FFI – Forsvarets forskningsinstitutt: Norges første satellitt feirer 10 år i bane

AISSat-1 er navnet på den første norske mikrosatellitten. Den har nå overvåket skipstrafikk et helt tiår.

Illustrasjonsvideo: AISSat-1 går i bane rundt Jorden og overvåker skipstrafikk.

12. juli i 2010 fikk Norge sin første nasjonale satellitt. At den fortsatt patruljerer verdenshavene fra over 600 kilometers høyde, hele 10 år senere, var det få som trodde var mulig.

– Det var som å skru på lyset!

Slik var den umiddelbare reaksjonen da Forsvaret og Kystverket fikk de første dataene fra AISSat-1. Nå kunne de se posisjoner, navn og kallesignal fra AIS-meldinger til mange hundre fartøy.

FFI-forskere så muligheter

Tidlig på 2000-tallet etablerte FN-organet International Maritime Organization (IMO) det såkalte Automatic Identification System (AIS). Målsettingen var å øke sikkerheten i global skipstrafikk.

Alle skip over 300 tonn ble pålagt å ha AIS, en radiosender og mottaker som utveksler data om fartøysposisjon, kurs og hastighet. AIS-meldingene gir et overblikk over skipstrafikken rundt hvert skip som et supplement til radar.

Illustrasjon av AISSat-1 i bane

AISSat-1 går fortsatt i bane rundt Jorden og overvåker skipstrafikk.

Det tok ikke lang tid før forskere på FFI unnfanget idéen om å fange opp AIS-meldingene på satellitt.  En satellitt med AIS-mottaker burde kunne holde god situasjonsoversikt over skipstrafikken i store områder. Og det ville være en kosteffektiv måte å støtte myndigheter med fiskerioppsyn og søk- og redningsaksjoner.

En satellitt i polar bane ville passere nordområdene 15 ganger i døgnet og gi hyppig oppdatering fra hele Arktis.

Vi tente raskt på ideen fordi den gir store gevinster i overvåking av havområdene.

FFI hadde fulgt utviklingen innen miniatyrisering av satellitter, og mente at en AIS-mottaker måtte egne seg ypperlig for oppskyting på en mikrosatellitt. Men det var ikke opplagt at det ville virke. Mottakeren måtte være svært følsom for å fange opp signaler fra rommet, og det ville være en utfordring å håndtere meldinger fra flere tusen skip samtidig.

– Vi satte i gang med beregninger og modeller. Resultatene viste at en AIS-satellitt ville levere godt fra nordområdene, men dårligere i Nordsjøen på grunn av høy trafikk, sier Torkild Eriksen, forsker ved FFI.

Det samme gjaldt andre tett trafikkerte områder i verden som Middelhavet og Sørøst-Asia.

Kystdirektøren tente på ideen

I 2004 inviterte Norsk Romsenter til idédugnad for å løfte norsk romvirksomhet.

– Det så vi som en gylden mulighet. Vi fremmet dermed et forslag om å utvikle AISSat-1 for maritim overvåking i nordområdene, forteller Eriksen.

I styret for romsenteret satt blant andre direktøren i Kystverket.

– Vi tente raskt på ideen fordi den gir store gevinster i overvåking av havområdene, sa daværende kystdirektør Kristi Slotsvik.

I april 2005 ble det gitt grønt lys for utviklingsprosjekt. Flere undersøkelser, designarbeid og prototyping måtte til for overbevise om at idéen var «liv laga» og at risikoen ikke var for stor.

FFI fikk ansvar for hele satellittsystemet, mens Kongsberg Seatex AS fikk støtte til utvikling av selve AIS-mottakeren.

satellitt under bygging

AISSat-1 under bygging.

Kostnadene måtte holdes nede, blant annet gjennom bruk av industriell elektronikk, et lite utviklingsteam og bruk av en rimelig satellittplattform.  Et nøkkelspørsmål ble om dette ville overleve i verdensrommet, og hvor lenge? Det måtte holde i minst ett år, helst tre år.

I 2008 kom den første øremerkede bevilgningen, med målsetting om oppskyting i 2009. Dermed kom prosjektet i gang for alvor.

Space Flight Laboratory i Toronto fikk oppdraget for å bygge satellitten, Kongsberg Seatex (KSX) bygget AIS-mottakeren, mens Kongsberg Satellite Services (KSAT) tok ansvar for antenner på Svalbard for både satellittkontroll og datanedlasting.

aiket med en værsatellitt

Den billigste oppskytingsmuligheten var fra India, der satellitten skulle få sitte på med en større værsatellitt til polar bane. FFI var ansvarlig for totalprosjektet og for utviklingen av kontrollsenter og datasystemene for mottak av satellittdataene.

Klar for oppskyting
AISSat-1 i 2010 – ferdig og klar til oppskyting.

AISSat-1 sto klar i 2009. Problemet var bare at den store værsatellitten ikke ble klar. Flere utsettelser fulgte, men i juli 2010 var alt endelig klart.

12. juli var spenningen stor, både i Chennai i India, der raketten ble skutt opp, på Kjeller, der FFI hadde kontrollsenteret «Mini-Houston», og i Tromsø, der KSAT skulle etablere den første kontakten med satellitten.

