Bu məqalə həsr olunmuş seriyanın bir hissəsidir
Bu cütləşmə probleminin həlli Starlink-dir. SpaceX öz peyklərini yığaraq orbitə çıxarmaqla, kosmosda kommunikasiyaya yüksək səmərəli və demokratik çıxış üçün yeni bazar yarada və müəyyən edə, şirkəti batırmazdan əvvəl bir raket yaratmaq üçün maliyyə yarada və iqtisadi dəyərini trilyonlarla artıra bilər. Elonun ambisiyalarının miqyasını qiymətləndirməyin. Yalnız bu qədər trilyon dollarlıq sənaye var: enerji, yüksək sürətli nəqliyyat, rabitə, İT, səhiyyə, kənd təsərrüfatı, hökumət, müdafiə. Ümumi yanlış təsəvvürlərə baxmayaraq,
Elon Musk Mars zondunda bitki yetişdirmək missiyasına pulsuz olaraq 80 milyon dollar sərmayə qoymaq istəyəndə diqqətini ilk dəfə kosmosa yönəltdi. Marsda bir şəhər tikmək yəqin ki, 100 dəfə baha başa gələcək, ona görə də Starlink Musk-ın çox ehtiyac duyulan sponsorluq pulunu təmin etmək üçün əsas bahisidir.
Nə üçün?
Bu yazını çoxdan planlaşdırırdım, ancaq keçən həftə tam şəkil əldə etdim. Sonra SpaceX prezidenti Gwynne Shotwell Rob Barona heyrətamiz bir müsahibə verdi və o, daha sonra CNBC üçün möhtəşəm bir müsahibə verdi.
Anlayış
Ümumiyyətlə, İnternet üçün belə böyük qruplaşma lazımdırmı? Bəs niyə indi?
Yalnız mənim yaddaşımda İnternet sırf akademik ərköyünlükdən ilk və yeganə inqilabi infrastruktura çevrildi. Bu, tam məqaləyə layiq bir mövzu deyil, amma mən təxmin edərdim ki, qlobal miqyasda İnternetə ehtiyac və onun əldə etdiyi gəlir hər il təxminən 25% artmağa davam edəcək.
Bu gün demək olar ki, hamımız internetimizi coğrafi cəhətdən təcrid olunmuş az sayda monopoliyadan əldə edirik. ABŞ-da AT&T, Time Warner, Comcast və bir neçə kiçik oyunçu rəqabətdən qaçmaq, xidmətlər üçün üç dəri ödəmək və demək olar ki, universal nifrət şüaları altında qalmaq üçün əraziləri bölüşdürdülər.
Provayderlərin rəqabət qabiliyyətinin olmaması üçün yaxşı bir səbəb var - hər şeyi istehlak edən tamahdan başqa. İnternet infrastrukturunun - mikrodalğalı hüceyrə qüllələrinin və fiber optiklərin yaradılması - çox, çox bahalıdır. İnternetin gözəl təbiətini unutmaq asandır. Nənəm əvvəlcə İkinci Dünya Müharibəsində rabitə operatoru kimi işə getdi, lakin sonra teleqraf daşıyıcı göyərçinlərlə aparıcı strateji rol üçün yarışdı! Əksəriyyətimiz üçün informasiya supermagistralı efemer, qeyri-maddi bir şeydir, lakin bitlər sərhədləri, çayları, dağları, okeanları, tufanları, təbii fəlakətləri və digər maneələri olan fiziki aləmdən keçir. Hələ 1996-cı ildə, okeanın dibi ilə ilk fiber optik xətt çəkiləndə,
Bir vaxtlar mən optik laboratoriyada işləyirdim və (yaddaş xidmət edirsə) 500 Gb/san multileks ötürmə sürətini çatdıraraq, o dövrün rekordunu qırdıq. Elektronikanın məhdudiyyətləri hər bir lifi nəzəri tutumunun 0,1%-i qədər yükləməyə imkan verdi. On beş ildən sonra biz həddi keçməyə hazırıq: məlumatların ötürülməsi ondan kənara çıxsa, lif əriyəcək və biz artıq buna çox yaxınıq.
Ancaq məlumat axınını günahkar yerdən yuxarı qaldırmalıyıq - peykin beş il ərzində maneəsiz olaraq "topu" 30 dəfə çevirdiyi kosmosa. Bu, açıq bir həll kimi görünür - bəs niyə bunu əvvəllər heç kim qəbul etməyib?
1990-cı illərin əvvəllərində Motorola tərəfindən hazırlanmış və yerləşdirilən İridium peyk bürcü (onları xatırlayırsınız?) ilk qlobal aşağı orbitli rabitə şəbəkəsi oldu (bundan sonra burada cazibədar şəkildə təsvir olunduğu kimi).
Əgər Iridium-a 66 peyk lazım idisə, onda SpaceX-in on minlərlə peyki nə üçün lazımdır? Bu necə fərqlidir?
SpaceX bu işə qarşı tərəfdən girdi - buraxılışlarla başladı. Raket daşıyıcılarının qorunması sahəsində qabaqcıl oldu və beləliklə, aşağı qiymətli buraxılış yastıqları bazarını ələ keçirdi. Onları daha aşağı qiymətə ötməyə çalışmaq sizə çox pul gətirməyəcək, ona görə də onların artıq gücündən hansısa şəkildə qazanc əldə etməyin yeganə yolu onların müştərisi olmaqdır. SpaceX-in öz peyklərinin buraxılması üçün xərclər -
Starlink-in dünya üzrə əhatə dairəsi dünyanın istənilən yerində yüksək keyfiyyətli internetə çıxışı təmin edəcək. İlk dəfə olaraq internetin mövcudluğu ölkənin və ya şəhərin fiber-optik xəttinə yaxınlığından deyil, yuxarıdakı səmanın aydınlığından asılı olacaq. Dünyanın hər yerindən istifadəçilər müxtəlif dərəcədə şər və/yaxud dövlət inhisarlarından asılı olmayaraq məhdudiyyətsiz qlobal İnternetə çıxış əldə edəcəklər. Starlink-in bu inhisarları qırmaq bacarığı, nəhayət, gələcəyin qlobal kiber icmasında milyardlarla insanı birləşdirəcək inanılmaz miqyasda müsbət dəyişikliklərə təkan verəcək.
