هذه المقالة من سلسلة في .
- خطة SpaceX لتوزيع الإنترنت عبر عشرات الآلاف من الأقمار الصناعية هي الموضوع الرئيسي في الصحافة الفضائية. يتم نشر مقالات حول أحدث الإنجازات أسبوعياً. إذا ، بشكل عام ، المخطط واضح ، ولكن بعد القراءة ، يمكن لأي شخص لديه دوافع جيدة (على سبيل المثال ، شخصيتك حقًا) أن يبحث عن الكثير من التفاصيل. ومع ذلك ، لا يزال هناك العديد من المفاهيم الخاطئة المرتبطة بهذه التكنولوجيا الجديدة ، حتى بين المراقبين المستنيرين. ليس من غير المألوف رؤية مقالات تقارن Starlink بـ OneWeb و Kuiper (من بين آخرين) كما لو كانوا يتنافسون على قدم المساواة. مؤلفون آخرون ، قلقون بوضوح بشأن خير الكوكب ، يصرخون بشأن الحطام الفضائي وقانون الفضاء ومعايير علم الفلك وسلامته. آمل أنه بعد قراءة هذا المقال - الطويل نوعًا ما - أن يفهم القارئ فكرة Starlink ويشعر بها بشكل أفضل.
لمست بشكل غير متوقع وتر حساسًا في أرواح قرائي القلائل. في ذلك ، أوضحت كيف ستضع Starship SpaceX في المقدمة لفترة طويلة وفي نفس الوقت توفر آلية لاستكشاف الفضاء الجديد. المعنى الضمني هو أن صناعة الأقمار الصناعية التقليدية لا يمكنها مواكبة SpaceX ، التي تعمل على زيادة السعة بشكل مطرد وخفض التكاليف على عائلة الصواريخ Falcon ، مما يضع SpaceX في موقف صعب. من ناحية ، شكلت قيمة سوقية ، في أحسن الأحوال ، عدة مليارات في السنة. من ناحية أخرى ، فقد أشعلت في حد ذاتها شهية لا يمكن كبتها للمال - لبناء صاروخ ضخم ، ومع ذلك ، لا يوجد أحد تقريبًا لإرساله إلى المريخ ، ولا يمكن توقع ربح فوري.
الحل لهذه المشكلة المزدوجة هو Starlink. من خلال تجميع وإطلاق الأقمار الصناعية الخاصة بها ، يمكن لـ SpaceX إنشاء وتحديد سوق جديد للوصول الفعال والديمقراطي إلى الاتصالات الفضائية ، وتأمين التمويل لبناء صاروخ قبل أن يغرق الشركة ، ورفع قيمته الاقتصادية إلى تريليونات. لا تقلل من شأن حجم طموحات إيلون. في المجموع ، لا يوجد الكثير من الصناعات التي تدور فيها تريليونات الدولارات: الطاقة ، والنقل عالي السرعة ، والاتصالات ، وتكنولوجيا المعلومات ، والرعاية الصحية ، والزراعة ، والحكومة ، والدفاع. على الرغم من المفاهيم الخاطئة الشائعة ، , и العمل غير قابل للاستمرار. غزا Elon صناعة الطاقة بسيارته Tesla ، لكن الاتصالات السلكية واللاسلكية هي الوحيدة التي ستوفر سوقًا موثوقًا ورحيبًا للأقمار الصناعية وإطلاق الصواريخ.
لأول مرة ، وجه إيلون ماسك عينيه نحو الفضاء عندما أراد التبرع بمبلغ 80 مليون دولار لمهمة لزراعة النباتات على مسبار المريخ. من المحتمل أن يكلف بناء مدينة على سطح المريخ 100 مرة ، لذا فإن Starlink هو رهان ماسك الرئيسي لتأمين بحر من أموال الرعاية التي تشتد الحاجة إليها. .
لماذا؟
لقد كنت أخطط لهذه المقالة لفترة طويلة ، لكن في الأسبوع الماضي فقط كانت لدي صورة كاملة. ثم أجرى رئيس SpaceX ، جوين شوتويل ، مقابلة رائعة مع روب بارون ، والتي غطاها لاحقًا لقناة CNBC في مقابلة رائعة. مايكل شيتز ، ولمن كرسوا . أظهرت هذه المقابلة اختلافًا كبيرًا في أساليب الاتصالات عبر الأقمار الصناعية بين سبيس إكس وأي شخص آخر.
مفهوم وُلدت في عام 2012 ، عندما أدركت سبيس إكس أن عملائها - معظمهم من مزودي خدمة الأقمار الصناعية - لديهم احتياطيات ضخمة من المال. تعمل منصات الإطلاق على رفع أسعار نشر الأقمار الصناعية وفي القيام بذلك ، بطريقة ما ، تفقد خطوة واحدة من العمل - كيف يحدث ذلك؟ كان إيلون يحلم بإنشاء كوكبة من الأقمار الصناعية للإنترنت ، ولم يكن قادرًا على مقاومة مهمة شبه مستحيلة ، قام بتدوير العملية. تطوير Starlink ، ولكن في نهاية هذا المقال ، ربما ستفاجأ أنت ، أيها القارئ ، بمدى صغر هذه الصعوبات ، بالنظر إلى نطاق الفكرة.
هل هذا التجمع الضخم ضروري حقًا للإنترنت؟ ولماذا الآن؟
فقط في ذاكرتي تطور الإنترنت من التدليل الأكاديمي البحت إلى البنية التحتية الثورية الأولى والوحيدة. هذا ليس موضوعًا يستحق أن نخصصه في مقال طويل ، لكنني سأفترض أنه عالميًا ، ستستمر الحاجة إلى الإنترنت والدخل الذي تولده في النمو بنحو 25٪ سنويًا.
اليوم ، نحصل جميعًا تقريبًا على الإنترنت من عدد صغير من الاحتكارات المعزولة جغرافيًا. في الولايات المتحدة ، قسمت AT&T و Time Warner و Comcast وحفنة من اللاعبين الصغار المنطقة لتجنب المنافسة ومحاربة ثلاثة أشكال من أجل الخدمات والاستحمام في أشعة الكراهية العالمية تقريبًا.
لدى مزودي خدمة الإنترنت سبب وجيه للسلوك غير التنافسي ، إلى جانب الجشع الشامل. بناء البنية التحتية للإنترنت - أبراج الميكروويف الخلوية والألياف الضوئية - مكلف للغاية. من السهل نسيان الطبيعة الرائعة للإنترنت. ذهبت جدتي أولاً للعمل في الحرب العالمية الثانية كإشارة إشارة ، ثم تنافس التلغراف على الدور الاستراتيجي الرائد مع الحمام الزاجل! بالنسبة لمعظمنا ، فإن طريق المعلومات السريع هو شيء سريع الزوال وغير ملموس ، لكن البتات تنتقل عبر العالم المادي الذي له حدود وأنهار وجبال ومحيطات وعواصف وكوارث طبيعية وعقبات أخرى. في عام 1996 ، عندما تم وضع أول خط ألياف بصرية في قاع المحيط ، . بأسلوبه الحاد المميز ، يصف بوضوح التكلفة العارية وتعقيد وضع هذه الخطوط ، والتي لا يزال يرتديها "kotegas" اللعين على أي حال. بالنسبة لمعظم العقد الأول من القرن الحادي والعشرين ، تم سحب الكابل كثيرًا لدرجة أن تكلفة النشر كانت مذهلة.
في إحدى المرات عملت في مختبر بصري و (إذا كانت الذاكرة تعمل) حطمنا الرقم القياسي في ذلك الوقت من خلال إصدار معدل إرسال متعدد يبلغ 500 جيجابت / ثانية. سمحت القيود الإلكترونية بتحميل كل ليف بنسبة 0,1 ٪ من النطاق الترددي النظري. بعد خمسة عشر عامًا ، نحن مستعدون لتجاوز العتبة: إذا تجاوز نقل البيانات ذلك ، فسوف تذوب الألياف ، ونحن بالفعل قريبون جدًا من ذلك.
