A kém műholdak új generációja
Kína ismét meglepték a világot azzal, hogy november elején két különleges, golyó formájú („bullet-shaped”) kísérleti műholdat állított pályára, amely már pusztán formájával is kilóg a hagyományos műhold tervezési megoldások közül. Ugyanakkor nem Kína az egyetlen amely ilyen, aerodinamikailag optimalizált formákkal kísérletezik. A rendkívül alacsony Föld körüli pályát (VLEO) célzó rendszerek fejlesztésébe több ország és cég is egyre nagyobb potenciált lát, ami nyomán a kém műholdak új generációjának lehetünk tanui
Az alábbiakban éppen ezért, a VLEO - Very Low Earth Orbit koncepció kerül bemutatásra, hogy mi is hívta életre, és milyen technológiai kihívást jelent, illetve mely cégek is vágtak bele ilyen eszközök fejlesztésébe.
Mi is az a VLEO?
A „nagyon alacsony Föld körüli pálya” (VLEO) kifejezés a 150–350 km-es magasságú orbitális tartományt jelöli, vagyis a világűr legalsó, a légkör felső határát éppen csak elhagyó zónát. Ebben a magasságban a légkör még korántsem teljes vákuum. Jellemzően semleges molekulák közül a molekuláris oxigén O₂ és a nitrogén N₂ is jelen van, ami már 'légellenállás' formában érzékelhető hatást fejt ki. Ebben a tartományban éppen ezért a műholdak folyamatosan energiát veszítenek, és akár néhány héten belül eléghetnek, ha nem alkalmaznak aktív pályakorrekciót.
A kérdés tehát: miért érdemes ide lemenni?
A válasz viszonylag egyszerű – a jobb felbontás érdekében. Az optikai felbontás alapvetően három tényezőn múlik:
1. a távcső átmérőjén (optikai apertúra),
2. a detektor, szenzor felbontásán,
3. és a tárgytól való távolságon.
Az első kettő technológiai határokkal bír: a nagyobb tükör súlyos, a méret növekedésével pedig szinte exponenciálisan drágul. Ráadásul a nagyobb tömeg a hordozórakétás indítás költségeket is emeli. A szenzor mérete a gyártás technológia fejlődésével egyre javul ugyan, de itt is egy racionálisan alkalmazható felső határba ütközni.
A távolság viszont szabadon csökkenthető, és ez az, amit a VLEO-műholdak kihasználnak.
Egy átlagos alacsony pályás Föld-megfigyelő műhold úgy 500–700 km magasságban működik. Ebben a magasságban a modern kereskedelmi eszközökkel elérhető a 30 cm-es felbontás, bár ezt már leginkább fejlett algoritmusok alkalmazásával sikerül hozni, a valós natív felbontás úgy 50cm.
Érdemes megjegyezni, hogy az ugyancsak ezen a pálya tartományban dolgozó nagy, milliárd dolláros, úgy kb Hubble osztályú 2.4 méteres tükörrel szerelt műholdak már elérhetik a 10cm felbontást, de ugye ezek rendkívül drága eszközök, több tonnásak így az inditásuk se olcsó, ebből kifolyólag nincs is sok belőlük, egyszerre kb 4 aktív és maximum ha 6 van pályán.
Egy VLEO-platform azonban kb ugyanazzal az optikával amivel egy kis-közepes műhold dolgozik már képes 10cm-es részletességet is hozni gyakorlatilag töredék áron.
Igazából maga a VLEO koncepció sem újkeletű.
A Hidegháború korai évtizedeiben a VLEO volt az optikai felderítés tartomanya. Az amerikai KH–4 Hexagon és KH–9 Keyhole sorozatú műholdak, valamint a szovjet Zenit és Jantar filmes kémműholdak szintén 200–300 km magasságban repültek. Ekkor a műholdak hasznos üzemidejét a hordozott film mennyisége határozta meg, tehát eleve nem volt szempont a hosszú élettartam, ha a film elfogyott.
