Гэты артыкул з серыі, прысвечанай .
– план SpaceX раздаваць інтэрнэт праз дзясяткі тысяч спадарожнікаў – галоўная тэма ў прысвечанай космасу прэсе. Штотыдзень выходзяць артыкулы пра апошнія дасягненні. Калі ўвогуле схема ясная, ды азнаёміўшыся з , добра матываваны чалавек (скажам, ваш пакорны слуга) можа накапаць вельмі шмат дэталяў. Тым не менш з гэтай новай тэхналогіяй па-ранейшаму звязана шмат памылак, нават у асвечаных аглядальнікаў. Нярэдка трапляюцца артыкулы, у якіх Starlink параўноўваюць з OneWeb і Kuiper (сярод іншых) так, быццам яны канкуруюць на роўных. Іншыя аўтары, відавочна заклапочаныя дабром планеты, лямантуюць аб касмічным смецці, касмічным праве, стандартах і бяспецы астраноміі. Спадзяюся, што дачытаўшы гэты - даволі доўгі - артыкул, чытач лепш зразумее і прасякнецца ідэяй Starlink.
нечакана закранула адчувальную струнку ў душах маіх нешматлікіх чытачоў. У ёй я тлумачыў, як Starship надоўга выведзе SpaceX у лідары і ў той жа час забяспечыць механізм для новых даследаванняў космасу. Падтэкст такі, што традыцыйная спадарожнікавая індустрыя не ў сілах угнацца за SpaceX, якая стабільна нарошчвае магутнасці і зніжае выдаткі на сямейства ракет Falcon, ставячы SpaceX у цяжкае становішча. З аднаго боку, яна фармавала рынак коштам, у лепшым выпадку, у некалькі мільярдаў у год. З іншага, распальвала ў сабе несуцішны апетыт да грошай - для будаўніцтва велізарнай ракеты, на якой, аднак, амаль няма каго адпраўляць на Марс, ды і неадкладнага прыбытку чакаць не даводзіцца.
Рашэнне гэтай парнай праблемы - Starlink. Збіраючы і запускаючы ўласныя спадарожнікі, SpaceX змагла б стварыць і вызначыць новы рынак для высокаэфектыўнага і дэмакратызаванага доступу да сувязі праз космас, забяспечыць прыток фінансаў для пабудовы ракеты, пакуль тая яшчэ не ўтапіла кампанію, і павысіць сваю эканамічную каштоўнасць да трыльёнаў. Не варта недаацэньваць маштаб амбіцый Ілона. Усяго існуе не так ужо і шмат галін, дзе круцяцца трыльёны долараў: энергетыка, высакахуткасныя транспартныя зносіны, сувязь, ІТ, ахова здароўя, сельская гаспадарка, урад, абарона. Нягледзячы на распаўсюджаныя памылкі, , и - Бізнес не жыццяздольны. Ілон уварваўся ў сферу энергетыкі са сваёй Tesla, але надзейны і ёмісты рынак для спадарожнікаў і запускаў ракет забяспечаць толькі тэлекамунікацыі.
Упершыню Ілон Маск звярнуў погляд у бок космасу, калі захацеў бязвыплатна ўкласці 80 млн. долараў у місію па вырошчванні раслін на марсіянскім зондзе. Будаўніцтва горада на Марсе абыдзецца, напэўна, у 100 000 разоў даражэй, так што Starlink - асноўная стаўка Маска на тое, каб забяспечыць мора грошай, гэтак неабходных для спонсарства .
Для чаго?
Я ўжо даўно планаваў гэты артыкул, але толькі на мінулым тыдні ў мяне склалася цэласная карцінка. Тады прэзідэнт SpaceX Гвін Шотвел дала Робу Бэрону неверагоднае інтэрв'ю, якое потым асвятліў для CNBC у цудоўнай Майкл Шыц, і якому прысвяцілі . Гэтае інтэрв'ю паказала велізарную розніцу ў падыходах да спадарожнікавай сувязі ў SpaceX і ўсіх астатніх.