لكن من الضروري رفع تدفق البيانات فوق الأرض الخاطئة - إلى الفضاء ، حيث يطير القمر الصناعي حول "الكرة" 30 مرة في غضون خمس سنوات. يبدو أنه حل واضح - فلماذا لم يأخذه أحد من قبل؟
أصبحت كوكبة إيريديوم من الأقمار الصناعية ، التي طورتها شركة Motorola ونشرتها في أوائل التسعينيات (ما زلت تتذكرها؟) ، أول شبكة اتصالات عالمية ذات مدار منخفض (كما هو موصوف بإغراء في ). بحلول الوقت الذي تم نشره فيه ، كانت القدرة المتخصصة على توجيه حزم البيانات الصغيرة من أدوات تعقب الأصول هي الاستخدام الوحيد لها: كانت الهواتف المحمولة رخيصة جدًا لدرجة أن الهواتف المحمولة عبر الأقمار الصناعية لم تدخل أبدًا. كان لدى إيريديوم 66 قمراً صناعياً (بالإضافة إلى عدد قليل من قطع الغيار الأخرى) في 6 مدارات - وهو الحد الأدنى المحدد لتغطية الكوكب بأكمله.
إذا كان 66 قمراً صناعياً كافياً للإيريديوم ، فلماذا احتاج سبيس إكس إلى عشرات الآلاف؟ لماذا هي مختلفة جدا؟
دخلت SpaceX هذا النشاط التجاري من الطرف الآخر - بدأت بالإطلاقات. أصبحت رائدة في مجال الحفاظ على مركبات الإطلاق وبالتالي استولت على السوق لمنصات الإطلاق الرخيصة. محاولة المزايدة عليها بسعر أقل لن تجني الكثير من المال ، لذا فإن الطريقة الوحيدة للربح من طاقتها الزائدة هي أن تصبح عميلاً. إنفاق سبيس إكس لإطلاق أقمارها الصناعية - (لكل 1 كجم) إيريديوم ، وبالتالي فهي قادرة على دخول سوق أوسع بكثير.
ستوفر لك تغطية Starlink العالمية إمكانية الوصول إلى الإنترنت عالي الجودة في أي مكان في العالم. لأول مرة ، لن يعتمد توفر الإنترنت على قرب بلد أو مدينة من خط الألياف الضوئية ، ولكن على نقاء السماء في الأعلى. سيتمكن المستخدمون في جميع أنحاء العالم من الوصول إلى إنترنت عالمي خالٍ من القيود ، بغض النظر عن درجاتهم المتفاوتة من الاحتكارات الحكومية السيئة و / أو غير النزيهة. إن قدرة Starlink على كسر هذه الاحتكارات تحفز التغيير الإيجابي الهائل الذي سيوحد أخيرًا مليارات الأشخاص في مجتمع الإنترنت العالمي في المستقبل.
استطراد غنائي صغير: ماذا يعني هذا؟
بالنسبة للأشخاص الذين نشأوا اليوم في عصر الاتصال في كل مكان ، فإن الإنترنت يشبه الهواء الذي نتنفسه. هو فقط. لكن هذا - إذا نسيت قدرته الهائلة على إحداث تغييرات إيجابية - ونحن بالفعل في مركزهم. بمساعدة الإنترنت ، يمكن للناس استدعاء قادتهم للمساءلة ، والتواصل مع أشخاص آخرين على الجانب الآخر من العالم ، ومشاركة الأفكار ، وابتكار شيء جديد. الإنترنت يوحد البشرية. تاريخ الترقيات هو تاريخ تطور قدرات مشاركة البيانات. أولاً ، من خلال الخطب والشعر الملحمي. ثم - على رسالة تعطي صوتًا للموتى ، ويلجأون إلى الأحياء ؛ تسمح الكتابة بتخزين البيانات وتجعل الاتصال غير المتزامن ممكنًا. بدأت المطبعة بإنتاج الأخبار. الاتصالات الإلكترونية - تسريع نقل البيانات حول العالم. أصبحت أجهزة تدوين الملاحظات الشخصية أكثر تعقيدًا بشكل تدريجي ، حيث تطورت من أجهزة الكمبيوتر المحمولة إلى الهواتف المحمولة ، كل منها عبارة عن جهاز كمبيوتر متصل بالإنترنت ، ومليء بأجهزة الاستشعار وكل يوم يتحسن في التنبؤ باحتياجاتنا.
يتمتع الشخص الذي يستخدم الكتابة والكمبيوتر في عملية الإدراك بفرصة أفضل للتغلب على قيود عقل متطور بشكل غير كامل. والأكثر تشجيعًا هو أن الهواتف المحمولة هي أجهزة تخزين قوية وآلية لتبادل الأفكار. إذا كان الأشخاص السابقون ، الذين يشاركون الأفكار ، يعتمدون على الخطاب الذي رسموه في دفاتر الملاحظات ، فمن المعتاد اليوم أن تشارك أجهزة الكمبيوتر الدفترية نفسها الأفكار التي ولدها الناس. لقد خضع المخطط التقليدي لانقلاب. الاستمرارية المنطقية للعملية هي شكل من أشكال ما وراء المعرفة الجماعية ، من خلال الأجهزة الشخصية ، والمتعلقة ببعضها البعض. وبينما قد لا نزال نشعر بالحنين إلى ارتباطنا المفقود بالطبيعة والعزلة ، فمن المهم أن نتذكر أن التكنولوجيا والتكنولوجيا وحدها هي المسؤولة عن نصيب الأسد من تحررنا من الدورات "الطبيعية" للجهل والموت المبكر (الذي يمكن تجنبه) والعنف والجوع وتسوس الأسنان.
كيف؟
دعنا نتحدث عن نموذج الأعمال والهندسة المعمارية لمشروع Starlink.
لكي تصبح Starlink مؤسسة مربحة ، يجب أن يتجاوز تدفق الأموال تكاليف الإنشاء والتشغيل. تقليديا ، ينطوي الاستثمار الرأسمالي على زيادة تكاليف بدء التشغيل ، واستخدام آليات تمويل وتأمين متخصصة متطورة ، وكل شيء لإطلاق قمر صناعي. يمكن أن يتكلف القمر الصناعي للاتصالات الثابت بالنسبة للأرض 500 مليون دولار ويستغرق بناءه وإطلاقه خمس سنوات. لذلك ، تقوم الشركات في هذا المجال في نفس الوقت ببناء السفن النفاثة أو سفن الحاويات. إنفاق ضخم ، وتدفق للأموال لا يكاد يغطي تكاليف التمويل ، وميزانية تشغيل صغيرة نسبيًا. في المقابل ، كان فشل إيريديوم الأصلي هو أن شركة موتورولا أجبرت المشغل على دفع رسوم ترخيص قاتلة ، مما أدى إلى إفلاس الشركة في غضون بضعة أشهر فقط.
لتشغيل مثل هذه الأعمال ، كان على شركات الأقمار الصناعية التقليدية خدمة العملاء من القطاع الخاص وفرض معدلات بيانات عالية. تدفع شركات الطيران والبؤر الاستيطانية البعيدة والسفن ومناطق الحرب ومواقع البنية التحتية الرئيسية حوالي 5 دولارات لكل ميجابايت ، وهو ما يعادل 1 ضعف تكلفة ADSL التقليدية ، على الرغم من زمن انتقال البيانات وعرض النطاق الترددي المنخفض نسبيًا للقمر الصناعي.
