La start-up d'imagerie par satellite EOI Space a traversé la vallée de la mort en volant bas

Lorsqu'il a reçu un prix AFWERX pour développer de petits satellites d'imagerie volant à basse altitude en 2020, Earth Observant, maintenant connu sous le nom de Espace EOI, avait convaincu une poignée de personnes qu'il pouvait percer sur le marché de l'imagerie par satellite. Maintenant, la startup a convaincu le géant japonais de l'informatique, DONNÉES NTT, il peut fournir des images ultra-haute résolution en temps quasi réel à partir d'un sol pas si élevé.

Il y a deux semaines, EOI Space a annoncé un accord de distribution avec NTT DATA, apportant des images richement détaillées de la constellation de la société en orbite terrestre très basse (VLEOLION
) satellites d'imagerie optique à des clients sur le marché japonais. « Clients » est essentiellement un euphémisme pour les utilisateurs finaux de défense et de sécurité du gouvernement japonais, le deuxième plus grand consommateur d'images commerciales à des fins de défense et de sécurité nationales après le gouvernement américain.

Initialement évalué à 70 millions de dollars, l'accord n'est pas seulement un coup de pouce financier pour EOI Space, mais une validation importante de son produit et de sa stratégie par une multinationale respectée agissant au nom de l'un des alliés les plus importants de l'Amérique. Combiné à des capitaux cruciaux d'investisseurs convaincus par le potentiel de la constellation VLEO d'EOI Space, le contrat a transporté l'entreprise à basse altitude à travers la soi-disant vallée de la mort jusqu'aux contreforts qu'elle a de bonnes chances de gravir.

Le modèle commercial d'EOI Space capitalise sur une idée technologique qui a été discutée pendant une décennie mais pas encore réalisée - envoyer une masse de petits satellites d'imagerie jusqu'à des altitudes relativement basses.

Stingray

Le nœud de l'histoire d'EOI quand j'ai commencé l'a couvert en 2020 était son attrait pour l'US Air Force en raison de ses plans de construction d'un réseau de petits satellites dans VLEO. Les satellites qui volent en orbite terrestre basse (LEO) montent généralement à une altitude de 500 kilomètres (310 miles) ou plus au-dessus de la terre. EOI a proposé de faire voler ses oiseaux à environ 250 km (155 miles), une altitude plus ou moins dans l'atmosphère terrestre.

La stratégie comporte certains inconvénients tels que la traînée aérodynamique, les effets des vents solaires et une forte attraction gravitationnelle qui sont suffisamment importants pour faire décliner l'orbite d'un vaisseau spatial en moins de cinq ans, nécessitant des changements dans les conceptions traditionnelles. Mais il y a aussi de vrais avantages.

Voler à basse altitude améliore généralement la résolution des capteurs optiques, les performances radiométriques (capteurs infrarouges/hyperfréquences) et la précision géospatiale. L'orbite basse permettra aux satellites Stingray de capturer des images haute résolution de 15 cm en temps quasi réel. C'est un ordre de grandeur supérieur à celui des satellites optiques plus grands et volant plus haut des principaux fournisseurs d'imagerie commerciale. Maxes ainsi que Airbus qui prennent des photos à une résolution maximale de 30 cm.

En plus de la très haute résolution, AFWERX a vu le potentiel de la résilience distribuée d'une constellation de satellites volant à basse altitude. La proximité offerte par VLEO peut réduire les exigences en matière de taille de charge utile (optique, radar ou communications) et donc les coûts.

Chaque Stingray sera sur le grand côté pour un petit siège, pesant environ 330 kilos (728 livres). Le corps du vaisseau spatial ou "bus" mesurera deux mètres (6.5 pieds) de long et avec ses panneaux solaires déployés, environ quatre mètres de long. À cela, ils sont beaucoup plus petits et moins chers que la plupart des satellites d'imagerie optique. Leur conception - pour une durée de vie de cinq ans à une altitude de 250 km - offre la flexibilité de reconstituer la constellation sur des cycles courts avec de nouveaux capteurs ou d'autres capacités et leur faible altitude/petite taille facilite leur désorbitation.