Канцэпцыя нарадзілася ў 2012 годзе, калі ў SpaceX ўсвядомілі, што ў іх кліентаў – у асноўным, правайдэраў спадарожнікавай сувязі – вялізныя запасы грошай. Пускавыя пляцоўкі заломліваюць кошты за разгортванне спадарожнікаў і пры гэтым, нейкім чынам, прапускаюць адзін этап працы - як жа так? Ілон марыў стварыць спадарожнікавую групоўку для інтэрнэту і, не ў сілах выстаяць перад практычна невыканальнай задачай, закруціў працэс. Распрацоўка Starlink , Але да канца дадзенага артыкула вы, мой чытач, напэўна здзівіцеся, як жа на самой справе гэтыя цяжкасці малыя - улічваючы размах ідэі.
Ці патрэбна ўвогуле для інтэрнэту такая вялізная групоўка? І чаму зараз?
Толькі на маёй памяці інтэрнэт з чыста акадэмічнага пястоты ператварыўся ў першую і адзіную рэвалюцыйную інфраструктуру. Гэта — не тая тэма, якой варта прысвячаць разгорнуты артыкул, але я выкажу здагадку, што глабальна запатрабаванне ў інтэрнэце і прыбытак, які ён прыносіць, будуць і далей расці прыкладна на 25% у год.
Сёння амаль усе мы атрымліваем інтэрнэт ад невялікай колькасці геаграфічна ізаляваных манаполій. У ЗША AT&T, Time Warner, Comcast і жменька гульцоў мяльчэй падзялілі тэрыторыю, каб пазбегнуць канкурэнцыі, дзяруць за паслугі ў тры шкуры і купаюцца ў промнях ці ледзь не сусветнай нянавісці.
Для неканкурэнтных паводзін у правайдэраў ёсць важкі чыннік - акрамя ўсёпаглынальнай прагнасці. Пабудаваць інфраструктуру для інтэрнэту – мікрахвалевыя сотавыя вышкі і оптавалакно – гэта вельмі і вельмі дорага. Аб цудоўнай прыродзе інтэрнэту лёгка забыцца. Мая бабуля ўпершыню пайшла працаваць у Другую сусветную сувязісткай, а тэлеграф тады канкураваў за вядучую стратэгічную ролю з паштовымі галубамі! Для большасці з нас інфармацыйная супермагістраль - гэта нешта эфемернае, нематэрыяльнае, аднак біты падарожнічаюць па фізічным свеце, у якім ёсць межы, рэкі, горы, акіяны, буры, стыхійныя бедствы і іншыя перашкоды. Яшчэ ў 1996 году, калі праклалі першую оптавалакновую лінію па акіянскім дне, . Сваім фірмовым вострымі стылем ён жыва апісвае голы кошт і складанасць пракладкі гэтых ліній, па якіх потым усё роўна носяцца праклятыя «катэгі». За большую частку 2000-х кабеля цягнулі столькі, што кошт разгортвання ўражвала.
У свой час я працаваў у аптычнай лабараторыі і (калі памяць не змяняе) мы пабілі рэкорд таго часу, выдаўшы хуткасць мультыплекснай перадачы ў 500 Гб/сек. Абмежаванні па электроніцы дазвалялі нагружаць кожнае валакно на 0,1% ад тэарэтычнай прапускной здольнасці. Пятнаццаць гадоў мы гатовы перавысіць парог: калі перадача дадзеных выйдзе за яго, валакно расплавіцца, і мы да гэтага ўжо вельмі блізкія.
А трэба-то падняць струмень дадзеных над грэшнай зямлёй - у космас, дзе спадарожнік за пяць гадоў бесперашкодна аблятае "шарык" 30 000 разоў. Відавочна, здавалася б, рашэнне - дык чаму раней ніхто за яго не браўся?
Групоўка спадарожнікаў Iridium, распрацаваная і разгорнутая ў пачатку 1990-х кампаніяй Motorola (яшчэ падушыце іх?), стала першай глабальнай нізкаарбітальнай камунікацыйнай сеткай (як павабна распавядаецца ў ). Да таго часу, як яе разгарнулі, нішавая здольнасць маршрутызаваць невялікія пакеты дадзеных ад asset trackers аказалася яе адзіным ужываннем: сотавыя настолькі патаннелі, што спадарожнікавыя тэлефоны так і не зайшлі. У Iridium было 66 спадарожнікаў (плюс яшчэ некалькі запасных) на 6 арбітах – мінімальны набор для пакрыцця ўсёй планеты.
