärt, dass andere Bildanbieternetzwerke manchmal von kommerziellen Aufgaben in der Region abgelenkt werden, weil die Region strategisch wichtig ist und die Regierungen (USA/Alliierte) in einer, wie er es nennt, „harten Nachbarschaft“ schnelle Informationen benötigen. Die Aufgabenpriorität war ein wichtiger Faktor für die Vereinbarung und die stillschweigende Anerkennung des Wertes, den die 15-cm-Daten von EOI haben werden.

Der Vertrag stellt auch eine akzeptable, sogar wünschenswerte internationale Investition in einem Bereich dar, in dem die US-Regierung besonders empfindlich auf ausländisches Geld reagiert. NTT hatte genug Vertrauen in EOI Space, um eine kleine Kapitalbeteiligung (ungefähr 3 Prozent) zu übernehmen, was weitere 2 Millionen US-Dollar an Investitionen in letzteres darstellt.

Die Gründer von EOI widerstanden der Versuchung, russische oder andere ausländische Gelder anzunehmen, als sie das Tal des Todes aus patriotischen und soliden langfristigen Geschäftsgründen durchquerten. Das hat ihnen vielleicht härtere Arbeit abverlangt, aber es schafft die Voraussetzungen für eine Zukunft, in der EOI hofft, dass das US-Geheimdienst- und Verteidigungs-Establishment ein wichtiger Kunde sein wird.

EOI hat sich bemüht, Probleme mit Investitionen in ausländisches Eigentum mit seinem so genannten Global Alliance-Programm zu umgehen, im Wesentlichen ein Pre-Data-Buy-Vorzugskundenprogramm mit einigen der Merkmale des NTT-Deals, das den Cashflow generieren könnte, den es benötigt, um seine Expansion zu beschleunigen ohne Eigenkapital an Offshore-Unternehmen zu übergeben.

Der Zukunftsblick von oben

Chris Thein erinnerte mich daran, dass der Satellitenbildmarkt trotz langsamer Veränderungen weiterhin von Nationalstaaten dominiert wird, deren Verteidigungs- und Geheimdienstbedarf 55 % des Marktes ausmacht, wobei der Rest eine Mischung aus kommerziellen, Notfallschutz-, wissenschaftlichen und anderen Kunden ist.

Airbus und Maxar dominieren den Verteidigungs-Imaging-Markt mit einem Anteil von über 50 %. „Sie haben nicht die meisten Satelliten“, sagt Thein, „sie haben die Satelliten mit der höchsten Auflösung.“ Der Krieg in der Ukraine hat Regierungen und einfachen Menschen die Macht der Bilder gezeigt, fügt er hinzu und unterstreicht die potenzielle Nachfrage nach der 15-cm-Fähigkeit von EOI.

Während Airbus und Maxar derzeit die fortschrittlichsten und wendigsten Bildgebungssatelliten in der Luft haben, sind sie auch die teuersten. Die Strategie von EOI ist anders. Anstatt ein paar sehr kostspielige, sehr leistungsfähige Sats zu nutzen, wird es weniger exquisite, weniger manövrierfähige Vögel nutzen, die sich in niedrigen synchronen Umlaufbahnen mit unterschiedlicher Neigung konzentrieren und unterschiedliche Aussichtspunkte und erhöhte Wiederholungsraten bieten.

„Ein einzelner Maxar- oder Airbus-Satellit kann zum Beispiel eine Bereichskartierung viel robuster durchführen als [ein Stingray]“, sagt Smith. „Aber wir versuchen nicht, das alles mit einem Vogel zu machen. Wir können die Leistung vieler Satelliten in einer Konstellation nutzen, um dieselben Gebiete effizienter abzudecken.“

EOI wird ein Imagery-as-a-Service-Modell verfolgen. Die niedrigeren prognostizierten Gesamtkosten seiner Konstellation implizieren wahrscheinlich niedrigere Bildkosten bei besserer Auflösung als bei seinen Konkurrenten. Die Art seiner einzelnen kleinen Sats gibt ihm auch einen Skalierungsvorteil. Smith schätzt, dass ihre Kosten etwa 10 % der fortschrittlichen, höher fliegenden Raumfahrzeuge ihrer Konkurrenten betragen.

Das macht den Kapitalisierungsberg, den EOI Space erklimmen muss, weniger steil als seine Konkurrenten. Es appelliert auch an die Regierung, bekräftigt Smith.

„Wir wissen, dass sie sehr daran interessiert sind, was wir tun. Sie haben uns unterstützt und wir hoffen, irgendwann hier einige feste Verträge zu bekommen. Wir sind kein Kind mehr. Wir sind eher ein Teenager, der bereit ist, die Autoschlüssel zu bekommen.“

Das wird offensichtlich, wenn Stingrays in den Weltraum kommen, fügt Smith hinzu, ein physisches und psychologisches Signal des Fortschritts. „Normalerweise hat die Regierung nicht so viel mit Ihnen zu besprechen, bis Sie im All sind. Dann ist es ein anderes Spiel.“

Dasselbe gilt für potenzielle gewerbliche Kunden, die neben der optischen Bildgebung eine Vielzahl von Dienstleistungen anfordern können, die vom Rohstoffhandel bis zur Überwachung der öffentlichen Sicherheit und der Energieinfrastruktur reichen. EOI hat sich mit der Erweiterung seiner Stingray-Fähigkeiten befasst, um Wärme-, Radar- und andere Sensoren zu integrieren, die wahrscheinlich von externen Herstellern bereitgestellt werden. Smith betont jedoch, dass sich das Unternehmen auf absehbare Zeit klar auf optische Nutzlasten konzentrieren wird.

Stingray-Edge-Computing-Algorithmen können für Kunden von Interesse sein, ebenso wie die Fähigkeit der Konstellation, andere On-Orbit-Systeme zu "tip and cue", zu verarbeiten und ihre Daten direkt an Kunden zu senden.

Aber die Mitbegründer des Unternehmens sagen, dass sie ihre ursprüngliche Vision noch nicht übertreffen wollen. Tatsächlich ist es eine gute Zeit für Startups wie EOI, einfach die Kommerzialisierung des Starts zu nutzen, die SpaceX ermöglicht hat. Ohne solche niedrigeren Kosten würden immer noch viele Innovationen begraben werden.

„Ich bin optimistisch, wo wir jetzt stehen“, sagt Smith. „Wir haben die richtige Balance zwischen modernster und stabiler Technologie gefunden.