Ez egy részlet a GAMBIT-1 1965 októberében készült fényképéről, amely a Szovjetunióban található Dolon nagy hatótávolságú bombázóbázisról készült. A fotó nagy felbontása lehetővé tette az elemzők számára nem csak a repülőgépek megszámlálását de azok azonosítását is. A felvétel kb 180km magasságból készült.
Ezek a korai filmes kém műholdak alapból egy fajta aerodinamika kialakítással bírták, méretűk viszont a mostani modern verzióhoz képest hatalmas volt, tömegük ennek megfelelően sokszorosa a mostani modern próbálkozásonak.
Technológiai kihívások a világűr peremén
A VLEO-pálya legnagyobb kihívása tehát a légellenállás. Ebben a magasságban már a ritka atmoszféra is elegendő ahhoz, hogy naponta akár több kilométert is csökkenjen a pálya magasság. A túlélés kulcsa tehát részben az aerodinamikai optimalizálás és az aktív hajtóműves korrekció.
A most indított kínai „bullet-sat” ennek egy korábban nem látott példája. Áramvonalas, lövedékszerű teste csökkenti a frontális felületet, így kevesebb energiát veszít a súrlódás miatt. A konstrukció valószínűleg ion hajtóművel tartja fenn a magasságát, miközben a külső burkolata könnyű kompozit anyagokból készült.
CASIC (China Aerospace Science and Industry Corporation) által függetlenül fejlesztett „Chutian-1"
Ebből indult most 2 újabb technológia demonstrátor, amit a tervek szerint egy kilenc műholdból álló klaszter követi majd a valós idejű Föld-megfigyelési képességek bemutatására. A második fázisban 2026 és 2030 között, pedig megkezdődhet a nagyszabású telepítés, aminek célja egy 300 műholdból álló hálózat létrehozása, amely folyamatos globális lefedettséget kínál különféle képalkotási típusokkal, látható fény, szintetikus apertúrájú radar, hiperspektrális és infravörös tartományban és akár 15 perces válaszidővel.
További VLEO-ra tervezett műholdas programok
Az Egyesült Államokban a kereskedelmi Albido Space már aktívan kísérletezik az első VLEO-technológiai Clarity-1 szatellittel.
Very soon, Clarity-1 will launch as the first commercial satellite to operate in Very Low Earth Orbit.
— Albedo (@Albedo) February 25, 2025
Beginning with 10 cm resolution imagery — previously only possible with aircraft or billion-dollar government satellites — Albedo is redefining what’s possible from space.… pic.twitter.com/FCiDnTNWS5
A 2024 végén indított 530 kilogrammos elektro-optikai földmegfigyelő műhold 270 km körüli pályán kering, ahol a közelségből fakadó előnyöket kihasználva képes a 10 centiméteres pankromatikus (fekete-fehér) és 2 méteres termikus infravörös felbontás elérésére.
Itt is megfigyelhető az általános kialakítású műholdaktól való eltérés. Nincsenek kinyitható napelemek, a panelek eszköz majdnem teljes burkolatát lefedik. A hátoldalon látható két látható műszer közül a nagyobb a csillag figyelő pozíció meghatározó eszköz, a két kisebb pedig az ion hajtómű.
Actual mission data powering this visual. Precision hardware and pointing algorithms are a GO ✅🎯
— Albedo (@Albedo) March 18, 2025
Team is absolutely ripping. Stay tuned for more updates. pic.twitter.com/1ACJnWlIei
Vizuálisan megjelenítve a műhold képalkotáshoz való pozíciónálása. Amig a kínai műhold kialakításából kifolyólag a hossz tengelye mentén tud elfordulni, oldalra ki tekinteni, addig a Clarity a pályája során előre és hátra is tud nézni.
A demó misszió jól sikerülhetett, mert idén augusztusban már arról számoltak be, hogy a National Reconnaissance Office, NRO szerződött a céggel.