تخطط Starlink للتنافس مع مزودي الخدمات الأرضية ، مما يعني أنها ستضطر إلى تقديم بيانات أرخص ، ومن الناحية المثالية ، تتقاضى أقل بكثير من دولار واحد لكل 1 ميجابايت. هل هو ممكن؟ أو ، بما أن هذا ممكن ، يجب على المرء أن يسأل: كيف يكون هذا ممكنًا؟
المكون الأول للطبق الجديد هو إطلاق رخيص. اليوم ، تبيع Falcon إطلاقًا يبلغ 24 طنًا مقابل حوالي 60 مليون دولار ، أي 2500 دولار للكيلوغرام. لكن اتضح أن هناك تكاليف داخلية أكبر بكثير. سيتم إطلاق سواتل Starlink على مركبات إطلاق قابلة لإعادة الاستخدام ، وبالتالي فإن التكلفة الحدية للإطلاق الفردي هي تكلفة المرحلة الثانية الجديدة (في مكان ما حوالي 1 ملايين دولار) ، و fairings (مليون) والدعم الأرضي (~ مليون). المجموع: حوالي 4 ألف دولار للقمر الصناعي أي. أرخص بـ 1 مرة من إطلاق قمر صناعي للاتصالات التقليدية.
ومع ذلك ، سيتم إطلاق معظم أقمار Starlink الصناعية على Starship. في الواقع ، فإن تطور Starlink ، كما تظهر التقارير المحدثة إلى FCC ، يوفر بعضًا العمارة الداخلية للمشروع. نما العدد الإجمالي للأقمار الصناعية في الكوكبة من 1 إلى 584 ، ثم إلى 2 ، وأخيراً إلى 825. إذا كان من الممكن تصديق تكوين رأس المال الإجمالي ، فإن الرقم أعلى من ذلك. الحد الأدنى لعدد الأقمار الصناعية للمرحلة الأولى من تطوير المشروع ليكون قابلاً للتطبيق هو 7 في 518 مدارات (30 في المجموع) ، بينما تتطلب التغطية الكاملة ضمن 000 درجة من خط الاستواء 60 مدارًا من 6 قمراً (360 في المجموع). هذا هو 53 إطلاقًا لـ Falcon مقابل حوالي 24 مليون دولار في الإنفاق الداخلي. من ناحية أخرى ، تم تصميم Starship لإطلاق ما يصل إلى 60 قمر صناعي في وقت واحد وبنفس السعر تقريبًا. يجب استبدال أقمار ستارلينك الصناعية كل 1440 سنوات ، لذلك يتطلب 24 قمر صناعي 150 عملية إطلاق مركبة ستارلينك سنويًا. سيكلف حوالي 400 مليون / سنة ، أو 5 ألف / قمر صناعي. يزن كل قمر صناعي من طراز فالكون 6000 كجم ؛ يمكن أن تزن الأقمار الصناعية التي يتم رفعها على Starship 15 كجم وتحمل أجهزة تابعة لجهات خارجية ، وتكون أكبر إلى حد ما ولا تتجاوز الحمل المسموح به.
ما هي تكلفة الأقمار الصناعية؟ بين الأشقاء ، تعتبر أقمار ستارلينك غير عادية إلى حد ما. يتم تجميعها وتخزينها وإطلاقها بشكل مسطح وبالتالي يسهل إنتاجها بكميات كبيرة. كما تظهر التجربة ، يجب أن تكون تكلفة الإنتاج مساوية تقريبًا لتكلفة المشغل. إذا كان الفرق في السعر كبيرًا ، فهذا يعني أنه لا يتم تخصيص الموارد بشكل صحيح ، لأن التخفيض الشامل في التكاليف الهامشية مع تقليل التكاليف ليس كبيرًا جدًا. هل هو حقا 100 ألف دولار للقمر الصناعي مع الدفعة الأولى من عدة مئات؟ بمعنى آخر ، هل القمر الصناعي Starlink في جهاز ليس أكثر تعقيدًا من الجهاز؟
للإجابة الكاملة على هذا السؤال ، عليك أن تفهم سبب ارتفاع تكلفة قمر صناعي للاتصالات المدارية 1000 مرة ، حتى لو لم تكن أكثر تعقيدًا بألف مرة. بكل بساطة ، لماذا الأجهزة الفضائية باهظة الثمن؟ هناك العديد من الأسباب لذلك ، ولكن الأكثر إلحاحًا في هذه الحالة هو هذا: إذا كان إطلاق قمر صناعي في مدار (قبل Falcon) يكلف أكثر من 1000 مليون ، فيجب ضمان عمله لسنوات عديدة - من أجل جلب بعض على الأقل ربح. لضمان هذه الموثوقية في تشغيل المنتج الأول والوحيد هو عملية مؤلمة ويمكن أن تستمر لسنوات ، وتتطلب جهود مئات الأشخاص. أضف إلى ذلك التكلفة ، ومن السهل تبرير العمليات الإضافية عندما يكون إطلاقها مكلفًا بالفعل.
تكسر Starlink هذا النموذج من خلال بناء مئات الأقمار الصناعية ، وإصلاح عيوب التصميم المبكرة بسرعة ، وجلب تقنيي الإنتاج الضخم لإدارة التكاليف. من السهل بالنسبة لي أن أتخيل شخصيًا خط أنابيب Starlink حيث يدمج الفني شيئًا جديدًا في التصميم ويربط كل شيء بربطة بلاستيكية (مستوى وكالة ناسا بالطبع) في غضون ساعة أو ساعتين ، مع الحفاظ على معدل الاستبدال المطلوب وهو 16 قمرًا صناعيًا في اليوم. يتكون القمر الصناعي Starlink من الكثير من الأجزاء المعقدة ، لكنني لا أرى أي سبب لعدم إمكانية خفض تكلفة ألف وحدة من خط التجميع إلى 20 ألفًا. في الواقع ، في مايو ، كتب إيلون على تويتر أن تكلفة تصنيع قمر صناعي بالفعل أقل من تكلفة الإطلاق.
لنأخذ متوسط الحالة ونحلل وقت الاسترداد من خلال تقريب الأرقام. يعمل قمر صناعي واحد من Starlink ، تكلفته 100،5 لتجميعه وإطلاقه ، لمدة XNUMX سنوات. هل ستدفع عن نفسها ، وإذا كان الأمر كذلك ، فكم قريبًا؟
في غضون 5 سنوات ، سيدور القمر الصناعي Starlink حول الأرض 30 مرة. في كل من هذه المدارات التي تبلغ مدتها ساعة ونصف ، سيقضي معظم الوقت فوق المحيط وربما 000 ثانية فوق مدينة مكتظة بالسكان. في هذه النافذة القصيرة ، يبث البيانات ، في عجلة من أمره لكسب المال. بافتراض أن الهوائي يدعم 100 حزمة ، وأن كل شعاع يرسل 100 ميجابت في الثانية ، باستخدام ترميز حديث مثل ، ثم يولد القمر الصناعي ربحًا قدره 1000 دولار لكل مدار - بسعر اشتراك قدره 1 دولار لكل 1 جيجابايت. وهذا يكفي لسداد تكلفة نشر تبلغ 100 دولار في أسبوع ويبسط هيكل رأس المال كثيرًا. ال 29 دورة المتبقية هي الربح مطروحًا منه التكاليف الثابتة.
يمكن أن تختلف الأرقام المقدرة بشكل كبير ، وفي كلا الاتجاهين. ولكن على أي حال ، إذا كان بإمكانك وضع كوكبة عالية الجودة من الأقمار الصناعية في مدار منخفض مقابل 100 - أو حتى لمليون / وحدة - فهذا تطبيق جاد. حتى مع وجود وقت قصير يبعث على السخرية من الاستخدام ، فإن القمر الصناعي Starlink قادر على توفير 000 Pb من البيانات على مدار حياته - بتكلفة مستهلكة قدرها 1 دولار لكل جيجابايت. في الوقت نفسه ، عند الإرسال عبر مسافات أطول ، لا تزيد التكاليف الهامشية عمليًا.
لفهم أهمية هذا النموذج ، دعنا نقارنه بإيجاز مع نموذجين آخرين لتقديم البيانات للمستهلكين: كابل الألياف البصرية التقليدي ، وكوكبة الأقمار الصناعية التي تقدمها شركة غير متخصصة في إطلاق الأقمار الصناعية.