Le premier des 60 plans EOI Stingrays pour établir sa constellation sera lancé en janvier 2024 dans le cadre d'une mission de covoiturage SpaceX sur l'une des fusées Falcon 9 de la société. Le Stingray se déploiera à partir du Falcon à environ 500 km et descendra jusqu'à son orbite VLEO. Lorsqu'il y arrivera, il volera avec un capteur optique multispectral à quatre bandes (proche infrarouge) standard d'un fournisseur extérieur que EOI intégrera à son bus.

Au fur et à mesure que les Stingrays se lancent et rejoignent la constellation (jusqu'à six pourraient être dans VLEO d'ici la fin de 2024), EOI prévoit d'intégrer sa propre charge utile optique ainsi qu'un cluster de calcul GPU (unité de traitement graphique) lié et son propre système de propulsion . "Pour nous, il est essentiel qu'au fil du temps, nous devenions aussi intégrés verticalement que possible", a déclaré Paul Smith, co-fondateur et directeur des revenus d'EOI. « De cette façon, nous évitons les délais. À l'heure actuelle, il y a des délais d'un an à un an et demi pour les composants qui vous coûtent vraiment cher. Nous voulons éviter cela.

Les satellites d'EOI éviteront également les retards dans la livraison des images qui accompagnent les stations de traitement au sol en effectuant une quantité considérable de traitement d'image (les données d'image optique brutes doivent être traitées et formatées pour être utilisées) à bord de chaque Stingray en utilisant des méthodes informatiques de pointe plutôt que de simplement envoyer données brutes à une station au sol.

"Notre objectif est de faire en sorte que [les données d'imagerie] sautent les piles de traitement traditionnelles des stations au sol", a déclaré Smith en 2020. "Nous savions que c'était important, nous ne savions pas à quel point. Mais après avoir parlé à l'armée de l'air et à l'armée, il est devenu assez clair que l'obtention des données plus rapidement est leur souhait fondamental. C'est quelque chose qu'ils attendent de nous tous là-bas dans l'espace. »

En vertu de son orbite VLEO, la constellation Stingray coche une autre case – volant sous le quartier LEO de plus en plus fréquenté et infesté de débris spatiaux au-dessus de 500 km. En 2021, Peter Beck, le PDG de la startup de services de lancement, de Rocket Lab, a affirmé que le nombre écrasant d'objets dans LEO rend de plus en plus difficile de trouver une voie claire pour que les fusées lancent de nouveaux satellites. Les fusées "doivent essayer de se frayer un chemin entre ces constellations [de satellites]", a déclaré Beck à CNN, faisant référence aux satellites Starlink de SpaceX.

L'attrait d'une constellation résiliente et volant à basse altitude, capable de prendre des photos détaillées et de les envoyer rapidement, directement aux clients, était quelque chose sur laquelle les fondateurs d'EOI ont misé lorsqu'ils ont fondé l'entreprise en 2017.

Traverser la vallée

"Nous avons parcouru un long chemin depuis 2020", déclare Smith. "Nous avons obtenu la subvention de l'AFWERX et avons fait tout le travail qui était interdit, en apprenant beaucoup sur la conception de notre bus et sur la charge utile optique."

Le financement SBIR (DoD Small Business Innovation Research) a permis aux trois co-fondateurs de la startup de passer à travailler à temps plein sur l'entreprise, le genre d'évolution des petites entreprises qu'AFWERX et son directeur sortant, le colonel Nathan Diller, ont essayé de faire. incuber à plusieurs reprises depuis 2019.

Smith affirme que le prix a été essentiel non seulement pour faire avancer la recherche, mais aussi pour donner au PDG et co-fondateur de Earth Observant, Christopher Thein, le répit pour se concentrer sur l'obtention d'un financement de série A auprès d'un investisseur providentiel. La société a ensuite établi son siège social à Louisville, CO, une banlieue au nord de Denver réputée pour sa concentration de jeunes entreprises aérospatiales et son vivier de talents. EOI a embauché plus de 50 personnes, solidifié sa conception et acquis un créneau de lancement avec SpaceX.