Talán meglepő, de a spanyol Kreios Space az európai VLEO-kutatás egyik legdinamikusabban fejlődő szereplője. A Vigo-ban működő startup a „lélegző elektromos hajtómű” (Air-Breathing Electric Propulsion, ABEP) koncepcióval kívánja meghosszabbítani a nagyon alacsony pályán keringő műholdak élettartamát, vagyis megoldani azt a problémát, amit eddig mindenki a VLEO-rendszerek legnagyobb korlátjának tartott: a folyamatos légköri fékeződést.
A Kreios mérnökei olyan plazmahajtóművet fejlesztenek, amely a ritka felsőlégkörből gyűjti be a szükséges „üzemanyagot”, majd elektromos úton gyorsítva és kilövellve kompenzálja a pályavesztést. Ez a megoldás elvben lehetővé teszi, hogy a műholdak hosszú ideig stabilan működjenek 150–250 kilométeres magasságban.
A startup 2025-ben 8 millió eurós befektetési kört zárt a NATO Innovation Fund és a berlini JOIN Capital vezetésével, kifejezetten az ABEP-rendszer űrbeli demonstrációjára és az első kísérleti műholdak előkészítésére. A Kreios együttműködik az Elecnor Deimos céggel is, amely saját VLEO-platformját tervezi integrálni a spanyol fejlesztésű hajtóművel. Az első orbitális tesztekre várhatóan a következő években kerülhet sor.
RedWire - SaberSat
A területen talán a legjelentősebb amerikai szereplő a Redwire is jelentős erőforrásokat mozgósít a nagyon alacsony Föld körüli pályán (VLEO) működő műholdak fejlesztésére. 2024 júniusában Redwire elnyerte a Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) „Otter” programjának fővállalkozói szerepét, amelynek keretében a Redwire saját VLEO platformját, a SabreSat-al végeznek majd demonstrációs küldetést.
A SabreSat konstrukció többek között olyan új generációs elektromos hajtómű-technológiákat kíván alkalmazni, amelyek akár az atmoszféra maradék részecskéit felhasználva is tudják kompenzálni a légellenállás okozta pálya-veszteséget. Emellett Redwire 2025-ben bejelntette, a DeepSat nevű amerikai földmegfigyelő startup kezdeményezét. Vagyis a Redwire nem csak demonstrációs műholdakban gondolkozik, hanem már konstellációs architektúrákban is.
RedWire - DeepSat
Európában pedig a a Belgiumban működő telephelyén fejleszti a Phantom nevű európai VLEO koncepciót. A Phantom tömege kevesebb mint 300 kg, tervezett pálya magassága 300 km alatt, míg üzemideje akár öt év is lehet, ami a VLEO-rendszereknél igen hosszúnak számít.
RedWire - Phantom
Ezzel párhuzamosan a European Space Agency (ESA) Skimsat programjában is Redwire Belgium lesz a fővállalkozó, együttműködve a Thales Alenia Space-szel, hogy bemutassák a VLEO-technológia működőképességét európai földmegfigyelési, hírszerzési és kommunikációs feladatokban.
Skimsat
Oroszország ugyancsak aktívan kísérletezik a technológiával.
2025. június 29-én személyesen Vlagyimir Putyin az ultraalacsony, mintegy 200 kilométeres pályán működő műholdak fejlesztését ígéretes iránynak nevezte;
„Ez egy nagyon érdekes és ígéretes terület. Teljesen igazuk van, amikor azt mondják, hogy ez a piaci rés még nincs betöltve, és aktívan kell dolgoznunk, amíg ez így van. Mindenképp beszélek erről Jurij Ivanoviccsal [Boriszovval].”
A megnyilvánulása a Stratégiai Kezdeményezések Ügynökségének „Erős ötletek az új időkhöz” című fórumán hangzott el, aminek célja olyan műholdak létrehozása, amelyek az eddigi, 500 km feletti magasság helyett jóval alacsonyabban működnének. A fejlesztők szerint orosz mérnökök már kifejlesztettek egy olyan hajtóművet, amely lehetővé teszi, hogy a műholdak kompenzálják a légkör maradék fékező hatását ezen a magasságon.