Qısa bir lirik təxribat: bu nə deməkdir?
Hər yerdə əlaqənin mövcud olduğu müasir dövrdə böyüyən insanlar üçün İnternet nəfəs aldığımız hava kimidir. O, sadəcə. Ancaq bu, müsbət dəyişiklik gətirmək üçün onun inanılmaz gücünü unutsaq, biz artıq onun mərkəzindəyik. İnternetin köməyi ilə insanlar liderlərini məsuliyyətə cəlb edə, dünyanın o tayındakı digər insanlarla ünsiyyət qura, fikirlərini bölüşə və yeni bir şey icad edə bilərlər. İnternet bəşəriyyəti birləşdirir. Modernləşmənin tarixi məlumat mübadiləsi imkanlarının inkişaf tarixidir. Birincisi - çıxışlar və epik poeziya vasitəsilə. Sonra - ölüyə səs verən və dirilərə üz tutan yazı ilə; yazı məlumatların saxlanmasına imkan verir və asinxron əlaqəni mümkün edir. Çap mətbuatı xəbər istehsalını işə saldı. Elektron rabitə - bütün dünyada məlumatların ötürülməsini sürətləndirdi. Şəxsi qeyd aparan qurğular tədricən daha təkmilləşib, notebooklardan mobil telefonlara çevrilib, hər biri internetə qoşulmuş, sensorlarla doldurulmuş kompüterdir və hər gün ehtiyaclarımızı qabaqlamaqda daha yaxşı olur.
İdrak prosesində yazı və kompüterdən istifadə edən insanın qeyri-kamil inkişaf etmiş beynin məhdudiyyətlərini aşmaq şansı daha yüksəkdir. Ən yaxşısı odur ki, mobil telefonlar həm güclü yaddaş qurğuları, həm də fikir mübadiləsi mexanizmidir. Əvvəllər insanlar öz fikirlərini bölüşmək üçün dəftərlərə yazılan nitqə etibar edirdilərsə, bu gün insanların yaratdığı fikirləri qeyd dəftərlərinin paylaşması normasıdır. Ənənəvi sxem inversiyaya məruz qaldı. Prosesin məntiqi davamı şəxsi qurğular vasitəsi ilə kollektiv meta-idrakın müəyyən formasıdır.
Necə?
Starlink layihəsinin biznes modeli və arxitekturasından danışaq.
Starlink-in gəlirli müəssisəyə çevrilməsi üçün vəsait axını tikinti və istismar xərclərini aşmalıdır. Ənənəvi olaraq, kapital qoyuluşu daha yüksək ilkin xərcləri, mürəkkəb ixtisaslaşmış maliyyələşdirməni və peykin buraxılması üçün sığorta mexanizmlərini əhatə edir. Bir geostasionar rabitə peyki 500 milyon dollara başa gələ bilər və yığılıb buraxılması 5 il çəkə bilər. Buna görə də, bu sahədəki şirkətlər eyni vaxtda reaktiv gəmilər və ya konteyner gəmiləri inşa edirlər. Nəhəng xərclər, maliyyə xərclərini çətinliklə ödəyən vəsait axını və nisbətən kiçik əməliyyat büdcəsi. Bunun əksinə olaraq, orijinal Iridium-un süqutu Motorola-nın operatoru şikəst lisenziya haqlarını ödəməyə məcbur etməsi və müəssisəni cəmi bir neçə ay ərzində müflis etməsi idi.
Bu cür bizneslə məşğul olmaq üçün ənənəvi peyk şirkətləri özəl müştərilərə xidmət etməli və yüksək məlumat tarifləri almalı idilər. Aviaşirkətlər, uzaq postlar, gəmilər, müharibə zonaları və əsas infrastruktur hər MB üçün təxminən 5 dollar ödəyir ki, bu da gecikmə müddətinə və nisbətən aşağı peyk ötürmə qabiliyyətinə baxmayaraq, ənənəvi ADSL-dən 1 dəfə bahadır.
Starlink yerüstü xidmət təminatçıları ilə rəqabət aparmağı planlaşdırır, bu o deməkdir ki, o, məlumatları daha ucuz çatdırmalı və ideal olaraq 1 MB üçün 1 dollardan çox az ödəniş tələb edəcəkdir. Bu mümkündürmü? Yaxud bu mümkün olduğu üçün soruşmalıyıq: bu necə mümkündür?
Yeni yeməyin ilk tərkib hissəsi ucuz təqdimatdır. Bu gün Falcon 24 tonluq raketi təxminən 60 milyon dollara satır ki, bu da 2500 kq üçün 1 dollar deməkdir. Bununla belə, daha çox daxili xərclər olduğu ortaya çıxır. Starlink peykləri təkrar istifadə edilə bilən daşıyıcı aparatlarda buraxılacaq, beləliklə, bir buraxılışın marjinal dəyəri yeni ikinci mərhələnin (təxminən 4 milyon dollar), pərdələrin (1 milyon) və yerüstü dəstəyin (~1 milyon) dəyəridir. Cəmi: hər peyk üçün təxminən 100 min dollar, yəni. adi rabitə peykinin buraxılmasından 1000 dəfədən çox ucuzdur.
