Små satelliter används främst för att övervaka norskt territorialvatten. Dock, tillämpningsområdet kommer att vidgas i framtiden, och forskare anser att Norge har expertis för att utnyttja de kommersiella möjligheter dessa ger.

Satellitteknik:Tillsammans med Kongsberg Seatex och det norska försvarets forskningsinstitutt (FFI), SINTEF har utvärderat dagens små satelliter och lämnar nu rekommendationer för nya satellitantennsystem. Projektet finansieras av Norwegian Space Centre.

"I Norge, små satelliter har använts särskilt för att detektera fartyg", säger Irene Jensen, som är forskare vid SINTEF. "Dock, i områden med hög täthet av kärl, signalkollisioner blir ett problem. "I detta projekt har vi utvecklat en ny typ av antenn som förbättrar fartygsdetektering med 12 procent", hon säger.

Från avslöjande av kriminell verksamhet till fiskeövervakning

Små satelliter produceras i olika storlekar, men för att kvalificera sig för denna kategori måste de väga mindre än 500 kg. De minsta kallas nanosatelliter, och kan väga så lite som 1 kilogram.

"Den nuvarande trenden mot små satelliter har utvecklats eftersom deras utvecklings- och uppskjutningskostnader är betydligt lägre än för traditionella, större orbiters", säger Jensen. "Liten storlek gör det möjligt för många nationer att skicka upp satelliter med olika applikationer - allt från övervakning till utbildning, utveckling, och testning av ny teknik", hon säger.

Norska kustverket, Försvarsmakten och Joint Rescue Coordination Centers är bland de organisationer som använder data som samlas in av satelliter för att övervaka norskt territorialvatten. Till exempel, satelliterna används i samband med räddningsinsatser och övervakning av sjöfartstrafiken i arktiska vatten. Andra tillämpningar inkluderar spårning av oljeutsläpp och fartyg som misstänks vara inblandade i illegal verksamhet som smuggling och miljöbrott.

30, 000 fartyg registrerade

Norge har legat i framkant när det gäller utvecklingen av små satellitteknik. Andøya Space Center arbetar för närvarande med att utöka en befintlig uppskjutningsplattform som används för små satelliter. Företaget Norske Nammo utvecklar en miljövänlig mikroraket som kan bära små satelliter in i fördefinierade omloppsbanor.

"Små satelliter kan möta många olika framtida behov och öppna upp nya marknader för norska företag", säger Jensen. Det vanligaste systemet är det tidigare nämnda AIS (se faktaavsnittet ovan). AIS-teknik är obligatorisk på alla stora fartyg och alla passagerarfartyg, för att förhindra fartygskollisioner. Den överför information om ett fartygs identitet, placera, kurs och fart.

Höga kärldensiteter

Dock, AIS-täckning med hjälp av satelliter väcker problem i havsområden där höga fartygstätheter resulterar i signalkollisioner.

Som en del av detta projekt, forskare har undersökt hur de kan lösa detta genom att forma antennens strålningsmönster på ett sådant sätt att de förbättrar data från önskade områden, samtidigt som du filtrerar bort data från andra. Den senaste generationen av AIS-mottagare, utvecklad av Kongsberg Seatex, är utrustad med fyra antenningångar, i syfte att uppnå bättre täckning.

Signalbehandlingen förbättras med de senaste AIS-mottagarna, och användningen av flera antenner kommer att säkerställa att fler fartyg faktiskt kan upptäckas, och att varje kärl upptäcks oftare. "Under projektet mätte vi en förbättring av kärldetektering på upp till 12 procent i områden med hög kärldensitet", säger Jensen. Projektet har använt mjukvara utvecklad av FFI som ett sätt att simulera systemet.

Idealisk för kommunikation i Arktis

För närvarande, det finns många mindre fiskefartyg och fritidsbåtar som inte är utrustade med satellitkommunikationssystem ombord. Dessa kommer att kunna få avsevärt förbättrad täckning via VDES-satelliten. VDES är mycket lämplig för tvåvägsmeddelandekommunikation i Arktis, och kommer att göra kommunikationen både enklare och billigare.

VDES kan också fungera som en delad kommunikationskanal för man överbord (MOB) larm, underrätta inte bara fartyg i de omgivande områdena, men också Joint Rescue Coordination Centres.

"Som en del av detta projekt, vi har använt simuleringar för att visa att det är möjligt att utveckla ett planantennsystem med fyra element för VDES som inte behöver fällas ut efter lansering, på så sätt undviker risken för misslyckanden kopplat till denna process", säger Jensen.

Fakta om små satelliter

• Små satelliter väger mindre än 500 kg, och klassificeras i tre grupper:minisatelliter (100-500 kg), Mikrosatelliter (10-100 kg) och Nanosatelliter (1-10 kg).
• Det vanligaste systemet är känt som Automatic Identification System (AIS).
• Den första norska satelliten (AISSat-1) lanserades 2010 från Indien, följt av den identiska AISSat-2, skickades upp 2014 från Ryssland. De förväntades ha en livstid på tre år men, även efter sju år, AISSat-1 fortsätter att fungera väl och båda små satelliterna utför stora uppgifter. Under sina första tusen dagar i rymden, AISSat-1 kretsade runt jorden mer än 14, 500 gånger, och varje gång spelade in de 30, 000 fartyg som seglade över hela världen. Satelliterna befinner sig i polära banor, cirka 600 kilometer över jordens yta.

Nya satelliter skjuts upp i juli

Satelliterna NorSat-1 och NorSat-2 lanserades i juli som ersättningar för AISSat-1 och AISSat-2. AISSat-3 kommer att lanseras senare i år. NorSat-satelliterna är alla utrustade med förbättrade AIS-mottagare.

NorSat-2 har en ny kommunikationsenhet som ska testa tvåvägsdatakommunikation via satellit till och från fartyg. Det nya systemet heter VDES (VHF Data Exchange System) och är en förlängning av AIS-systemet.

Syftet med dessa satelliter är att övervaka global sjöfartstrafik, med särskilt fokus på Arktis. De ska också användas för att studera solen och rymdvädret.