Калі Iridium хапала 66 спадарожнікаў, то навошта SpaceX дзясяткі тысяч? Чым яна так адрозніваецца?
SpaceX зайшла ў гэты бізнэс з супрацьлеглага канца – пачынала з запускаў. Стала піянерам у сферы захавання ракеты-носьбіта і такім чынам завалодала рынкам танных пускавых пляцовак. Спробы перабіць іх прапанову ніжэйшай цаной шмат грошай не прынясуць, так што адзіны спосаб неяк наварыцца на іх залішняй магутнасці - стаць іх кліентам. Выдаткі SpaceX на запуск уласных спадарожнікаў (на 1 кг) Iridium, а таму яны ў стане выйсці на істотна шырэйшы рынак.
Сусветны ахоп Starlink забяспечыць доступ да высакаякаснага інтэрнета ў любым кутку свету. Упершыню даступнасць інтэрнэту будзе залежаць не ад блізкасці краіны ці горада да лініі оптавалакна, а ад чысціні неба над галавой. Карыстальнікі па ўсім свеце атрымаюць доступ да вольнага ад кайданоў глабальнага інтэрнэту незалежна ад іх уласных у рознай ступені дрэнных і/або нячыстых на руку ўрадавых манаполій. Здольнасць Starlink парушыць гэтыя манаполіі каталізуе неверагодныя па маштабе станоўчыя змены, якія, нарэшце, аб'яднаюць мільярды людзей у глабальную кібернетычную супольнасць будучыні.
Невялікі лірычны адступ: што гэта наогул азначае?
Для людзей, якія растуць сёння, у эпоху ўсюдыіснай злучнасці, інтэрнэт - як паветра, якім мы дыхаем. Ён проста ёсць. Але гэта - калі забыцца пра яго неверагодную сілу несці станоўчыя перамены - і мы ўжо ў самым іх цэнтры. З дапамогай інтэрнэту людзі могуць заклікаць да адказнасці сваіх лідэраў, размаўляць з іншымі людзьмі на іншым канцы свету, дзяліцца думкамі, вынаходзіць нешта новае. Інтэрнэт аб'ядноўвае чалавецтва. Гісторыя мадэрнізацый - гэта гісторыя развіцця магчымасцяў для абмену дадзенымі. Перш - шляхам прамоў і эпічнай паэзіі. Потым - на лісьце, якое дае голас мёртвым, і яны зьвяртаюцца да жывых; ліст дазваляе захоўваць дадзеныя і робіць магчымым асінхронную камунікацыю. Друкаваная прэса паставіла вытворчасць навін на паток. Электронная камунікацыя - паскорыла перадачу дадзеных па свеце. Персанальныя прылады для захоўвання нататак паступова станавіліся складаней, эвалюцыянуючы ад запісных кніжак да сотавых тэлефонаў, кожны з якіх – гэта падлучаны з інтэрнэту кампутар, нашпігаваны датчыкамі і з кожным днём усё лепш прадбачыць нашы запатрабаванні.
Чалавек, які выкарыстоўвае ліст і кампутар падчас спазнанняў, мае больш шанцаў пераадолець абмежаванні неідэальна развітага мозгу. Яшчэ больш цешыць тое, што сотавыя тэлефоны – гэта і магутныя прылады для захоўвання дадзеных, і механізм абмену ідэямі. Калі раней людзі, дзелячыся думкамі, належылі на прамову, якую накідвалі ў блакнотах, то сёння норма - калі запісныя кніжкі самі дзеляцца ідэямі, якія згенеравалі людзі. Традыцыйная схема зведала інверсію. Лагічны працяг працэсу - нейкая форма калектыўнага метапазнання, з дапамогай персанальных прылад, і звязаных адзін з адным. І няхай мы яшчэ настальгуем па страчанай сувязі з прыродай і адзіноце, важна памятаць, што тэхналогія і толькі тэхналогія адказвае за ільвіную долю нашага вызвалення ад «прыродных» цыклаў няведання, заўчаснай смерці (якой можна пазбегнуць), гвалту, голаду і псуты зубоў.
