Det norske småsatellitteventyret

AISSat-1, Norges første nasjonale satellitt, ble skutt opp 12. juli 2010 og har nå jobbet i rommet i litt over 10 år.

Dette var en av de tidligste satellittene i verden til å detektere AIS-signaler i sann tid fra polar bane.

AIS-signalene kommer fra antikollisjonssystemet Automatic Identification System (AIS), som alle skip over 300 bruttotonn er pålagt å ha. Disse signalene viser skipets identitet, posisjon, fart og retning, og kan dermed brukes til å overvåke skipstrafikk.

I kystnære farvann kan slike signaler fanges opp fra land. Men AIS-mottakere langs kysten fanger kun opp signaler ut til horisonten og ser ikke skipstrafikken langt til havs. Det kan derimot satellitter med AIS-mottaker.

Dataene fra AISSat-1 og de andre nasjonale satellittene brukes av norske etater til blant annet å holde oppsyn med fiske, miljøkriminalitet som oljesøl, skipstrafikken i Arktis, støtte til anti-piratoperasjoner, og søk- og redning til havs.

En operasjonell sukssess

AISSat-1 ble opprinnelig bygget som en forskningssatellitt for å teste om det i det hele tatt var mulig å motta AIS-meldinger i rommet.

Norges første nasjonale satellitt ble til som et samarbeid mellom Forsvarets forskningsinsititutt (FF), Kystverket, Norsk Romsenter og Kongsberg Seatex i Kongsberggruppen.

Raskt etter oppskytingen i 2010 ble det klart at AISSat-1 gjorde en så bra jobb at den kunne fungere som en operasjonell satellitt. Flere norske etater, som Kystverket, ønsket og fikk tilgang til de nye AIS-dataene.

Ifølge Arve Dimmen, sjøsikkerhetsdirektør ved Kystverket, var det som å slå på lyset ute på havet, slik at de kunne se trafikken der ute.

AISSat-1 førte til AISSat-2

Småsatellitter er mindre og billigere enn tradisjonelle satellitter, og siden de i høy grad er basert på komponenter utviklet for andre formål på bakken, har de også kortere levetid i rommet.

Men nå viste Norge at det var mulig å detektere AIS-signaler fra rommet, og at en småsatellitt kunne gjøre denne operative jobben.

AISSat-1 vakte derfor oppmerksomhet ute i verden og gjorde Norge til et foregangsland på å ta småsatellitter i bruk for operasjonelle tjenester. Det ga dessuten Norge skipstrafikkdata som andre land også ønsket seg.

AISSat-2, Norges andre nasjonale satellitt, ble skutt opp 8. juli 2014. Som sin forløper, AISSat-1, holder AISSat-2 øye med skipstrafikken fra rommet. Grafikk: Norsk Romsenter/FFI/NASA

I dag utveksler Kystverket AIS-data med flere samarbeidsland, samt den internasjonale organisasjonen European Maritime Safety Agency, som overvåker skipstrafikken i Europa.

De gode erfaringene med AISSat-1 førte til at en tvillingsatellitt, AISSat-2, ble bygget og skutt opp 8. juli 2014. Også denne satellitten ble en operasjonell suksess.

En AIS-mottaker fra Kongsberg Seatex ble også montert på den internasjonale romstasjonen og ble et av eksperimentene som har gått lengst der. Forsøket, kalt Vessel-ID, fikk en pris fra NASA for beste eksperiment på romstasjonen og en egen video fra den amerikanske romorganisasjonen.

AIS-mottakere spesielt for rommet

AIS-mottakerne ombord på AISSat-1 og AISSat-2 fikk inn rundt 900 000 AIS-meldinger hver dag, fra i gjennomsnitt 24 000 skip.

Var det mulig å gjøre denne overvåkingen av skipstrafikk fra rommet med enda høyere oppløsning og volum?

Kongsberg Seatex utviklet en ny AIS-mottaker som var spesielt tilpasset det krevende miljøet i rommet, samt kunne operere med den begrensete mengden strøm som finnes på en småsatellitt. I tillegg var mottakeren liten og veide kun 1,3 kilo.

NorSat-1 og NorSat-2

Norges neste generasjon nasjonale satellitter, NorSat-1 og NorSat-2, fikk hver sin av de nye AIS-mottakerne. De to småsatellittene ble skutt opp den 14. juli 2017.

Etter at NorSat-1 og NorSat-2 kom i bane, økte antall skip som kunne sees per dag fra 24 000 til 40 000.

NorSat-1 forsker også på samspillet mellom sola og jorda, og solas påvirkning på jordas klima og miljø.

NorSat-1 (i bakgrunnen) og NorSat-2 (foran) i bane over Lofoten og Nord-Norge. Grafikk: T. Abrahamsen

Norsat-2 tester teknologi som kan bli en ny internasjonal standard for to-veis kommunikasjon og automatisk rapportering på havet, kalt VHF Data Exchange System (VDES). Denne teknologien bygger på AIS, og skipene kan benytte en felles mottaker og sender ombord for AIS og VDES.