بدأ الربط بين فرنسا وسنغافورة في عام 2005. عرض النطاق الترددي - 1,28 تيرابايت / ثانية ، تكلفة النشر - 500 مليون دولار. إذا تم تشغيله بسعة 10 ٪ لمدة 100 سنوات ، وكانت التكاليف العامة 100 ٪ من تكاليف رأس المال ، فسيكون سعر التحويل 0,02 دولار لكل 1 جيجابايت. الكابلات عبر المحيط الأطلسي أقصر وأرخص قليلاً ، لكن الكبل البحري هو كيان واحد فقط في سلسلة طويلة من الأشخاص الذين يريدون المال لنقل البيانات. متوسط تقدير Starlink أرخص بـ 8 مرات ، وفي نفس الوقت لديهم "شامل".
كيف يكون هذا ممكنا؟ يشمل القمر الصناعي Starlink جميع عناصر التبديل الإلكترونية المعقدة اللازمة لربط كابلات الألياف الضوئية ، ويستخدم فقط الفراغ بدلاً من الأسلاك الباهظة الثمن والهشة لنقل البيانات. يقلل الإرسال الفضائي من عدد الاحتكارات المريحة والقديمة ، مما يسمح للمستخدمين بالتواصل من خلال أجهزة أقل.
يمكن مقارنته بمطور الأقمار الصناعية المتنافس OneWeb. تخطط OneWeb لإنشاء كوكبة من 600 قمر صناعي ، والتي ستطلقها من خلال البائعين التجاريين بسعر حوالي 20 دولار لكل 000 كجم. يبلغ وزن ساتل واحد 1 كيلوغرام ، أي في سيناريو مثالي ، سيكون إطلاق وحدة واحدة حوالي 150 ملايين. وتقدر تكلفة أجهزة الأقمار الصناعية بمليون لكل قمر صناعي ، أي بحلول عام 3 ، ستكون تكلفة التجميع بالكامل 1 مليار.أظهرت الاختبارات التي أجراها OneWeb إنتاجية تبلغ 2027 ميجا بايت / ثانية. في الذروة ، بشكل مثالي ، لكل من العوارض الستة عشر. باتباع نفس المخطط الذي حسبنا تكلفة Starlink ، نحصل على: كل قمر صناعي OneWeb يولد 2,6 دولارًا لكل مدار ، وفي 50 سنوات فقط سيحقق 16 مليون دولار - بالكاد يغطي تكاليف الإطلاق ، إذا عدنا أيضًا نقل البيانات إلى بعيد المناطق. في المجموع ، نحصل على 80 دولارًا مقابل 5 غيغابايت.
نُقل مؤخرًا عن جوين شوتويل قول ذلك ، مما يعني سعرًا تنافسيًا قدره 0,10 دولارًا أمريكيًا لكل جيجابايت. وهذا مع تكوين Starlink الأصلي: مع إنتاج أقل تحسينًا ، يتم التشغيل على Falcon وقيود نقل البيانات - وفقط مع تغطية شمال الولايات المتحدة. اتضح أن SpaceX لديها ميزة لا يمكن إنكارها: اليوم يمكنهم إطلاق قمر صناعي أكثر ملاءمة بسعر (لكل وحدة) أقل 1 مرة من المنافسين. ستعمل Starship على زيادة التقدم بمقدار 15 ، إن لم يكن أكثر ، لذلك ليس من الصعب تخيل إطلاق SpaceX 100 قمر صناعي بحلول عام 2027 بأقل من 30 مليار دولار ، والتي سيوفر معظمها من محفظتها الخاصة.
أنا متأكد من وجود تحليلات أكثر تفاؤلاً فيما يتعلق بـ OneWeb ومطوّري الكوكبات الناشئين الآخرين ، لكنني لا أعرف كيف يعملون بعد.
مؤخرا مورغان ستانلي أن أقمار ستارلينك الصناعية ستكلف مليونًا للتجميع و 1 ألفًا للإطلاق. . من الغريب أن الأرقام مماثلة لحساباتنا الخاصة بإنفاق OneWeb ، وهي أعلى بحوالي 10 مرات من تقدير Starlink الأصلي. يمكن أن يؤدي استخدام Starship وتصنيع الأقمار الصناعية التجارية إلى تقليل تكلفة نشر الأقمار الصناعية إلى حوالي 35 / وحدة. وهذا رقم منخفض بشكل مذهل.
تبقى النقطة الأخيرة - لمقارنة الربح لكل 1 وات من الطاقة الشمسية المولدة لشركة Starlink. وفقًا للصور الموجودة على موقع الويب الخاص بهم ، تبلغ مساحة المصفوفة الشمسية لكل قمر صناعي حوالي 60 مترًا مربعًا. في المتوسط يولد ما يقرب من 3 كيلو واط أو 4,5 كيلو واط ساعة لكل دور. وتشير التقديرات إلى أن كل مدار سيولد 1000 دولار وأن كل قمر صناعي سيولد ما يقرب من 220 دولارًا لكل كيلوواط ساعة. هذا يزيد 10 مرة عن تكلفة الطاقة الشمسية بالجملة ، مما يؤكد مرة أخرى: . ويعد تعديل الموجات الدقيقة لنقل البيانات تكلفة إضافية باهظة.
هندسة معمارية
في القسم السابق ، قدمت تقريبًا جزءًا مهمًا غير تافه من بنية Starlink - كيف تعمل مع الكثافة السكانية غير المتكافئة للغاية للكوكب. يصدر القمر الصناعي Starlink حزمًا مركزة تشكل بقعًا على سطح الكوكب. يشترك المشتركون في الموقع في عرض نطاق ترددي واحد. يتم تحديد أبعاد البقعة بواسطة الفيزياء الأساسية: في البداية يكون عرضه (ارتفاع القمر الصناعي × طول الميكروويف / قطر الهوائي) ، والذي يبلغ في أحسن الأحوال بضعة كيلومترات بالنسبة لقمر Starlink الصناعي.
تبلغ الكثافة السكانية في معظم المدن حوالي 1000 شخص / كم 100 ، رغم أنها أعلى في بعض الأماكن. في بعض مناطق طوكيو أو مانهاتن ، يمكن أن يكون هناك أكثر من 000 شخص في كل مكان. لحسن الحظ ، فإن أي مدينة مكتظة بالسكان لديها سوق محلي تنافسي للإنترنت عريض النطاق ، ناهيك عن شبكة الهاتف المحمول المتطورة للغاية. ولكن مهما كان الأمر ، إذا كان هناك في أي وقت العديد من الأقمار الصناعية من نفس الكوكبة فوق المدينة ، يمكن زيادة الإنتاجية عن طريق التنويع المكاني للهوائيات ، وكذلك عن طريق توزيع الترددات. بمعنى آخر ، يمكن لعشرات الأقمار الصناعية تركيز أقوى حزمة في نقطة واحدة ، وسيستخدم المستخدمون في تلك المنطقة محطات أرضية ستوزع الطلب بين الأقمار الصناعية.
إذا كان السوق الأنسب لبيع الخدمات في المراحل الأولية هو المناطق النائية أو الريفية أو الضواحي ، فإن الأموال لإطلاق المزيد من الخدمات ستأتي من خدمات أفضل على وجه التحديد إلى المدن المكتظة بالسكان. السيناريو هو عكس نمط التوسع القياسي في السوق ، حيث تعاني الخدمات التنافسية التي تتمحور حول المدينة حتماً من انخفاض في الأرباح أثناء محاولتها التوسع إلى مناطق أكثر فقراً وأقل كثافة سكانية.
قبل بضع سنوات عندما أجريت الرياضيات ، .
أخذت البيانات من هذه الصورة وقمت بتجميع المخططات الثلاثة أدناه. يوضح الأول تواتر مساحة الأرض حسب الكثافة السكانية. الشيء الأكثر إثارة للاهتمام هو أن معظم الأرض غير مأهولة بالسكان على الإطلاق ، في حين أنه لا توجد منطقة بها أكثر من 3 شخص لكل كيلومتر مربع.