Як?
Пагаворым аб бізнэс-мадэлі і архітэктуры праекту Starlink.
Каб Starlink стаў прыбытковым прадпрыемствам, прыток сродкаў павінен перавышаць выдаткі на будаўніцтва і эксплуатацыю. Традыцыйна капіталаўкладанне мае на ўвазе падвышаныя пачатковыя выдаткі, выкарыстанне выдасканаленага спецыялізаванага фінансавання і механізмаў страхоўкі - і ўсё, каб запусціць спадарожнік. Геастацыянарны спадарожнік сувязі можа абысціся ў 500 млн. долараў, а зборка і запуск заняць 5 гадоў. Таму кампаніі ў гэтай сферы адначасова будуюць рэактыўныя судны або кантэйнеравозы. Гіганцкія траты, прыток сродкаў, які ледзь пакрывае выдаткі на фінансаванне, і параўнальна малы аператыўны бюджэт. І наадварот, крах першапачатковага Iridium складаўся ў тым, што Motorola прымусіла аператара выплаціць забойныя ліцэнзійныя зборы, збанкрутаваў прадпрыемства ўсяго за некалькі месяцаў.
Каб весці такі бізнес, традыцыйным спадарожнікавым кампаніям даводзілася абслугоўваць прыватных кліентаў і спаганяць высокія тарыфы за перадачу даных. Авіялініі, аддаленыя аванпасты, караблі, зоны баявых дзеянняў і ключавыя інфраструктурныя аб'екты плацяць прыкладна па 5 долараў за 1 МБ, што ў 5000 разоў даражэй за кошт традыцыйнай ADSL-сувязі, і гэта нягледзячы на затрымку ў перадачы даных і адносна нізкую прапускную здольнасць спадарожнікавага злучэння.
Starlink плануе канкураваць з наземнымі пастаўшчыкамі паслуг, а значыць, павінна будзе дастаўляць дадзеныя танней і, у ідэале, браць значна менш за 1 долар за 1 МБ. Ці магчыма такое? Ці, калі гэта магчыма, трэба спытаць: як такое магчыма?
Першы інгрэдыент новай стравы - танны запуск. На сёння Falcon прадае запуск на 24 тоны прыкладна за 60 млн. даляраў, а гэта - 2500 даляраў за 1 кг. Выходзіць, аднак, куды больш унутраных выдаткаў. Спадарожнікі Starlink будуць запускацца на ракетах-носьбітах шматразовага выкарыстання, так што маржынальныя выдаткі аднаго запуску – гэта кошт новай другой ступені (дзесьці 4 млн. даляраў), абцякальнікаў (1 млн.) і наземнага абслугоўвання (~1 млн.). Разам: недзе 100 тыс. долараў за спадарожнік, г.зн. больш за ў 1000 раз танней запуску звычайнага спадарожніка сувязі.
Большасць спадарожнікаў Starlink, аднак, запускацца будуць на Starship. І праўда, эвалюцыя Starlink, як паказваюць абноўленыя справаздачы ў ФКС, дае некаторае унутраная архітэктура праекта. Агульны лік спадарожнікаў у групоўцы вырасла з 1 584 да 2 825, потым да 7 518 і, нарэшце, да 30 000. Калі верыць валавым назапашванням, лічба яшчэ вышэй. Мінімальны лік спадарожнікаў для першага этапу распрацоўкі, каб праект быў жыццяздольны, - гэта 60 штук на 6 арбітах (усяго 360), тады як для поўнага пакрыцця ў межах 53 градусаў ад экватара патрабуецца 24 арбіты па 60 спадарожнікаў (усяго 1440). Гэта 24 запускі для Falcon за нейкіх 150 млн. долараў унутраных выдаткаў. Starship жа разлічаны на запуск да 400 спадарожнікаў за адзін раз, прыкладна за тую ж цану. Спадарожнікі Starlink трэба будзе замяняць кожныя 5 гадоў, такім чынам 6000 спадарожнікаў запатрабуюць 15 запускаў Starship у год. Гэта абыдзецца ў нейкіх 100 млн./год, або 15 тыс./спадарожнік. Кожны выводны на Falcon спадарожнік важыць 227 кг; узнімальныя на Starship спадарожнікі маглі б важыць і 320 кг і несці на сабе іншыя прыборы, быць некалькі буйней і пры гэтым не перавышаць дапушчальнай нагрузкі.