Men VDES kan også brukes til andre typer meldinger til og fra skip, enten kommunikasjonen går direkte mellom skip, med en stasjon på land, eller via satellitter. Space Norway (underlagt Nærings og fiskeridepartementet) er involvert i dette arbeidet og undersøker ulike tjenester som kan bruke VDES.

Eget utviklingsprogram hos ESA

Erfaringene som Kongsberg Seatex fikk med de norske nasjonale satellittene, brukte de i sin videre utvikling av AIS-mottakere for rommet. Det ble til et kommersielt produkt som bedriften tilbyr på verdensmarkedet i dag.

Kongsberg Seatex leverte også AIS-nyttelasten til den nye satellitten ESAIL, som ble skutt opp 3. september 2020.

Arbeidet med ESAIL er ledet av OHB LuxSpace og den europeiske romorganisasjonen ESA. European Maritime Safety Agency, dataselskapet exactEarth, og flere aktører innen europeisk industri er også med i dette internasjonale samarbeidet.

AIS-signalene fra skip kan mottas av basestasjoner på land og mottakere på satellitter. Illustrasjon: ESA

ESAIL er ESAs første AIS-satellitt.

ESA anser AIS-sporing ved hjelp av satellitt, såkalt SAT-AIS, for så viktig at romorganisasjonen i dag har et eget utviklingsprogram for dette.

Norges nye nasjonale satellitter

Norges nye nasjonale satellitt, NorSat-3, er nå klar og skal skytes opp i begynnelsen av 2021. I tillegg til en ny AIS-mottaker fra Kongsberg Seatex, har NorSat-3 en eksperimentell navigasjonsradardetektor fra FFI.

Den fanger opp signalene fra navigasjonsradaren til skip og kan slik se skip som ikke har på AIS-systemet. Elektronikken til denne nyttelasten er også levert av Kongsberg Seatex.

NorSat-3 har AIS-mottaker for sporing av skipstrafikk fra rommet og en detektor som ser navigasjonsradaren til skip. Grafikk: FFI/TUIAS/SFL/ESA/NASA

NorSat-4 er under planlegging og kommer også til å ha en AIS-mottaker ombord. Den skal dessuten ha et spesialutviklet kamera fra FFI, som kan se fartøy på 30 meter eller større, uansett lys- og værforhold.

En tredje generasjons AIS-mottaker for rommet, med enda bedre ytelse og mindre krav til volum og strøm, er under utvikling. Den skal etter planen fly på en norsk satellitt allerede i 2022. Denne satellitten vil i tillegg ha en andre generasjons VDES-sender og mottaker fra Kongsberg Seatex.

Ledende i verden

Suksessen med de norske AIS-satellittene har vist etater og beslutningstakere at småsatellitter er en nyttig og kostnadseffektiv måte å teste ny teknologi på, som kommer både samfunnet og flere brukergrupper til gode.

Siden utviklingen av de nasjonale småsatellittene og instrumentene til dem skjer i Norge, øker det kunnskapen og erfaringen i norske forskningslaboratorier og industri

Slik ser skipstrafikken sporet av AIS-satellitter ut. Grafikk: FFI

- Da vi utviklet AISSat-1 for 10 år siden så vi at det nye kommersielle rommarkedet for småsatellitter hadde stort potensial og rettet oss mot det, sier Gard Ueland, administrerende direktør for Konsgberg Seatex.

Ifølge ham har det nye kommersielle rommarkedet basert på sterkt krympet teknologi, kjent som NewSpace, gjort det overkommelig for enkeltnasjoner å utvikle egne løsninger for å imøtekomme nasjonale behov.

Norge må satse og utnytte sine fordeler

- I dag leder Norge an når både når det gjelder AIS og VDES, og er det eneste landet som har en VDES-satellitt i rommet, sier Ueland.

Han anser at VDES blir en sentral kommunikasjonsplattform for maritim trafikk i årene som kommer. Derfor har Norge nå en unik mulighet til å etablere en satellittbasert VDES-tjeneste.

NorSat-2 sin VDES-antenne før oppskyting. Foto: UTIAS.

- Her trenger vi et fremtidsrettet strategisk perspektiv, og ikke minst handling fra norske myndigheter, slik at vi kan utnytte potensialet med vår ledende posisjon i dag, og bidra til at vi kan ta nye posisjoner internasjonalt, sier Ueland.

- Det er økonomisk, og ikke minst strategisk, viktig for norske interesser å investere grundig i de store fordelene vi har, som AIS og VDES i rommet, både teknologisk, markedsmessig og sikkerhetsmessig sett, avslutter han.

Kontakt

Gard Ueland – Administrerende direktør – Kongsberg Seatex – gard.ueland@km.kongsberg.com

Jon Harr – Avdelingsdirektør, næringsutvikling og rominfrastruktur –  Norsk Romsenter – 906 41 665