Ancaq Starlink peyklərinin əksəriyyəti Starship-də buraxılacaq. Həqiqətən, FCC şousuna yenilənmiş hesabatlar kimi Starlink-in təkamülü bəziləri təmin edir
Peyklərin qiyməti nədən ibarətdir? Onların qardaşları arasında Starlink peykləri bir qədər qeyri-adidir. Onlar düz yığılır, saxlanılır və işə salınır və buna görə də kütləvi istehsal etmək olduqca asandır. Təcrübə göstərir ki, istehsal dəyəri təxminən başlatma qurğusunun dəyərinə bərabər olmalıdır. Əgər qiymət fərqi böyükdürsə, bu o deməkdir ki, ehtiyatlar səhv bölüşdürülür, çünki xərclərin azaldılması zamanı marjinal xərclərin hərtərəfli azalması o qədər də böyük deyil. Doğrudanmı bir neçə yüzlük ilk partiya üçün peyk başına 100 min dollar ödəmək mümkündürmü? Başqa sözlə, bir cihazdakı Starlink peyki maşından daha mürəkkəb deyilmi?
Bu suala tam cavab vermək üçün orbital rabitə peykinin dəyəri 1000 dəfə daha mürəkkəb olmasa da, niyə 1000 dəfə baha olduğunu başa düşməliyik. Sadə dillə desək, kosmik aparat niyə bu qədər bahadır? Bunun bir çox səbəbi var, lakin bu halda ən cəlbedicisi budur: əgər peykin orbitə çıxarılması (Falcon-dan əvvəl) 100 milyondan çox başa gəlirsə, onun uzun illər işləməsinə zəmanət verilməlidir ki, heç olmasa bir az da olsun. mənfəət. İlk və yeganə məhsulun istismarında belə etibarlılığın təmin edilməsi ağrılı prosesdir və yüzlərlə insanın zəhmətini tələb edən illərlə davam edə bilər. Xərcləri əlavə edin və işə salınması artıq bahalı olduqda əlavə prosesləri əsaslandırmaq asandır.
Starlink yüzlərlə peyk qurmaqla, ilkin dizayn qüsurlarını tez bir zamanda düzəltmək və məsrəflərə nəzarət etmək üçün kütləvi istehsal üsullarından istifadə etməklə bu paradiqmanı pozur. Şəxsən mən Starlink montaj xəttini asanlıqla təsəvvür edə bilirəm ki, burada bir texnik dizayna yeni bir şey daxil edir və hər şeyi bir-iki saat ərzində plastik qalstukla (əlbəttə NASA səviyyəsi) bir yerdə saxlayır, tələb olunan 16 peyk/gün dəyişdirmə səviyyəsini saxlayır. Starlink peyki bir çox mürəkkəb hissələrdən ibarətdir, lakin konveyerdən çıxan mininci qurğunun qiymətini 20 minə endirmək üçün heç bir səbəb görmürəm.Həqiqətən də, may ayında Elon Twitter-də peykin istehsalının dəyərinin onsuz da işə salınma qiymətindən aşağıdır.
Orta işi götürək və rəqəmləri yuvarlaqlaşdıraraq geri ödəmə müddətini təhlil edək. Yığılması və buraxılması 100 minə başa gələn bir Starlink peyki 5 il xidmət edir. Özünü ödəyəcəkmi və əgər belədirsə, nə qədər tez?
5 ildən sonra Starlink peyki Yer ətrafında 30 min dəfə dövr edəcək. Bu bir saat yarımlıq orbitlərin hər birində o, vaxtının çox hissəsini okean üzərində və bəlkə də sıx məskunlaşan şəhərdə 000 saniyə keçirəcək. Bu qısa pəncərədə o, pul qazanmağa tələsərək məlumatları yayımlayır. Antenanın 100 şüa dəstəklədiyini və hər bir şüanın müasir kodlaşdırma növündən istifadə edərək 100 Mbit/s ötürdüyünü fərz etsək
Təxmini rəqəmlər hər iki istiqamətdə çox fərqli ola bilər. Amma istənilən halda, əgər siz 100 000-ə, hətta 1 milyona aşağı orbitə yüksək keyfiyyətli peyk bürcünü çıxara bilirsinizsə, bu, ciddi tələbdir. Hətta gülməli dərəcədə qısa istifadə müddətinə baxmayaraq, Starlink peyki ömrü boyu 30 PB məlumat ötürməyə qadirdir - hər GB üçün 0,003 dollar dəyərində amortizasiya olunmuş qiymətə. Eyni zamanda, daha uzun məsafələrə ötürmə zamanı marjinal xərclər praktiki olaraq artmır.
Bu modelin əhəmiyyətini başa düşmək üçün onu istehlakçılara məlumat çatdırmaq üçün digər iki modellə müqayisə edək: ənənəvi fiber-optik kabel və peyklərin buraxılması üzrə ixtisaslaşmış olmayan şirkət tərəfindən təklif olunan peyk bürcləri.
Bu necə mümkündür? Starlink peyki fiber-optik kabelləri birləşdirmək üçün lazım olan bütün mürəkkəb elektron kommutasiya avadanlıqlarını ehtiva edir, lakin məlumatların ötürülməsi üçün bahalı, kövrək naqil əvəzinə vakuumdan istifadə edir. Kosmos vasitəsilə ötürmə rahat və cansıxıcı inhisarların sayını azaldır və istifadəçilərə daha da az aparat vasitəsilə ünsiyyət qurmağa imkan verir.
Rəqib peyk tərtibatçısı OneWeb ilə müqayisə edək. OneWeb 600 peykdən ibarət bir bürc yaratmağı planlaşdırır və onu kommersiya tədarükçüləri vasitəsilə 20 kq-a təxminən 000 dollar dəyərində buraxacaq. Bir peykin çəkisi 1 kq, yəni ideal vəziyyətdə bir vahidin buraxılması təxminən 150 milyon olacaq.Peyk aparatının dəyəri hər peyk üçün 3 milyon qiymətləndirilir, yəni. 1-ci ilə qədər bütün qrupun dəyəri 2027 milyard təşkil edəcək.OneWeb tərəfindən aparılan sınaqlar 2,6 Mb/san ötürmə qabiliyyəti göstərib. zirvədə, ideal olaraq, 50 şüanın hər biri üçün. Starlink-in dəyərini hesablamaq üçün istifadə etdiyimiz eyni nümunəyə əməl edərək, əldə edirik: hər OneWeb peyki orbitə görə 16 dollar istehsal edir və cəmi 80 ildən sonra 5 milyon dollar gəlir gətirəcək - uzaq bölgələrə məlumat ötürülməsini də hesablasanız, buraxılış xərclərini çətin ki, ödəyir. . Ümumilikdə 2,4 GB üçün 1,70 dollar alırıq.