З чаго складаецца кошт спадарожнікаў? Сярод субратаў спадарожнікі Starlink некалькі незвычайныя. Яны збіраюцца, захоўваюцца і запускаюцца ў плоскім выглядзе і таму выключна простыя ў масавай вытворчасці. Як паказвае досвед, вытворчы кошт павінна арыентыровачна раўняцца кошту пускавой усталёўкі. Калі розніца ў кошце вялікая, значыць, няправільна размяркоўваюцца рэсурсы, бо комплекснае зніжэнне маржынальных выдаткаў пры зніжэнні выдаткаў не так ужо і вяліка. Няўжо па 100 тысяч долараў за спадарожнік пры першай партыі ў некалькі сотняў - гэта рэальна? Іншымі словамі, няўжо спадарожнік Starlink у прыладзе не складаней машыны?
Каб цалкам адказаць на гэтае пытанне, трэба зразумець, чаму кошт арбітальнага спадарожніка сувязі ў 1000 разоў вышэйшы, хай ён і не ў 1000 разоў больш складаны. Калі казаць зусім проста, то з якой радасці касмічнае "жалеза" каштуе так дорага? На тое ёсць мноства прычын, але самая важкая ў дадзеным выпадку такая: калі запуск спадарожніка на арбіту (да Falcon) каштуе больш за 100 млн., ён павінен гарантавана адпрацаваць шмат гадоў – каб прынесці хоць нейкі прыбытак. Забяспечыць такую надзейнасць у эксплуатацыі першага і адзінага выраба - працэс балючы і можа зацягнуцца на гады, запатрабаваўшы намаганняў сотняў людзей. Дадайце да гэтага выдаткі, і вось ужо лёгка апраўдаць дадатковыя працэсы, раз ужо запуск і без таго дорага абыходзіцца.
Starlink ламае гэтую парадыгму, ствараючы сотні спадарожнікаў, хутка выпраўляючы раннія недахопы ў праектаванні і прыцягваючы тэхнікі масавай вытворчасці для кіравання выдаткамі. Мне асабіста лёгка прадставіць канвеер Starlink, на якім тэхнік інтэгруе ў канструкцыю нешта новае і змацоўвае ўсё пластыкавай сцяжкай (узроўня NASA, вядома ж) за гадзіну-другую, падтрымліваючы неабходны ўзровень замены ў 16 спадарожнікаў/дзень. Спадарожнік Starlink складаецца з мноства мудрагелістых дэталяў, але я не бачу чыннікаў, па якіх да тысячнага юніту, які сыходзіць з канвеера, яго кошт нельга апусціць да 20 тыс. І праўда, у траўні Илон пісаў у Twitter, што кошт вытворчасці спадарожніка ўжо ніжэй кошту запуску .
Возьмем сярэдні выпадак і прааналізуем час акупляльнасці, акругляючы лікі. Адзін спадарожнік Starlink, сабраць і запусціць які каштуе 100 тыс., працуе 5 гадоў. Ці акупіць ён сябе, і калі так, то як хутка?
За 5 гадоў спадарожнік Starlink абляціць Зямлю 30 000 разоў. У кожны з такіх паўтарагадзінных віткоў ён большую частку часу правядзе над акіянам і, напэўна, 100 секунд над густанаселеным горадам. У гэтае кароткае акно ён і транслюе дадзеныя, спяшаючыся зарабіць грошай. Калі выказаць здагадку, што антэна падтрымлівае 100 прамянёў, а кожны прамень перадае 100 Мб/сек., выкарыстоўваючы сучасную кадоўку тыпу , то спадарожнік генеруе 1000 даляраў прыбытку за адзін віток - пры кошце падпіскі ў 1 даляр за 1 Гб. Гэтага дастаткова, каб за тыдзень акупіць кошт разгортвання ў 100 тыс. і выдатна спрашчае структуру капіталу. Пакінутыя 29 віткоў – гэта прыбытак, за вылікам пастаянных выдаткаў.