يوضح الرسم البياني الثاني معدل تكرار الأشخاص حسب الكثافة السكانية. وعلى الرغم من أن معظم أنحاء الكوكب غير مأهولة بالسكان ، فإن معظم الناس يعيشون في مناطق يوجد بها 100-1000 شخص لكل كيلومتر مربع. تعكس الطبيعة الممتدة لهذه الذروة (مرتبة أكبر من حيث الحجم) ثنائية النمط في أنماط التحضر. 100 شخص / كيلومتر مربع. - هذه منطقة ريفية ذات كثافة سكانية منخفضة نسبيًا ، بينما الرقم 1000 شخص / كيلومتر مربع. من سمات الضواحي. تظهر مراكز المدن بسهولة 10 شخص / كيلومتر مربع ، ولكن يبلغ عدد سكان مانهاتن 000 شخص / كيلومتر مربع.
يوضح الرسم البياني الثالث الكثافة السكانية حسب خط العرض. يمكن ملاحظة أن جميع الأشخاص تقريبًا يتركزون في النطاق من خط العرض 20-40 درجة شمالًا. لذلك ، بشكل عام ، تطورت جغرافيًا وتاريخيًا ، حيث يشغل المحيط جزءًا كبيرًا من نصف الكرة الجنوبي. ومع ذلك ، فإن هذه الكثافة السكانية تمثل تحديًا مروعًا لمهندسي المجموعة ، مثل تقضي الأقمار الصناعية قدرًا متساويًا من الوقت في نصفي الكرة الأرضية. علاوة على ذلك ، فإن القمر الصناعي الذي يدور حول الأرض ، بزاوية 50 درجة على سبيل المثال ، سيقضي وقتًا أطول بالقرب من الحدود المشار إليها في خط العرض. هذا هو السبب في أن Starlink يحتاج فقط إلى 6 مدارات لخدمة شمال الولايات المتحدة ، بينما يحتاج 24 مدارًا لتغطية خط الاستواء.
في الواقع ، إذا قمنا بدمج الرسم البياني لكثافة السكان مع الرسم البياني لكثافة كوكبة القمر الصناعي ، يصبح اختيار المدارات واضحًا. يمثل كل رسم بياني شريطي واحدًا من أربعة تقارير من SpaceX إلى لجنة الاتصالات الفيدرالية (FCC). شخصيًا ، يبدو لي أن كل تقرير جديد يشبه إضافة إلى التقرير السابق ، ولكن على أي حال ، ليس من الصعب رؤية كيف تعمل الأقمار الصناعية الإضافية على زيادة السعة على المناطق المقابلة في نصف الكرة الشمالي. في المقابل ، هناك قدر هائل من عرض النطاق الترددي غير المستخدم فوق نصف الكرة الجنوبي - ابتهج يا أستراليا!
ماذا يحدث لبيانات المستخدم عند وصولها إلى القمر الصناعي؟ في النسخة الأصلية ، أرسلها القمر الصناعي Starlink على الفور إلى محطة أرضية مخصصة بالقرب من مناطق الخدمة. يسمى هذا التكوين "الترحيل المباشر". في المستقبل ، ستتمكن أقمار Starlink الصناعية من التواصل مع بعضها البعض عبر الليزر. سيبلغ تبادل البيانات ذروته في المدن المكتظة بالسكان ، ولكن يمكن توزيع البيانات عبر شبكة من الليزر في بعدين. من الناحية العملية ، هذا يعني أن هناك فرصة كبيرة لوصلة توصيل مخفية في شبكة من الأقمار الصناعية ، أي أنه يمكن "إعادة إرسال بيانات المستخدم إلى الأرض" في أي مكان مناسب. من الناحية العملية ، يبدو لي أنه سيتم دمج محطات SpaceX الأرضية مع خارج المدن.
اتضح أن الاتصالات من الأقمار الصناعية إلى الأقمار الصناعية ليست مهمة تافهة إذا لم تتحرك الأقمار الصناعية معًا. أحدث التقارير إلى لجنة الاتصالات الفيدرالية (FCC) 11 مجموعة مدارية ساتلية متميزة. داخل مجموعة معينة ، تتحرك الأقمار الصناعية على نفس الارتفاع ، وبنفس الميل ، وبنفس الانحراف ، مما يعني أن الليزر يمكنه العثور على الأقمار الصناعية على مقربة بسهولة نسبيًا. لكن سرعات الإغلاق بين المجموعات تقاس بالكيلومتر / ثانية ، لذا يجب أن يكون الاتصال بين المجموعات ، إن أمكن ، عبر وصلات ميكروويف قصيرة يتم التحكم فيها بسرعة.
طوبولوجيا المجموعة المدارية تشبه نظرية الجسيمات الموجية للضوء ولا تنطبق حقًا على مثالنا ، لكنني أعتقد أنها رائعة ، لذلك قمت بتضمينها في المقالة. إذا لم تكن مهتمًا بهذا القسم ، فانتقل مباشرةً إلى "حدود الفيزياء الأساسية".
الطارة - أو الدونات - هي كائن رياضي محدد بنصف قطر. من السهل جدًا رسم دوائر على سطح الطارة: موازية أو متعامدة مع شكلها. قد تجد أنه من المثير للاهتمام اكتشاف وجود مجموعتين أخريين من الدوائر التي يمكن رسمها على سطح الطارة ، وكلاهما يمر عبر ثقب في مركزه وحول محيطه. هذا هو ما يسمى ب. ، واستخدمت هذا التصميم عندما صممت الملف الحلقي لـ Burning Man Tesla Coil في عام 2015.
وعلى الرغم من أن مدارات الأقمار الصناعية هي ، بالمعنى الدقيق للكلمة ، علامات حذف وليست دوائر ، فإن نفس البناء ينطبق في حالة Starlink. كوكبة مكونة من 4500 قمر صناعي على عدة مستويات مدارية ، جميعها بنفس الزاوية ، تشكل طبقة متحركة باستمرار فوق سطح الأرض. طبقة مواجهة للشمال فوق نقطة عرض معينة تستدير وتتحرك للخلف جنوبًا. لتجنب الاصطدامات ، ستكون المدارات مستطيلة قليلاً ، بحيث تكون الطبقة المتحركة باتجاه الشمال أعلى بعدة كيلومترات (أو أقل) من الطبقة التي تتحرك جنوباً. تشكل كلتا الطبقتين معًا طوقًا منفوخًا ، كما هو موضح أدناه في رسم تخطيطي مبالغ فيه للغاية.
اسمحوا لي أن أذكركم أنه داخل هذا الطارة ، يتم الاتصال بين الأقمار الصناعية المجاورة. بشكل عام ، لا توجد اتصالات مباشرة وطويلة المدى بين الأقمار الصناعية في طبقات مختلفة ، لأن معدلات التقارب لتوجيه الليزر مرتفعة للغاية. يمر مسار نقل البيانات بين الطبقات ، بدوره ، أعلى أو أسفل الحلقة.
سيتم وضع ما مجموعه 30 قمر صناعي في 000 منطقة توري متداخلة بعيدًا عن مدار محطة الفضاء الدولية! يوضح هذا الرسم البياني كيف يتم تجميع كل هذه الطبقات ، دون انحراف مبالغ فيه.
وأخيرًا ، يجب أن تفكر في الارتفاع الأمثل للطيران. هناك معضلة: الارتفاع المنخفض ، الذي يعطي مزيدًا من الإنتاجية مع أحجام شعاع أصغر ، أو الارتفاع العالي ، مما يسمح لك بتغطية الكوكب بأكمله بعدد أقل من الأقمار الصناعية؟ بمرور الوقت ، تحدثت التقارير المقدمة إلى لجنة الاتصالات الفيدرالية من SpaceX عن ارتفاعات منخفضة باستمرار حيث تتحسن Starship لتمكين النشر الأسرع للأبراج الأكبر.