Bu yaxınlarda Gwynne Shotwell-dən sitat gətirildi
Əminəm ki, OneWeb və digər gələcək peyk bürcləri tərtibatçıları ilə bağlı daha optimist təhlillər var, lakin işlərin onlar üçün necə işlədiyini hələ bilmirəm.
Bu yaxınlarda Morgan Stanley
Qalan son nöqtə Starlink üçün istehsal olunan 1 Vatt günəş enerjisi üçün qazancı müqayisə etməkdir. Veb saytındakı fotoşəkillərə görə, hər bir peykin günəş massivi təxminən 60 kvadratmetr sahəyə malikdir, yəni. orta hesabla hər dövrədə təxminən 3 kVt və ya 4,5 kVt/saat enerji yaradır. Təxmini hesablamaya görə, hər bir orbit 1000 dollar, hər bir peyk isə hər kVt/saat üçün təxminən 220 dollar istehsal edəcək. Bu, günəş enerjisinin topdansatış qiymətindən 10 000 dəfə çoxdur ki, bu da bir daha təsdiq edir:
memarlıq
Əvvəlki bölmədə mən daha çox Starlink arxitekturasının qeyri-ciddi əhəmiyyət kəsb edən bir hissəsini təqdim etdim - onun planetin qeyri-bərabər əhali sıxlığı ilə necə işlədiyini. Starlink peyki planetin səthində ləkələr yaradan fokuslanmış şüalar yayır. Bir nöqtədəki abunəçilər bir bant genişliyini bölüşürlər. Ləkənin ölçüsü fundamental fizika ilə müəyyən edilir: ilkin olaraq onun eni (peykin hündürlüyü x mikrodalğanın uzunluğu / antenanın diametri), Starlink peyki üçün ən yaxşı halda bir neçə kilometrdir.
Əksər şəhərlərdə əhalinin sıxlığı təqribən 1000 nəfər/kv.km. olsa da, bəzi yerlərdə daha yüksəkdir. Tokio və ya Manhettenin bəzi ərazilərində hər bir nöqtədə 100-dən çox insan ola bilər. Xoşbəxtlikdən, əhalinin sıx məskunlaşdığı hər hansı bir şəhərdə yüksək inkişaf etmiş mobil telefon şəbəkəsini nəzərə almasaq, genişzolaqlı internet üçün rəqabətli daxili bazar var. Ancaq nə olursa olsun, hər hansı bir zamanda şəhər üzərində eyni bürcün bir çox peykləri varsa, ötürmə qabiliyyəti antenaların məkan müxtəlifliyi, eləcə də tezlik paylanması ilə artırıla bilər. Başqa sözlə, onlarla peyk ən güclü şüanı bir nöqtəyə yönəldə bilər və həmin bölgədəki istifadəçilər sorğunu peyklər arasında paylayan yer terminallarından istifadə edəcəklər.
Əgər ilkin mərhələlərdə xidmətlərin satışı üçün ən uyğun bazar ucqar, kənd və ya şəhərətrafı ərazilərdirsə, o zaman gələcək istifadəyə verilməsi üçün vəsait əhalinin sıx məskunlaşdığı şəhərlərə daha yaxşı xidmətlərdən gələcək. Ssenari, şəhərləri hədəfləyən rəqabətli xidmətlərin daha yoxsul və daha az məskunlaşan ərazilərə genişlənməyə çalışdıqları üçün qaçılmaz olaraq azalan mənfəətə məruz qaldığı standart bazar genişlənməsi modelinin tam əksidir.
Bir neçə il əvvəl mən hesablamalar aparanda
Mən bu şəkildən məlumatları götürdüm və aşağıdakı 3 qrafiki yaratdım. Birincisi, əhalinin sıxlığına görə yerin ərazisinin tezliyini göstərir. Ən maraqlısı odur ki, Yer kürəsinin böyük hissəsi ümumiyyətlə məskunlaşmır, halbuki praktiki olaraq heç bir bölgədə hər kvadrat kilometrə 100-dən çox insan yoxdur.
İkinci qrafik əhalinin sıxlığına görə insanların tezliyini göstərir. Planetin əksəriyyətində yaşayış olmasa da, insanların əsas hissəsi hər kvadrat kilometrə 100-1000 nəfərin yaşadığı ərazilərdə yaşayır. Bu zirvənin genişlənmiş təbiəti (daha böyüklük sırası) urbanizasiya modellərində bimodallığı əks etdirir. 100 nəfər/kv.km. nisbətən seyrək məskunlaşan kənd ərazisidir, halbuki bu rəqəm 1000 nəfər/kv.km-dir. artıq şəhərətrafı ərazilər üçün xarakterikdir. Şəhər mərkəzləri asanlıqla 10 nəfər/kv.km.-ni göstərir, lakin Manhettenin əhalisi 000 nəfər/kv.km-dir.
Üçüncü qrafik enlik üzrə əhalinin sıxlığını göstərir. Demək olar ki, bütün insanların 20 ilə 40 dərəcə şimal eni arasında cəmləşdiyini görmək olar. Bu, ümumiyyətlə, coğrafi və tarixi baxımdan baş verənlərdir, çünki cənub yarımkürəsinin böyük bir hissəsini okean tutur. Bununla belə, belə bir əhali sıxlığı qrupun memarları üçün çətin bir problemdir, çünki... Peyklər hər iki yarımkürədə bərabər vaxt keçirirlər. Üstəlik, Yer kürəsini, məsələn, 50 dərəcə bucaq altında fırlanan peyk, göstərilən enlik sərhədlərinə daha çox yaxın vaxt keçirəcək. Buna görə də, Starlink-ə ABŞ-ın şimalına xidmət etmək üçün yalnız 6 orbit lazımdır, ekvatoru əhatə etmək üçün isə 24 orbit.