Меркаваныя лічбы могуць моцна вар'іравацца, прычым у абодва бакі. Але ў любым выпадку, калі ты здольны вывесці на нізкую арбіту якасную групоўку спадарожнікаў за 100 000 – ці няхай нават за 1 млн./юніт, – гэта сур'ёзная заяўка. Нават улічваючы смяхотна малы час выкарыстання, спадарожнік Starlink здольны за тэрмін эксплуатацыі даставіць 30 Пб дадзеных – пры амартызаваным кошце ў 0,003 даляра за 1 Гб. Пры гэтым пры перадачы на больш далёкія адлегласці маржынальныя выдаткі практычна не ўзрастаюць.
Каб зразумець значнасць гэтай мадэлі, давайце бегла параўнаем яе з двума іншымі мадэлямі пастаўкі дадзеных спажыўцам: традыцыйную – оптавалакновы кабель, і спадарожнікавую групоўку, прапанаваную кампаніяй, якая не спецыялізуецца на запусках спадарожнікаў.
, які злучае Францыю і Сінгапур, быў уведзены ў эксплуатацыю ў 2005 годзе. Прапускная здольнасць – 1,28 Тб/сек., кошт разгортвання – 500 млн. даляраў. Калі ён 10 гадоў будзе працаваць на 100% магутнасці, а накладныя выдаткі складуць 100% капітальных выдаткаў, то кошт перадачы выйдзе 0,02, 1 даляра за 8 Гб. Трансатлантычныя кабелі карацей і крыху танней, аднак падводны кабель - толькі адна сутнасць у доўгім ланцужку людзей, якія хочуць грошай за перадачу дадзеных. Асераднёная ацэнка для Starlink аказваецца ў XNUMX разоў танней, і пры гэтым у іх «усё ўключана».
Як такое магчыма? Спадарожнік Starlink уключае ўсё складанае начынне для электроннай камутацыі, якая патрэбна для сувязі оптавалакновых кабеляў, толькі для перадачы дадзеных замест дарагога і далікатнага провада выкарыстоўваецца вакуум. Перадача праз касмічную прастору скарачае колькасць утульных і аджывалых свой век манаполій, дазваляючы карыстачам звязвацца пасродкам яшчэ меншай колькасці "жалеза".
Параўнальны з канкуруючым распрацоўшчыкам спадарожнікаў OneWeb. OneWeb плануе стварыць групоўку з 600 спадарожнікаў, якія запусціць праз камерцыйных пастаўшчыкоў па кошце прыкладна ў 20 000 долараў за 1 кг. Вага аднаго спадарожніка - 150 кг, г.зн., пры ідэальным раскладзе, запуск аднаго юніту складзе прыкладна 3 млн. Кошт спадарожнікавага "жалеза" ацэньваецца ў 1 млн. на спадарожнік, г.зн. да 2027 году кошт усёй групоўкі складзе 2,6 млрд. Тэсты, якія правёў OneWeb, паказалі прапускную здольнасць у 50 Мб/сек. на піку, у ідэале, на кожны з 16 прамянёў. Прытрымліваючыся той жа схеме, па якой мы вылічвалі кошт Starlink, атрымліваем: кожны спадарожнік OneWeb генеруе 80 даляраў за віток, а ўсяго за 5 гадоў прынясе 2,4 млн. - ледзь пакрываючы выдаткі на запуск, калі лічыць яшчэ і перадачу дадзеных у аддаленыя рэгіёны . Разам атрымліваем 1,70 долараў за 1 Гб.