Ce qui est souvent négligé dans la discussion désormais familière de la « Vallée de la mort » (le parcours de démarrage de la défense et de l'aérospatiale de la R&D initiale à l'obtention d'un éventuel contrat gouvernemental), c'est l'avantage potentiel que les subventions SBIR/STTR donnent aux entreprises naissantes pour attirer des capitaux privés. Pour EOI, l'investissement de 15 millions de dollars fourni par son ange était crucial pour faire progresser l'entreprise suffisamment loin pour attirer NTT DATA.

"Je ne sais pas si nous aurions obtenu ce tour exceptionnel, ces investisseurs providentiels s'il n'y avait pas eu ce contrat avec le gouvernement américain", reconnaît Thein. "Je ne sais pas si nous aurions obtenu l'accord avec NTT sans ces deux choses précédentes."

Thein a en fait fait un début avorté dans la création d'une société d'imagerie par satellite VLEO il y a dix ans, mais le moment n'était pas encore propice. "Même au cours de la vie de cette entreprise [EOI], ce que j'ai remarqué, c'est que, en particulier au sein du gouvernement américain, il y avait le sentiment que cela n'était pas possible. Maintenant, vous voyez plusieurs programmes pop-up faire exactement cela. Il y a eu un changement d'état d'esprit en acceptant cela comme une voie à suivre.

Il n'y a peut-être pas de meilleur support pour l'observation de Thein que la création récente de la nouvelle unité commerciale de sécurité nationale de SpaceX appelée Pare-étoile. Bien que les détails de ce qui serait une activité de lancement et de constellation d'observation de la Terre axée sur la défense soient limités, la nouvelle filiale d'Elon Musk a déclaré qu'elle se concentrerait initialement sur le développement de capteurs et de satellites d'imagerie de la Terre. Si la constellation Starshield rejoint les Stingrays d'EOI Space dans VLEO, ce ne sera pas une surprise.

En acceptant de faire affaire avec une petite entreprise américaine, NTT DATA a probablement reconnu le changement de perception des réseaux satellitaires VLEO et une opportunité d'entrer au rez-de-chaussée. Le chiffre de 70 millions de dollars dans le communiqué de presse de NTT représente son estimation de la valeur des ventes d'images qu'il recevra d'EOI dans le cadre d'un achat exclusif de pré-données de 8 millions de dollars pour le marché japonais jusqu'en 2028.

En plus de l'exclusivité des ventes, l'accord donne à NTT un accès assuré aux sats Stingray. Smith explique que d'autres réseaux de fournisseurs d'images sont parfois détournés des tâches commerciales dans la région en raison de son importance stratégique et des informations rapides dont les gouvernements (États-Unis/Alliés) peuvent avoir besoin dans ce qu'il appelle un "quartier difficile". La priorité des tâches était un moteur majeur de l'accord et la reconnaissance tacite de la valeur que les données 15 cm d'EOI auront.

Le contrat représente également un investissement international acceptable, voire souhaitable, dans un domaine où le gouvernement américain est particulièrement sensible à l'argent étranger. NTT avait suffisamment confiance en EOI Space pour prendre une participation mineure (environ 3%) représentant un investissement supplémentaire de 2 millions de dollars dans ce dernier.

Les fondateurs d'EOI ont résisté à la tentation d'accepter des financements russes ou étrangers alors qu'ils traversaient la vallée de la mort pour des raisons commerciales patriotiques et solides à long terme. Cela les a peut-être obligés à travailler plus dur, mais cela ouvre la voie à un avenir dans lequel EOI espère que l'establishment américain du renseignement et de la défense sera un client majeur.

EOI s'est efforcé de contourner les problèmes d'investissement de propriété étrangère avec ce qu'il appelle son programme Global Alliance, essentiellement un programme d'achat de clients privilégiés pré-données avec certaines des caractéristiques de l'accord NTT qui pourrait générer les flux de trésorerie dont il a besoin pour accélérer son expansion. sans remettre des fonds propres à des entités offshore.