Həqiqətən, əhalinin sıxlığı qrafikini peyk bürcünün sıxlığı qrafiki ilə birləşdirsəniz, orbitlərin seçimi aydın olur. Hər bir bar qrafiki SpaceX-in dörd FCC sənədindən birini təmsil edir. Şəxsən mənə elə gəlir ki, hər yeni hesabat əvvəlki hesabata əlavə kimidir, lakin istənilən halda əlavə peyklərin şimal yarımkürəsinin müvafiq regionları üzərində tutumlarını necə artırdığını görmək çətin deyil. Bunun əksinə olaraq, cənub yarımkürəsində əhəmiyyətli dərəcədə istifadə olunmamış potensial qalır - sevin, Avstraliya!
İstifadəçi məlumatları peykə çatdıqda onunla nə baş verir? Orijinal versiyada Starlink peyki onları dərhal xidmət sahələrinin yaxınlığında yerləşən xüsusi yerüstü stansiyaya ötürdü. Bu konfiqurasiya "birbaşa relay" adlanır. Gələcəkdə Starlink peykləri lazer vasitəsilə bir-biri ilə əlaqə saxlaya biləcəklər. Məlumat mübadiləsi əhalinin sıx məskunlaşdığı şəhərlərdə pik həddə çatacaq, lakin məlumatlar lazerlər şəbəkəsi üzərində iki ölçüdə paylana bilər. Praktikada bu o deməkdir ki, peyklər şəbəkəsində gizli kommunikasiya şəbəkəsi üçün böyük imkan var, yəni istifadəçi məlumatları istənilən uyğun yerdə “Yerə yenidən ötürülə bilər”. Praktikada mənə elə gəlir ki, SpaceX yer stansiyaları ilə birləşdiriləcək
Belə çıxır ki, peyklər bir yerdə hərəkət etmədikcə, peykdən peykə rabitə xırda iş deyil. FCC-yə verilən ən son hesabatlar peyklərin 11 fərqli orbital bürcünü bildirir. Müəyyən bir qrup daxilində peyklər eyni hündürlükdə, eyni bucaqda və bərabər ekssentrikliklə hərəkət edirlər, yəni lazerlər yaxınlıqdakı peykləri nisbi rahatlıqla tapa bilir. Lakin qruplar arasında bağlanma sürəti km/san ilə ölçülür, ona görə də qruplar arasında əlaqə, mümkünsə, qısa, tez idarə olunan mikrodalğalı keçidlər vasitəsilə həyata keçirilməlidir.
Orbital qrup topologiyası işığın dalğa-hissəcik nəzəriyyəsinə bənzəyir və bizim misalımıza xüsusilə aid deyil, amma məncə gözəldir, ona görə də məqaləyə daxil etdim. Bu bölmə sizi maraqlandırmırsa, birbaşa “Əsas Fizikanın Limitləri”nə keçin.
Torus və ya pişi iki radiusla müəyyən edilmiş riyazi obyektdir. Torusun səthində dairələr çəkmək olduqca sadədir: formasına paralel və ya perpendikulyar. Torusun səthində çəkilə bilən, hər ikisi də onun mərkəzindəki və kontur ətrafından keçən bir dəlikdən keçən daha iki dairə ailəsinin olduğunu tapmaq maraqlı ola bilər. Bu sözdə
Peyk orbitləri dairələrdən çox ellipslər olsa da, eyni dizayn Starlink üçün də tətbiq olunur. Çoxlu orbital müstəvilərdə, hamısı eyni bucaq altında olan 4500 peykdən ibarət bürc Yer səthinin üstündə davamlı olaraq hərəkət edən formasiya əmələ gətirir. Verilmiş enlik nöqtəsindən yuxarı şimala doğru istiqamətlənmiş formasiya dönüb cənuba doğru hərəkət edir. Toqquşmaların qarşısını almaq üçün orbitlər bir qədər uzadılacaq ki, şimala doğru hərəkət edən təbəqə cənuba doğru hərəkət edən təbəqədən bir neçə kilometr yuxarıda (və ya aşağıda) olacaq. Bu təbəqələrin hər ikisi birlikdə aşağıda çox şişirdilmiş diaqramda göstərildiyi kimi partlamış bir torus əmələ gətirir.
Nəzərinizə çatdırım ki, bu torus daxilində qonşu peyklər arasında əlaqə həyata keçirilir. Ümumiyyətlə, müxtəlif təbəqələrdə peyklər arasında birbaşa və davamlı əlaqə yoxdur, çünki lazer yönləndirməsi üçün bağlanma sürətləri çox yüksəkdir. Qatlar arasında məlumat ötürmə yolu, öz növbəsində, torusun üstündən və ya altından keçir.
Ümumilikdə 30 peyk ISS orbitindən çox geridə, 000 yuvalanmış toridə yerləşəcək! Bu diaqram şişirdilmiş ekssentriklik olmadan bütün bu təbəqələrin necə yığıldığını göstərir.
Nəhayət, optimal uçuş hündürlüyü haqqında düşünməlisiniz. Bir dilemma var: kiçik şüa ölçüləri ilə daha çox ötürmə qabiliyyəti verən aşağı hündürlük, yoxsa bütün planeti daha az peyklə əhatə etməyə imkan verən yüksək hündürlük? Zamanla, SpaceX-dən FCC-yə verilən hesabatlar getdikcə daha aşağı hündürlüklərdən danışırdı, çünki Starship təkmilləşdikcə, daha böyük bürcləri tez bir zamanda yerləşdirməyə imkan verir.