كما أن للارتفاع المنخفض فوائد أخرى ، بما في ذلك تقليل مخاطر تأثير الحطام الفضائي أو الآثار السلبية لتعطل المعدات. بسبب زيادة السحب في الغلاف الجوي ، فإن أدنى أقمار Starlink (330 كم) ستحترق في غضون أسابيع قليلة من فقدان التحكم في الموقف. في الواقع ، 300 كم هو ارتفاع لا تطير فيه الأقمار الصناعية تقريبًا ، وسيتطلب الحفاظ على الارتفاع محركًا صاروخيًا كهربائيًا من نوع كريبتون ، بالإضافة إلى تصميم انسيابي. من الناحية النظرية ، يمكن للقمر الصناعي ذي الشكل المدبب إلى حد ما ، والذي يعمل بمحرك صاروخي كهربائي ، الحفاظ على ارتفاع ثابت يبلغ 160 كيلومترًا ، لكن من غير المرجح أن تطلق سبيس إكس أقمارًا صناعية منخفضة جدًا ، لأنه لا يزال هناك بعض الحيل في المتجر لزيادة الإنتاجية.
حدود الفيزياء الأساسية
يبدو من غير المحتمل أن تنخفض أسعار نشر الأقمار الصناعية كثيرًا إلى ما دون 35 دولار ، حتى لو كان التصنيع متقدمًا وآليًا بالكامل ، وكانت سفن Starship قابلة لإعادة الاستخدام بالكامل ، ولم يُعرف بعد ما هي القيود التي ستفرضها الفيزياء على القمر الصناعي. يفترض التحليل أعلاه إنتاجية قصوى تبلغ 80 جيجابت / ثانية. (إذا تم تقريبه حتى 100 حزمة ، كل منها قادر على إرسال 100 ميجا بايت / ثانية).
تم ضبط حد النطاق الترددي للقناة على ويتم تقديمه في إحصاءات عرض النطاق الترددي (1 + SNR). غالبًا ما يكون النطاق الترددي محدودًا ، في حين أن SNR هي طاقة الأقمار الصناعية المتاحة وضوضاء الخلفية وتداخل القناة بسبب . عقبة بارزة أخرى هي سرعة المعالجة. أحدث Xilinx Ultrascale + FPGAs لها ، وهو أمر جيد بالنظر إلى قيود النطاق الترددي الحالية دون تطوير ASICs المخصصة. ولكن حتى ذلك الحين 58 جيجابت / ثانية. سيتطلب توزيع تردد مثير للإعجاب ، على الأرجح في النطاق Ka أو النطاق V. تتميز V (40-75 جيجاهرتز) بدورات يسهل الوصول إليها ، ولكنها عرضة لمزيد من الامتصاص من الغلاف الجوي ، خاصة في المناطق ذات الرطوبة العالية.
هل 100 شعاع عملي؟ هذه المشكلة لها جانبان: عرض الحزمة وكثافة عنصر الصفيف التدريجي. يتم تحديد عرض الحزمة بواسطة الطول الموجي مقسومًا على قطر الهوائي. لا يزال هوائي المصفوفة الرقمية المرحلية تقنية متخصصة ، ولكن يتم تحديد الأبعاد القصوى القابلة للاستخدام حسب العرض (حوالي 1 متر) ، واستخدام اتصالات التردد اللاسلكي باهظ التكلفة. يبلغ عرض الموجة في النطاق Ka حوالي 1 سم ، بينما يجب أن يكون عرض الحزمة 0,01 راديان - مع عرض الطيف بنسبة٪ 50 من الاتساع. بافتراض وجود زاوية صلبة للشعاع تبلغ 1 ستيراديان (على غرار تغطية عدسة الكاميرا 50 مم) ، فإن 2500 شعاع فردي ستكون كافية في هذا المجال. يشير الخطي إلى أن 2500 حزمة تتطلب 2500 عنصر هوائي على الأقل داخل المصفوفة ، وهو أمر ممكن من حيث المبدأ ، على الرغم من صعوبة ذلك. وسيصبح كل شيء ساخنًا جدًا!
إجمالي 2500 قناة ، كل منها تدعم 58 جيجابت / ثانية ، هي كمية هائلة من المعلومات - إذا كانت تقريبًا ، 145 تيرابايت / ثانية. للمقارنة ، كل حركة المرور على الإنترنت في عام 2020 . بشرى سارة لأولئك القلقين بشأن النطاق الترددي المنخفض بشكل أساسي للإنترنت عبر الأقمار الصناعية. إذا تم تشغيل كوكبة من 30 قمر صناعي بحلول عام 000 ، فمن المحتمل أن تصل حركة الإنترنت العالمية إلى 2026 تيرابايت / ثانية. إذا تم تسليم نصف هذا من خلال حوالي 800 قمر صناعي فوق مناطق مكتظة بالسكان في أي وقت ، فإن ذروة الإنتاجية لكل قمر صناعي تكون حوالي 500 جيجابت / ثانية ، وهو أعلى 800 مرات من تقديرنا الأساسي الأصلي ، أي e. يحتمل أن ينمو تدفق التمويل إلى الداخل 10 مرات.
بالنسبة لقمر صناعي في مدار بطول 330 كم ، تغطي حزمة من 0,01 راديان مساحة 10 كيلومترات مربعة. في المناطق المكتظة بالسكان بشكل خاص مثل مانهاتن ، يعيش ما يصل إلى 300 شخص في هذه المنطقة. ماذا لو جلسوا جميعًا لمشاهدة Netflix (000 ميغابت في الثانية بجودة HD) في نفس الوقت؟ سيكون إجمالي طلب البيانات 7 جيجابايت / ثانية ، أي حوالي 2000 مرة من الحد الثابت الحالي الذي يفرضه الإخراج التسلسلي FPGA. هناك طريقتان للخروج من هذا الموقف ، أحدهما فقط ممكن جسديًا.
الأول هو وضع المزيد من الأقمار الصناعية في المدار ، بحيث تتدلى أكثر من 35 قطعة في أي وقت فوق مناطق الطلب المتزايد. إذا أخذنا مرة أخرى 1 ستيراديان لمساحة معقولة من السماء ومتوسط ارتفاع مداري يبلغ 400 كيلومتر ، نحصل على كثافة كوكبة تبلغ 0,0002 / كيلومتر مربع ، أو 100،000 في المجموع - إذا تم توزيعها بالتساوي على السطح بأكمله من العالم. تذكر أن المدارات المحددة لـ SpaceX تزيد بشكل كبير من التغطية على المناطق المكتظة بالسكان في حدود 20-40 درجة شمالًا ، والآن يبدو أن عدد الأقمار الصناعية البالغ 30 قمر صناعي ساحر.
الفكرة الثانية أفضل بكثير ، لكنها للأسف غير قابلة للتحقيق. تذكر أن عرض الحزمة يتحدد بعرض صفيف الهوائي المرحلي. ماذا لو جمعت الكثير من المصفوفات الموجودة على عدة أقمار صناعية بين القوى ، مما أدى إلى إنشاء شعاع أضيق - تمامًا مثل التلسكوبات الراديوية مثلها (نظام هوائي كبير جدا)؟ تأتي هذه الطريقة مع تعقيد واحد: يجب حساب الأساس بين الأقمار الصناعية بعناية - بدقة أقل من المليمتر - من أجل تثبيت طور الحزمة. وحتى لو كان ذلك ممكناً ، فإن الشعاع الناتج بالكاد سيحتوي على الفصوص الجانبية ، بسبب الكثافة المنخفضة لكوكبة الأقمار الصناعية في السماء. على الأرض ، سيضيق عرض الحزمة إلى بضعة مليمترات (وهو ما يكفي لتتبع هوائي الهاتف الخلوي) ، ولكن سيكون هناك الملايين منها بسبب ضعف وسيط. شكرًا لك .
اتضح أن فصل القنوات عن طريق فصل الزوايا - لأن الأقمار الصناعية متباعدة عبر السماء - توفر تحسينات كافية في الإنتاجية دون انتهاك قوانين الفيزياء.
تطبيق
ما هو ملف تعريف عملاء Starlink؟ بشكل افتراضي ، هؤلاء هم مئات الملايين من المستخدمين الذين لديهم هوائيات بحجم علبة البيتزا على أسطح منازلهم ، ولكن هناك مصادر أخرى للدخل المرتفع.