Legutóbb, 2025. Augusztus 21-én Angara1.2 rakétával állított pályára ilyen típusú műholdakat. Az alkalmazott pálya alapján a rakomány minden jel szerint megegyezik a tavaly szeptemberben hasonló paraméterekkel indított Angara 1.2-vel vagyis újabb 4db nagyon alacsony pályás VLEO optikai műhold OO MKA lehet.
Az NK fórumon iró bennfentes szerint, a műholdak OO MKA jelzésűek EO MKA helyett. Ezek a rövidítések az „opytnyy obrazets malogo kosmicheskogo apparata” (опытный образец малого космического аппарата) és az „eksperimentalnyy obrazets malenkogo kosmicheskogo apparata” (экспериментальный образец малого космического аппарата) kifejezésekből származnak. Mindkettő fordítása lényegében ugyanaz: „kis műhold kísérleti modellje”.
Azonban az EO és az OO a orosz gyártásban bevett terminusok, amelyek a fejlesztési folyamat különböző szakaszaiban készülő termékeket jelölik. Lényegében egy EO a kutatási (NIR) fázisban készül, és a végső terv pontosítására szolgál (nagyjából a prototípusnak felel meg), míg egy OO a fejlesztési (OKR) fázisban készül, annak megállapítására, hogy a termék sorozatgyártásba kerülhet-e.
A széria első három EO MKA műholdja még néhány héten belül elégett a légkörbe, anélkül hogy bármiféle pálya módosítást végrehajtott volna. Ezzel szemben a Kosmos–2568 már 300km alatt vagy fél évig pályakorrekciókat végzett, amivel majd egy évig aktív tudott maradni, még a naptevékenység okozta légsűrűség-változások mellett is.
A 2024 augusztus 17-én inditott Kosmos-2577 és 2578 a kosmos-2551, 2555, 2560 és 2568 sorozatú, eo mka néven azonosított, alacsonyan keringő kísérleti műholdak közé tartozik ezek közül az elsőt és az utolsót a szojuz-2.1v, a másodikat és a harmadikat pedig az angara-1.2 indította útjára. Így néz ki a kezdeti pálya paramétereik összehasonlítása:
Kozmosz-2551: 295x307 km, 96,34°
Kozmosz-2555: 278x293 km, 96,45°
Kozmosz-2560: 329x344 km, 96,35°
Kozmosz-2568: 329x345 km, 96,46°
Kosmos-2577/2578: 328x343, 96,77°
A műholdak részletei nem nyilvánosak, de a viselkedésük és a pályájuk alapján elektro-optikai felderítő platformok lehetnek, amelyek a Razbeg (VNIIEM) vagy Razdan (RKTs Progress) típusok továbbfejlesztett változatai. Ezek a kísérletek azt jelzik, hogy Moszkva a szankciók ellenére ha lassan is, de hasonlóan a taktikai megfigyelés kis műholdas modellje felé mozdul.
A VLEO-koncepció a hírszerzés egyik legígéretesebb iránya. Kis méretű, viszonylag olcsó műholdakkal képes olyan felbontásra, amit korábban csak nagyméretű, több tonnás platformok értek el. Az élettartamuk ugyan jelenleg még korlátozott, néhány hónap, legfeljebb egy-két év, ezért egy ilyen hálózat folyamatos újra indítási ciklust igényel. Cserébe a rendszerek gyorsan megújíthatók, és sűrű hálózatba szervezve valós idejű, nagy felbontású globális megfigyelést biztosíthatnak. Katonai értelemben a VLEO a „taktikai űrmegfigyelés” új dimenzióját nyitja meg.
Források;
https://airandspace.si.edu/stories/editorial/60th-anniversary-first-gambit-1
https://thedefensepost.com/2025/09/23/spanish-startup-low-earth-orbit/amp/