Aşağı hündürlüyün kosmik tullantılarla toqquşma riskinin azaldılması və ya avadanlığın nasazlığının mənfi nəticələri də daxil olmaqla digər üstünlükləri də var. Artan atmosfer sürüklənməsi səbəbindən, aşağıda yerləşən Starlink peykləri (330 km) mövqe nəzarətini itirdikdən sonra həftələr ərzində yanacaqlar. Həqiqətən, 300 km peyklərin çətinliklə uçduğu bir hündürlükdür və hündürlüyü qorumaq üçün quraşdırılmış Kripton elektrik raket mühərriki, eləcə də sadələşdirilmiş dizayn tələb olunur. Nəzəri olaraq, elektrik raket mühərriki ilə təchiz edilmiş kifayət qədər uclu bir peyk 160 km hündürlüyü sabit saxlaya bilər, lakin SpaceX-in peykləri bu qədər aşağı buraxacağı ehtimalı azdır, çünki tutumunu artırmaq üçün daha bir neçə hiylə var.
Fundamental Fizikanın Məhdudiyyətləri
İstehsal inkişaf etmiş və tam avtomatlaşdırılmış və Starship gəmiləri tamamilə təkrar istifadə olunsa belə, peykin yerləşdirilməsinin dəyərinin 35 mindən çox aşağı düşəcəyi ehtimalı azdır və fizikanın peykə hansı məhdudiyyətlər qoyacağı hələ tam məlum deyil. . Yuxarıdakı təhlil 80 Gbps pik ötürmə qabiliyyətini nəzərdə tutur. (hər biri 100 Mbit/s ötürməyə qadir olan 100-ə qədər şüa yuvarlaqlaşdırsanız).
Maksimum kanal tutumu həddi təyin edilib
100 şüa praktikdirmi? Bu problemin iki aspekti var: şüa genişliyi və mərhələli massiv elementinin sıxlığı. Şüa eni dalğa uzunluğunun antenanın diametrinə bölünməsi ilə müəyyən edilir. Rəqəmsal fazalı sıra antenası hələ də xüsusi bir texnologiyadır, lakin maksimum faydalı ölçülər eni ilə müəyyən edilir.
Hər biri 2500 Gb/s sürəti dəstəkləyən 58-ə yaxın kanal çox böyük məlumatdır - təxminən desək, 145 Tb/s. Müqayisə üçün qeyd edək ki, 2020-ci ildə bütün internet trafiki
330 kilometrlik orbitdə peyk üçün 0,01 radyan şüası 10 kv.km ərazini əhatə edir. Manhetten kimi xüsusilə sıx məskunlaşan ərazilərdə bu ərazidə 300-ə qədər insan yaşayır. Hamısı birdən Netflix-ə baxmağa başlasalar (HD keyfiyyətdə 000 Mbps) necə olacaq? Ümumi məlumat sorğusu 7 GB/san olacaq ki, bu da FPGA serial interfeysi tərəfindən qoyulan cari ciddi limitdən təxminən 2000 dəfə çoxdur. Bu vəziyyətdən iki çıxış yolu var, onlardan yalnız biri fiziki cəhətdən mümkündür.
Birincisi, orbitə daha çox peyk yerləşdirməkdir ki, istənilən vaxt yüksək tələbat olan ərazilərdə 35-dən çox peyk asılı olsun. Göyün məqbul ünvanlı sahəsi və orta orbital hündürlüyü 1 km üçün yenidən 400 steradian götürsək, 0,0002 / kv.km və ya ümumilikdə 100 qruplaşma sıxlığı alırıq - əgər onlar bərabər paylansalar. Yer kürəsinin bütün səthi. Xatırlayaq ki, SpaceX-in seçilmiş orbitləri 000-20 dərəcə şimal eni daxilində sıx məskunlaşan ərazilərdə əhatə dairəsini kəskin şəkildə artırır və indi 40 peykin sayı sehrli görünür.
İkinci fikir daha sərindir, lakin təəssüf ki, həyata keçirilə bilməz. Xatırladaq ki, şüa eni fazalı sıra antennasının eni ilə müəyyən edilir. Birdən çox peykdəki çoxsaylı massivlər daha dar bir şüa yaratmaq üçün gücü birləşdirsəydi - bu kimi radio teleskoplar kimi
Məlum olub ki, kanalların bucaq müxtəlifliyi ilə ayrılması - axırda peyklər səmada yerləşdirilir - fizika qanunlarını pozmadan ötürmə qabiliyyətini adekvat təkmilləşdirməyi təmin edir.
Tətbiq
Starlink müştəri profili nədir? Varsayılan olaraq, bunlar damlarında pizza qutuları ölçüsündə antenaları olan yüz milyonlarla istifadəçidir, lakin başqa yüksək gəlir mənbələri də var.
Uzaq və kənd ərazilərində yerüstü stansiyaların şüa genişliyini maksimuma çatdırmaq üçün mərhələli sıra antenalarına ehtiyac yoxdur, beləliklə, IoT aktiv izləyicilərindən tutmuş əl peyk telefonlarına, fövqəladə mayaklara və ya heyvanların izlənilməsi üçün elmi alətlərə qədər daha kiçik abunəçi cihazları mümkündür.
Sıx şəhər mühitlərində Starlink mobil şəbəkəyə əsas və ehtiyat nüsxəsini təmin edəcək. Hər bir hüceyrə qülləsinin üstündə yüksək performanslı yer stansiyası ola bilər, lakin gücləndirmə və son mil ötürülməsi üçün yer əsaslı enerji mənbələrindən istifadə edin.
Nəhayət, hətta ilkin buraxılış zamanı tıxac olan ərazilərdə belə, olduqca aşağı gecikmə ilə aşağı orbitli peyklər üçün tətbiqlər mümkündür. Maliyyə şirkətləri özləri sizin əlinizə çoxlu pul qoyurlar - sadəcə olaraq dünyanın bütün guşələrindən həyati vacib məlumatları ən azı bir az daha tez əldə etmək üçün. Starlink vasitəsilə məlumatların adi haldan daha uzun bir səyahətə malik olmasına baxmayaraq - kosmosda - vakuumda işığın yayılma sürəti kvars şüşəsinə nisbətən 50% daha yüksəkdir və bu, daha uzun məsafələrə ötürülən zaman fərqi ödəyir.