في المناطق النائية والريفية ، لا تحتاج المحطات الأرضية إلى هوائيات ذات صفيف مرحلي لزيادة عرض الحزمة إلى أقصى حد ، لذلك يمكن استخدام معدات مستخدم أصغر ، من أجهزة تتبع أصول إنترنت الأشياء إلى هواتف الأقمار الصناعية الجيب أو منارات الطوارئ أو أدوات تتبع الحيوانات العلمية.
في البيئات الحضرية الكثيفة ، ستوفر Starlink شبكة التوصيل الأساسية والاحتياطية للشبكة الخلوية. يمكن أن يحتوي كل برج خلوي على محطة أرضية عالية الأداء في الأعلى ، ولكن يستخدم إمدادات الطاقة الأرضية للتضخيم والإرسال عبر الميل الأخير.
وأخيرًا ، حتى في المناطق المزدحمة أثناء الإطلاق الأولي ، هناك إمكانية لاستخدام الأقمار الصناعية ذات المدار المنخفض بأقل تأخير استثنائي. تضع الشركات المالية نفسها الكثير من الأموال بين يديك - بشكل أسرع قليلاً للحصول على البيانات الحيوية من جميع أنحاء العالم. وعلى الرغم من أن البيانات من خلال Starlink سيكون لها مسار أطول من المعتاد - عبر الفضاء - فإن سرعة انتشار الضوء في الفراغ أعلى بنسبة 50٪ من زجاج الكوارتز ، وهذا يدفع أكثر من الفرق عند الإرسال لمسافات أطول.
عواقب سلبية
القسم الأخير مخصص للعواقب السلبية. الغرض من المقالة هو تخليصك من المفاهيم الخاطئة حول المشروع ، والعواقب السلبية المحتملة للنزاعات هي التي تسبب أكثر. سأقدم بعض المعلومات ، وأمتنع عن التفسيرات غير الضرورية. ما زلت لست مستبصرًا ، وليس لديّ مطلعون من SpaceX أيضًا.
في رأيي ، فإن العواقب الأكثر خطورة هي زيادة الوصول إلى الإنترنت. حتى في مسقط رأسي في باسادينا ، وهي مدينة صاخبة وغنية بالتكنولوجيا ويبلغ عدد سكانها أكثر من مليون نسمة ، وهي موطن للعديد من المراصد ، وجامعة عالمية المستوى ، وأكبر منشأة تابعة لوكالة ناسا ، فإن الخيارات محدودة عندما يتعلق الأمر بخدمات الإنترنت. في جميع أنحاء الولايات المتحدة وبقية العالم ، أصبحت الإنترنت خدمة مرافق تسعى إلى الريع ، حيث يقوم مزودو خدمات الإنترنت فقط بضخ 50 مليون دولار شهريًا في بيئة مريحة وغير تنافسية. ربما تكون أي خدمة يتم توفيرها للشقق والمباني السكنية عبارة عن شقة مشتركة ، لكن جودة خدمات الإنترنت أقل حتى من جودة المياه أو الكهرباء أو الغاز.
تكمن مشكلة الوضع الراهن في أنه ، على عكس الماء والكهرباء والغاز ، لا تزال الإنترنت حديثة السن وتتطور بسرعة. نحن نبحث باستمرار عن استخدامات جديدة لها. الأكثر ثورية لا يزال غير مفتوح ، لكن خطط الحزم تخنق إمكانية المنافسة والابتكار. تم ترك المليارات من الناس وراءهم بسبب ظروف الولادة ، أو لأن بلدهم بعيد جدًا عن الكابل البحري الرئيسي. في مناطق شاسعة من الكوكب ، لا يزال يتم توصيل الإنترنت عن طريق الأقمار الصناعية الثابتة بالنسبة للأرض بأسعار باهظة.
من ناحية أخرى ، فإن Starlink يوزع الإنترنت باستمرار من السماء ، ينتهك هذا النموذج. لا أعرف حتى الآن أي طريقة أخرى أفضل لتوصيل مليارات الأشخاص بالإنترنت. سبيس إكس في طريقها لأن تصبح مزود خدمة إنترنت وربما شركة إنترنت تنافس جوجل وفيسبوك. أراهن أنك لم تفكر في ذلك.
أن الإنترنت عبر الأقمار الصناعية هو الخيار الأفضل ليس واضحًا. سبيس إكس ، وفقط سبيس إكس ، في وضع يمكنها من إنشاء كوكبة ضخمة من الأقمار الصناعية التي قضت بمفردها عقدًا من الزمن لكسر الاحتكار الحكومي-العسكري لإطلاق المركبات الفضائية. حتى لو تفوق إيريديوم على الهواتف المحمولة بعشرة أضعاف ، فإنه لن يحقق انتشارًا واسعًا باستخدام منصات الإطلاق التقليدية. بدون SpaceX ونموذج الأعمال الفريد الخاص به ، هناك احتمالات كبيرة بأن الإنترنت عبر الأقمار الصناعية العالمي لن يحدث أبدًا.
الضربة الكبرى الثانية ستأتي لعلم الفلك. بعد إطلاق أول 60 قمراً صناعياً من Starlink ، كانت هناك موجة من الانتقادات من المجتمع الفلكي الدولي ، قائلة إن مضاعفة العدد المتزايد من الأقمار الصناعية ستمنع وصولها إلى سماء الليل. هناك قول مأثور: بين علماء الفلك ، إنه أكثر برودة ولديه تلسكوب أكبر. بدون مبالغة ، يعد القيام بعلم الفلك في العصر الحديث مهمة صعبة للغاية ، تذكرنا بالنضال المستمر لتحسين جودة التحليل على خلفية التلوث الضوئي المتزايد ومصادر الضوضاء الأخرى.
آخر شيء يحتاجه عالم الفلك هو وميض آلاف الأقمار الصناعية الساطعة في بؤرة التلسكوب. في الواقع ، كانت كوكبة إيريديوم الأصلية سيئة السمعة لوجود "أزهار" بسبب الألواح الكبيرة التي تعكس ضوء الشمس على مناطق صغيرة من الأرض. لقد حدث أنهم وصلوا إلى سطوع ربع القمر وأحيانًا أتلفوا عن طريق الخطأ أجهزة استشعار فلكية حساسة. كما أن الخوف من غزو Starlink للنطاقات الراديوية المستخدمة في علم الفلك الراديوي لا أساس له من الصحة.
إذا قمت بتنزيل تطبيق تتبع الأقمار الصناعية ، يمكنك رؤية عشرات الأقمار الصناعية تحلق في السماء في أمسية صافية. يمكن رؤية الأقمار الصناعية بعد غروب الشمس وقبل الفجر ، ولكن فقط عندما تضيء بأشعة الشمس. في وقت لاحق ، أثناء الليل ، تكون الأقمار الصناعية غير مرئية في ظل الأرض. صغيرة ، بعيدة للغاية ، تتحرك بسرعة كبيرة. هناك احتمال أن يحجبوا نجمًا بعيدًا لأقل من ميلي ثانية ، لكنني أعتقد أنه حتى اكتشاف هذا هو بواسير أخرى.
نشأ القلق الشديد بشأن توهج السماء من حقيقة أن طبقة الأقمار الصناعية للإطلاق الأول كانت مصطفة بالقرب من فاصل الأرض ، أي ليلة بعد ليلة ، شاهدت أوروبا - وكان الصيف - الصورة الملحمية للأقمار الصناعية وهي تحلق في السماء في شفق المساء. علاوة على ذلك ، أظهرت عمليات المحاكاة المستندة إلى تقارير لجنة الاتصالات الفيدرالية (FCC) أن الأقمار الصناعية في مدار 1150 كم ستكون مرئية حتى بعد مرور الشفق الفلكي. بشكل عام ، يمر الشفق بثلاث مراحل: المدنية والبحرية والفلكية ، أي عندما تكون الشمس تحت الأفق 6 و 12 و 18 درجة على التوالي. في نهاية الشفق الفلكي ، تكون أشعة الشمس على بعد حوالي 650 كم من السطح عند الذروة ، خارج الغلاف الجوي ومعظم المدار الأرضي المنخفض. استنادًا إلى بيانات من ، أعتقد أنه سيتم وضع جميع الأقمار الصناعية على ارتفاع أقل من 600 كم. في هذه الحالة ، يمكن رؤيتها عند الغسق ، ولكن ليس بعد حلول الظلام ، مما سيقلل بشكل كبير من العواقب المحتملة لعلم الفلك.