– Selve oppskytingen gikk bra, men på første passering i nord var det foruroligende stille. Da var vi nokså betenkte, sier Øystein Helleren, daværende FFI-forsker som arbeidet i kontrollsenteret.

– Men om lag 100 minutter seinere var baneinformasjonen bedre og det ble suksess! Allerede på tredje passering fikk vi ned de første dataene. Da skjønte vi at dette kom til å fungere, forteller Helleren.

Norske mikrosatellitter

  • AISSat-1, Norges første nasjonale mikrosatellitt, ble skutt opp 12. juli 2010 fra India. Den er seks kilo tung og måler 20x20x20 cm.
  • AISSat-1 skulle demonstrere at det er mulig å motta AIS fra rommet, og gi norske brukere en helt ny og bedre oversikt over skipstrafikken. Den er fortsatt operativ.
  • Tvillingsatellitten AISSat-2 ble skutt opp 8. juli 2014, og bidro til enda hyppigere oppdateringer fra de norske havområdene. AISSat-3 gikk dessverre tapt i en oppskyting fra Russland i november 2017.
  • NorSat-1 og -2 ble skutt opp sommeren 2017. I tillegg til mer avanserte AIS-mottakere, har de med seg andre nyttelaster. NorSat-1 har sensorer for måling av solstråling og elektrisk ladde partikler. NorSat-2 tester ut VDES – en ny internasjonal standard for toveis kommunikasjon til havs.
  • NorSat-3 skal etter planen skytes opp innen utgangen av 2020, og utstyres med AIS-mottaker og navigasjonsradardetektor.
  • I 2021 står NorSat-4 for tur. Denne vil utstyres med både AIS-mottaker og elektrooptisk kamera, noe som ytterligere vil forsterke oversikten over det maritime trafikkbildet. Satellitten er ennå ikke finansiert.

Satellitten som går og går

10 år (og 2,4 milliarder kilometer) senere er AISSat-1 fortsatt i tilnærmet full drift og samler inn mer enn 500 000 AIS-meldinger fra mer enn 30 000 fartøy per dag i vår- og sommermånedene.

aissat1 kake
10-årsjubileet ble feiret med kake på FFI!

Bare om vinteren, når satellitten operer i jordskyggen over nordområdene, blir den spart litt på grunn av redusert ytelse på solpanel og batterier etter 10 år i tjeneste. Operasjonen reduseres på den sydlige halvkule for å kunne gi full ytelse i nordområdene.

AISSat-1 fikk følge av AISSat-2, 8. juli 2014, og NorSat-1 og NorSat-2 14. juli 2017. Med det var norsk satellittvirksomhet på vei til å bli et mikrosatellittprogram der NRS, Kystverket og Forsvaret har bidratt på myndighetssiden.

FFI og Kongsberg Seatex AS har videreutviklet AIS-mottakerne, som nå setter standarden internasjonalt for satellittbasert AIS. Dette skyldes blant annet NORAIS-prosjektet som brukte den internasjonale romstasjonen til eksperimentering og forbedring.

NORAIS kom i gang med datainnsamling 1. juni 2010 og fikk holde på til 25. oktober 2019. Det gav nær ti år med eksperimentering og videreutvikling som har vært uvurderlig for både teknologi og anvendelser. Med dette er NORAIS det lengst varende eksperimentet på romstasjonen. Arbeidet har også bidratt til allokering av to dedikerte kanaler for satellitt-AIS, godkjent av IMO for AIS versjon 4.

NorSat-1 og NorSat-2 har en helt ny generasjon AIS-mottaker fra KSX. De har flere parallelle kanaler og to antenner for å fange opp meldinger på alle AIS-kanaler og fra alle retninger samtidig. De fire satellittene samler inn 4 millioner AIS-meldinger globalt fra 70 000 fartøy per dag.

Informasjon dette bidrar med benyttes til blant annet redningsaksjoner, sjøsikkerhet, nasjonal suverenitet og i kampen mot miljøkriminalitet. En rekke etater har tilgang til tjenester gjennom Kystverkets portal Barents Watch og egne tjenester der AIS-dataene brukes sammen med andre maritime data.

Neste generasjon er snart klar

Den neste satellitten i mikrosatellittprogrammet er NorSat-3, med planlagt oppskytning inne utgangen av 2020. NorSat-3 har en navigasjonsradar-detektor (NRD) i tillegg til AIS.

For FFIs sjefsforsker Torkild Eriksen blir dette en ekstra stor begivenhet.

– Da kan vi tenke tilbake på at AISSat-1 kom som en spin-off av NSAT-1, en maritim overvåkingssatellitt FFI jobbet med rett etter millenniumskiftet. NSAT-1 skulle ha en NRD som hovedsensor. NSAT-1 ble lagt på is etter at Forsvaret og regjeringen i 2004 besluttet at Norge ikke skulle ha noen militær satellittutvikling. Men ideen levde videre og med NorSat-3 vil norske myndigheter få en ny måte å overvåke skipstrafikk og kontrollere om fartøy rapporterer slik de skal, sier Eriksen.