Mənfi nəticələr
Son bölmə mənfi nəticələrdən bəhs edir. Məqalənin məqsədi sizi layihə ilə bağlı hər hansı yanlış təsəvvürlərdən təmizləməkdir və mübahisələrin potensial mənfi nəticələri ən çox narahatlıq doğurur. Lazımsız təfsirdən çəkinərək bəzi məlumatlar verəcəm. Mən hələ də kəşfiyyatçı deyiləm və SpaceX-dən heç bir insayderim yoxdur.
Məncə, ən ciddi nəticələr internetə çıxışın artması ilə bağlıdır. Hətta mənim doğma şəhərim olan Pasadenada, bir neçə rəsədxanaya, dünya səviyyəli universitetə və böyük NASA obyektinə ev sahibliyi edən, milyondan çox əhalisi olan canlı və texnoloji biliklərə malik şəhərdə, İnternet xidmətlərinə gəldikdə seçimlər məhduddur. ABŞ-da və dünyanın qalan hissəsində İnternet provayderlər rahat, rəqabətsiz bir mühitdə ayda 50 milyon dollar qazanmağa çalışdıqları üçün icarə axtaran ictimai xidmətə çevrilib. Ola bilsin ki, mənzillərə və yaşayış binalarına göstərilən istənilən xidmət kommunal xidmətdir, lakin internet xidmətlərinin keyfiyyəti su, işıq və ya qazdan daha aşağı səviyyədədir.
Status-kvo ilə bağlı problem ondan ibarətdir ki, su, elektrik və ya qazdan fərqli olaraq, internet hələ də gəncdir və sürətlə inkişaf edir. Biz onun üçün daim yeni istifadələr tapırıq. Ən inqilabi şeylər hələ kəşf edilməmişdir, lakin paket planları rəqabət və innovasiya imkanlarını boğur. Milyarlarla insan geridə qalıb
İnterneti davamlı olaraq göydən paylayan Starlink şirkəti bu modeli pozur. Mən hələ milyardlarla insanı İnternetə qoşmaq üçün daha yaxşı bir yol bilmirəm. SpaceX internet xidməti təminatçısı və potensial olaraq Google və Facebook-a rəqib olan bir internet şirkəti olmaq yolundadır. Əminəm ki, bu barədə düşünməmisiniz.
Peyk İnternetinin ən yaxşı seçim olduğu aydın deyil. SpaceX və yalnız SpaceX tez bir zamanda geniş peyk bürcü yaratmaq iqtidarındadır, çünki yalnız o, kosmik gəmilərin buraxılışında hökumət-hərbi inhisarını qırmağa on il sərf etdi. Iridium bazarda cib telefonlarını XNUMX dəfə qabaqlasa belə, ənənəvi buraxılış yastiqciqlarından istifadə edərək hələ də geniş yayılmağa nail olmayacaq. SpaceX və onun unikal biznes modeli olmadan qlobal peyk internetinin heç vaxt baş verməməsi şansı var.
İkinci böyük zərbə isə astronomiyaya dəyəcək. İlk 60 Starlink peykinin buraxılmasından sonra beynəlxalq astronomiya ictimaiyyəti tərəfindən tənqid dalğası yarandı və peyklərin sayının dəfələrlə artması onların gecə səmasına çıxışını əngəlləyəcək. Belə bir deyim var: astronomlar arasında ən böyük teleskopu olan ən gözəldir. Mübaliğəsiz, müasir dövrdə astronomiya ilə məşğul olmaq çətin işdir və artan işıq çirklənməsi və digər səs-küy mənbələri fonunda təhlilin keyfiyyətini artırmaq üçün daimi mübarizəni xatırladır.
Astronomun ehtiyac duyduğu son şey teleskopun fokusunda yanıb-sönən minlərlə parlaq peykdir. Həqiqətən də, ilk İridium bürcü günəş işığını Yerin kiçik sahələrinə əks etdirən böyük panellər sayəsində "məşəl" yaratmaq üçün şöhrət qazandı. Belə oldu ki, onlar Ayın dörddə birinin parlaqlığına çatdılar və bəzən hətta təsadüfən həssas astronomik sensorları zədələdilər. Starlink-in radio astronomiyasında istifadə olunan radio zolaqlarını işğal edəcəyi ilə bağlı qorxular da əsassız deyil.
Peyk izləmə proqramını yükləsəniz, aydın bir axşam səmada onlarla peykin uçduğunu görə bilərsiniz. Peyklər gün batdıqdan sonra və səhərdən əvvəl görünür, ancaq günəş şüaları ilə işıqlandırıldıqda. Gecənin gec saatlarında peyklər Yerin kölgəsində görünməz olurlar. Kiçik, son dərəcə uzaq, çox tez hərəkət edirlər. Uzaq bir ulduzu bir millisaniyədən az müddətə gizlədəcəkləri şansı var, amma məncə bunu aşkar etmək hətta hemoroid olacaq.