المشكلة الثالثة هي الحطام في المدار. في أشرت إلى أن الأقمار الصناعية والحطام أقل من 600 كيلومتر ستخرج من المدار في غضون بضع سنوات بسبب السحب الجوي ، مما يقلل بشكل كبير من احتمال الإصابة بمتلازمة كيسلر. يعبث SpaceX بالأوساخ كما لو أنهم لا يهتمون بالفضاء غير المرغوب فيه على الإطلاق. أنا هنا أنظر في تفاصيل تنفيذ Starlink ، ومن الصعب بالنسبة لي أن أتخيل طريقة أفضل لتقليل كمية الحطام في المدار.
يتم إطلاق الأقمار الصناعية على ارتفاع 350 كم ، ثم تطير على محركات مدمجة إلى مدارها المقصود. أي قمر صناعي يموت عند الإطلاق سيكون خارج المدار في غضون أسابيع قليلة ، ولن يترنح في أي مكان آخر لآلاف السنين. يتضمن هذا التنسيب استراتيجيًا اختبارًا للدخول المجاني. علاوة على ذلك ، فإن أقمار Starlink مسطحة في المقطع العرضي ، مما يعني أنها بفقدان التحكم في الارتفاع ، فإنها تدخل الطبقات الكثيفة من الغلاف الجوي.
قلة من الناس يعرفون أن SpaceX أصبح رائدًا في مجال الملاحة الفضائية ، حيث بدأ في استخدام أنواع بديلة من التركيب بدلاً من الخيوط. تستخدم جميع منصات الإطلاق تقريبًا خراطيش عند نشر المراحل والأقمار الصناعية والرادومات وما إلى ذلك ، مما يزيد من احتمالية الحطام. يقوم SpaceX أيضًا بإخراج المراحل العليا من المدار عن عمد ، مما يمنعها من التعلق في الفضاء إلى الأبد ، حتى لا تتحلل وتتفكك في بيئة الفضاء القاسية.
أخيرًا ، المسألة الأخيرة التي أود أن أذكرها هي فرصة أن تحل SpaceX محل احتكار الإنترنت الحالي من خلال إنشاء احتكار خاص بها. احتكرت SpaceX بالفعل عمليات الإطلاق في مجالها المتخصص. فقط رغبة الحكومات المتنافسة في الحصول على وصول مضمون إلى الفضاء تمنع تدمير الصواريخ باهظة الثمن والتي عفا عليها الزمن ، والتي غالبًا ما يتم تجميعها بواسطة مقاولين دفاعيين احتكاريين كبار.
ليس من الصعب تخيل إطلاق سبيس إكس 2030 من أقمارها الصناعية سنويًا في عام 6000 ، بالإضافة إلى عدد قليل من أقمار التجسس الصناعية. ستبيع أقمار سبيس إكس رخيصة الثمن والموثوقة "مساحة الرف" لأجهزة الطرف الثالث. يمكن لأي جامعة تصنع كاميرا قادرة على الفضاء وضعها في المدار دون الحاجة إلى تغطية تكلفة بناء منصة فضائية كاملة. مع هذا الوصول المتقدم وغير المحدود إلى الفضاء ، يرتبط Starlink بالفعل بالأقمار الصناعية ، بينما أصبحت الشركات المصنعة التاريخية شيئًا من الماضي.
هناك أمثلة في تاريخ الشركات بعيدة النظر التي احتلت مكانة كبيرة في السوق بحيث أصبحت أسماؤها أسماء مألوفة: Hoover و Westinghouse و Kleenex و Google و Frisbee و Xerox و Kodak و Motorola و IBM.
يمكن أن تنشأ المشكلة عندما تنخرط شركة رائدة في ممارسات مناهضة للمنافسة من أجل الحفاظ على حصتها في السوق ، على الرغم من أن هذا كان مسموحًا به في كثير من الأحيان منذ الرئيس ريغان. يمكن لـ SpaceX أن تحافظ على احتكار Starlink من خلال إجبار مطوري الأبراج الآخرين على إطلاق أقمار صناعية على صواريخ سوفيتية عتيقة. اتخذت إجراءات مماثلة إلى جانب تحديد أسعار نقل البريد ، أدى إلى انهياره في عام 1934. لحسن الحظ ، من غير المرجح أن تحافظ سبيس إكس على احتكارها المطلق للصواريخ القابلة لإعادة الاستخدام إلى الأبد.
الأمر الأكثر إثارة للقلق هو أن نشر سبيس إكس لعشرات الآلاف من الأقمار الصناعية ذات المدار المنخفض يمكن تصميمه كخيار مشترك للمشتركين. شركة خاصة ، تسعى لتحقيق مكاسب شخصية ، تستحوذ على ملكية دائمة للمواقع المدارية العامة وغير المشغولة. وعلى الرغم من أن ابتكارات SpaceX جعلت من الممكن بالفعل كسب المال في فراغ ، فقد تم بناء الكثير من رأس المال الفكري لـ SpaceX بمليارات الدولارات في ميزانيات البحث.
فمن ناحية ، نحتاج إلى قوانين تحمي وسائل الاستثمار الخاص والبحث والتطوير. بدون هذه الحماية ، لن يتمكن المبتكرون من تمويل المشاريع الطموحة ، أو سينقلون شركاتهم إلى حيث يتم توفير هذه الحماية لهم. على أي حال ، يعاني الجمهور لأن الأرباح لا تتولد. من ناحية أخرى ، هناك حاجة إلى قوانين من شأنها حماية الناس ، المالكين الاسميين للملك العام بما في ذلك السماء ، من الكيانات الخاصة الساعية إلى الريع والتي تضم السلع العامة. في حد ذاته ، ليس أي منهما صحيحًا أو حتى ممكنًا. توفر تطورات SpaceX فرصة للعثور على وسيط سعيد في هذا السوق الجديد. سوف ندرك أنه تم العثور عليه عندما نقوم بتعظيم وتيرة الابتكار وخلق الرعاية الاجتماعية.
افكار اخيرة
لقد كتبت هذا المقال بمجرد أن أكمل مقالًا آخر - . لقد كان أسبوعا حارا. كل من Starship و Starlink هي تقنيات ثورية يتم إنشاؤها أمام أعيننا مباشرة في حياتنا. إذا رأيت أحفادي يكبرون ، فسيكونون أكثر اندهاشًا لأنني أكبر سناً من ستارلينك ، وليس أنه في طفولتي لم يكن هناك خلوي (قطع متحف) أو إنترنت عام في حد ذاته.
يستخدم الأثرياء والجيش الإنترنت عبر الأقمار الصناعية لفترة طويلة ، ولكن Starlink في كل مكان ، والعامة ، والرخيصة لا يمكن ببساطة بدون ستارشيب.
لقد تم الحديث عن الإطلاق لفترة طويلة ، لكن Starship ، وهي رخيصة جدًا وبالتالي منصة مثيرة للاهتمام ، مستحيلة بدون Starlink.
لقد تم الحديث عن رواد الفضاء المأهول منذ فترة طويلة ، وإذا كنت - ثم لديك الضوء الأخضر. باستخدام Starship و Starlink ، يعد استكشاف الإنسان للفضاء أمرًا يمكن تحقيقه ، في المستقبل القريب ، على مرمى حجر من موقع مداري إلى المدن الصناعية في الفضاء السحيق.
المصدر: www.habr.com