L'avenir vue d'en haut

Chris Thein m'a rappelé que malgré la lenteur des changements sur le marché de l'imagerie satellitaire, il reste dominé par les États-nations dont la demande de défense et de renseignement constitue 55 % du marché, le reste étant un mélange de clients commerciaux, d'intervention d'urgence, scientifiques et autres.

Airbus et Maxar dominent le marché de l'imagerie de défense avec plus de 50 % des parts. "Ils n'ont pas le plus de satellites", dit Thein, "ils ont les satellites à la plus haute résolution." La guerre en Ukraine a montré aux gouvernements et aux gens ordinaires le pouvoir de l'imagerie, ajoute-t-il, soulignant la demande potentielle pour la capacité de 15 cm d'EOI.

Bien qu'Airbus et Maxar disposent actuellement des satellites d'imagerie les plus sophistiqués et les plus agiles, ils sont également les plus chers. La stratégie d'EOI est différente. Plutôt que de tirer parti de quelques sats très coûteux et très capables, il tirera parti d'oiseaux moins exquis et moins maniables concentrés sur des orbites basses synchrones d'inclinaison variée offrant différents points de vue et des taux de revisite accrus.

"Un satellite Maxar ou Airbus individuel peut faire de la cartographie de zone, par exemple, de manière beaucoup plus robuste que [un Stingray] ne le peut", déclare Smith. « Mais nous n'essayons pas de tout faire avec un seul oiseau. Nous pouvons utiliser la puissance de nombreux satellites dans une constellation pour couvrir les mêmes zones plus efficacement.

EOI poursuivra un modèle d'imagerie en tant que service. Le coût global projeté inférieur de sa constellation implique probablement des coûts d'imagerie inférieurs avec une meilleure résolution que ses concurrents. La nature de ses petits satellites individuels lui confère également un avantage d'échelle. Smith estime que leur coût est d'environ 10% de celui des engins spatiaux de pointe de leurs concurrents.

Cela rend la montagne de capitalisation que EOI Space doit gravir moins raide que ses pairs. Cela fait également appel au gouvernement, affirme Smith.

« Nous savons qu'ils sont très intéressés par ce que nous faisons. Ils ont été favorables et nous espérons à un moment donné ici obtenir des contrats stables. Nous ne sommes plus un enfant. Nous sommes plutôt un adolescent prêt à récupérer les clés de la voiture.

Cela sera évident lorsque les Stingrays arriveront dans l'espace, ajoute Smith, un signal physique et psychologique de progrès. « Le gouvernement n'a généralement pas grand-chose à vous dire tant que vous n'êtes pas dans l'espace. Ensuite, c'est un jeu différent.

Il en va de même pour les clients commerciaux potentiels qui peuvent demander une variété de services au-delà de l'imagerie optique, allant du négoce de matières premières à la sécurité publique et à la surveillance des infrastructures énergétiques. EOI a envisagé d'étendre ses capacités Stingray pour intégrer des capteurs thermiques, radar et autres, probablement fournis par des fabricants extérieurs. Mais Smith souligne que la société restera résolument concentrée sur les charges utiles optiques dans un avenir prévisible.

Les algorithmes d'informatique de pointe Stingray peuvent intéresser les clients, tout comme la capacité de la constellation à « basculer et signaler » d'autres systèmes en orbite, en traitant et en envoyant leurs données directement aux clients.

Mais les co-fondateurs de l'entreprise disent qu'ils ne veulent pas encore devancer leur vision initiale. En fait, c'est le bon moment pour les startups comme EOI de simplement profiter de la banalisation du lancement rendue possible par SpaceX. Sans une telle baisse des coûts, beaucoup d'innovations seraient encore enterrées.

« Je suis optimiste quant à notre situation actuelle », déclare Smith. « Nous sommes sur le bon équilibre entre une technologie de pointe et une technologie stable.