Səmanın işıqlandırılması ilə bağlı güclü narahatlıq, ilk buraxılış peyklərinin təbəqəsinin Yerin terminatoruna yaxın qurulmasından yarandı, yəni. Gecədən gecə, Avropa - və yay idi - axşam alaqaranlığında səmada uçan peyklərin epik mənzərəsinə baxırdı. Bundan əlavə, FCC hesabatlarına əsaslanan simulyasiyalar göstərdi ki, 1150 km orbitdəki peyklər astronomik alatoranlıq keçdikdən sonra da görünəcək. Ümumiyyətlə, alacakaranlıq üç mərhələdən keçir: mülki, dəniz və astronomik, yəni. günəş üfüqdən müvafiq olaraq 6, 12 və 18 dərəcə aşağıda olduqda. Astronomik alacakaranlığın sonunda, günəş şüaları atmosferdən və Yer orbitinin çox hissəsindən xeyli kənarda, zenitdə səthdən təxminən 650 km məsafədədir. Məlumatlarına əsasən
Üçüncü problem orbitdəki dağıntılardır. IN
Peyklər 350 km yüksəkliyə buraxılır, sonra quraşdırılmış mühərriklərdən istifadə edərək nəzərdə tutulan orbitə uçur. Buraxılış zamanı ölən hər hansı bir peyk bir neçə həftə ərzində orbitdən çıxacaq və növbəti min il ərzində başqa yerdə orbitə çıxmayacaq. Bu yerləşdirmə strateji olaraq pulsuz giriş üçün sınaqdan keçir. Bundan əlavə, Starlink peykləri en kəsiyində düzdür, yəni yüksəklik nəzarətini itirdikdə atmosferin sıx təbəqələrinə daxil olurlar.
Az adam bilir ki, SpaceX squibs əvəzinə alternativ montaj növlərindən istifadə edərək astronavtikada pioner oldu. Demək olar ki, bütün işə salma saytları mərhələləri, peykləri, yarmarkaları və s. yerləşdirərkən squiblərdən istifadə edir və bununla da zibilin potensial miqdarını artırır. SpaceX, həmçinin, sərt kosmik mühitdə xarab olmamaları və dağılmamaları üçün yuxarı pillələri qəsdən orbitdən çıxararaq, kosmosda əbədi sallanmasının qarşısını alır.
Nəhayət, qeyd etmək istədiyim son məsələ, SpaceX-in özünün internet inhisarını yaratmaqla mövcud internet inhisarını sıxışdırıb çıxarması şansıdır. SpaceX öz nişində artıq buraxılışları inhisara alır. Yalnız rəqib hökumətlərin kosmosa zəmanətli çıxış əldə etmək istəyi çox vaxt iri inhisarçı müdafiə podratçıları tərəfindən yığılan bahalı və köhnəlmiş raketlərin məhv edilməsinin qarşısını alır.
SpaceX-in 2030-cu ildə hər il 6000 peykini, üstəlik köhnə zaman üçün bir neçə casus peykini orbitə çıxaracağını təsəvvür etmək o qədər də çətin deyil. Ucuz və etibarlı peyklər SpaceX üçüncü tərəf cihazları üçün “rack space” satacaq. Kosmosda istifadə edilə bilən kamera yarada bilən hər hansı bir universitet bütöv bir kosmik platformanın qurulması xərclərini ödəmədən onu orbitə çıxara biləcək. Kosmosa bu qədər inkişaf etmiş və məhdudiyyətsiz çıxışla Starlink artıq peyklərlə əlaqələndirilir, tarixi istehsalçılar isə keçmişə çevrilir.
Tarixdə bazarda o qədər böyük yer tutan qabaqcıl şirkətlərin nümunələri var ki, onların adları məşhur adlara çevrildi: Hoover, Westinghouse, Kleenex, Google, Frisbee, Xerox, Kodak, Motorola, IBM.
Problem o zaman yarana bilər ki, qabaqcıl şirkət öz bazar payını qorumaq üçün rəqabətə zidd təcrübələrlə məşğul olur, baxmayaraq ki, buna prezident Reyqandan bəri tez-tez icazə verilir. SpaceX öz Starlink inhisarını qoruyub saxlaya bilər, digər peyk bürcləri tərtibatçılarını köhnə Sovet raketlərində peyklər buraxmağa məcbur edə bilər. Oxşar tədbirlər görüldü
Daha maraqlısı odur ki, SpaceX-in on minlərlə aşağı orbitli peyk yerləşdirməsi ümumi obyektlərin birgə seçimi kimi dizayn edilə bilər. Şəxsi mənfəət güdən özəl şirkət bir zamanlar ictimaiyyətə açıq olan və işğal olunmamış orbital mövqelərə daimi sahiblik edir. SpaceX-in yenilikləri əslində vakuumda pul qazanmağı mümkün etsə də, SpaceX-in intellektual kapitalının böyük hissəsi milyardlarla dollarlıq tədqiqat büdcəsi ilə inşa edilib.
Bir tərəfdən, özəl investisiyaları, tədqiqat və inkişaf fondlarını qoruyacaq qanunlara ehtiyacımız var. Bu qoruma olmadan novatorlar iddialı layihələri maliyyələşdirə bilməyəcək və ya şirkətlərini bu cür qorunmanın onlara veriləcəyi yerlərə köçürəcəklər. İstənilən halda mənfəət əldə olunmadığından camaat əziyyət çəkir. Digər tərəfdən, insanları, o cümlədən səmanın nominal sahiblərini ictimai malları ilhaq edən kirayə axtaran özəl qurumlardan qoruyacaq qanunlara ehtiyacımız var. Özlüyündə nə biri, nə də digəri doğru deyil, hətta mümkün deyil. SpaceX-in inkişafları bu yeni bazarda orta zəmin tapmaq şansı verir. Biz innovasiyaların tezliyini və sosial rifahın yaradılmasını maksimuma çatdırdıqda bunun aşkar edildiyini başa düşəcəyik.
Son fikirlər
Bu yazını başqasını bitirdikdən dərhal sonra yazdım -
Zənginlər və hərbçilər uzun müddətdir peyk İnternetindən istifadə edirlər, lakin Starship olmadan hər yerdə, ümumi və ucuz Starlink sadəcə mümkün deyil.
Onlar uzun müddətdir ki, buraxılış haqqında danışırlar, lakin çox ucuz və buna görə də maraqlı platforma olan Starship Starlink olmadan mümkün deyil.
İnsanlı kosmosun tədqiqi haqqında çoxdan danışılır və əgər siz...
Mənbə: www.habr.com