Нядаўна працытавалі словы Гвін Шотвел аб тым, што , А гэта мае на ўвазе канкурэнтны кошт у 0,10 даляраў за 1 Гб. І гэта яшчэ пры першапачатковай канфігурацыі Starlink: з менш аптымізаваным вытворчасцю, запускам на Falcon і абмежаваннямі ў перадачы дадзеных і толькі з пакрыццём поўначы ЗША. Атрымліваецца, у SpaceX бясспрэчная перавага: ужо сёння яны могуць запусціць куды больш прыдатны спадарожнік па кошце (за юніт) у 15 разоў ніжэй, чым у канкурэнтаў. Starship павялічыць адрыў у 100 разоў, калі не больш, так што няцяжка ўявіць, як да 2027 году SpaceX запускае 30 000 спадарожнікаў менш чым за 1 млрд. даляраў, большая частка якога яна забяспечыць з уласнага кашалька.
Упэўнены, ёсць і больш аптымістычныя аналізы датычна OneWeb і іншых якія падаюць надзеі распрацоўнікаў спадарожнікавых груповак, але я пакуль не ведаю, як у іх што ўладкована.
Нядаўна Морган Стэнлі , Што спадарожнікі Starlink абыдуцца па 1 млн. за зборку і 830 тыс. за запуск. . Цікава, што лічбы аналагічныя нашым падлікам датычна выдаткаў OneWeb, і, груба, у 10 разоў вышэй адзнакі першапачатковай версіі Starlink. Выкарыстанне Starship і прамысловай вытворчасці спадарожнікаў можа зменшыць кошт разгортвання спадарожнікаў да прыкладна 35 тыс./юніт. А гэта - дзіўна нізкая лічба.
Застаўся апошні пункт – параўнаць прыбытак на 1 Вт сонечнай энергіі, якая генеруецца для Starlink. Паводле фатаграфій на іх сайце, сонечная батарэя кожнага спадарожніка мае плошчу прыкладна ў 60 кв.м., г.зн. у сярэднім генеруе прыкладна 3 кВт або 4,5 кВт/г за віток. Па прыблізнай адзнацы, кожны віток будзе даваць 1000 даляраў, а кожны спадарожнік генеруе прыкладна 220 даляраў на КВт/ч. Гэта ў 10 000 разоў больш за аптовы кошт сонечнай энергіі, што лішні раз пацвярджае: . А мадуляцыя мікрахваляў для перадачы дадзеных – надмерная дабаўленая вартасць.
Архітэктура
У папярэднім раздзеле я даволі груба прадставіў нетрывіяльна істотную частку архітэктуры Starlink – тое, як яна працуе з вельмі нераўнамернай шчыльнасцю насельніцтва планеты. Спадарожнік Starlink выпускае сфакусаваныя прамяні, якія ўтвараюць плямы на паверхні планеты. Падпісчыкі ў межах плямы дзеляць адну шырыню паласы. Памеры плямы вызначаюцца фундаментальнай фізікай: першапачаткова яе шырыня гэта (вышыня спадарожніка х даўжыня мікрахвалі / дыяметр антэны), што для спадарожніка Starlink, у лепшым выпадку, складае пару кіламетраў.
У большасці гарадоў шчыльнасць насельніцтва - прыкладна 1000 чал. / кв.км., хоць месцамі і вышэй. У некаторых раёнах Токіа ці на Манхэтэне на пляму можа прыпадаць больш за 100 000 чалавек. На шчасце, у любым падобным густанаселеным горадзе ёсць канкурэнтны ўнутраны рынак шырокапалоснага інтэрнэту, не кажучы ўжо высокаразвітай сеткі мабільных тэлефонаў. Але, як бы там ні было, калі ў любы асобна ўзяты момант часу над горадам прысутнічае мноства спадарожнікаў адной групоўкі, прапускную здольнасць можна павялічыць шляхам прасторавага разнясення антэн, як і размеркаваннем частот. Іншымі словамі, дзясяткі спадарожнікаў могуць сфакусаваць самы магутны прамень у адной кропцы, а карыстачы ў гэтым рэгіёне будуць выкарыстоўваць наземныя тэрміналы, якія размяркуюць запыт паміж спадарожнікамі.
Калі на пачатковых этапах найбольш прыдатны рынак збыту паслуг - аддаленыя, сельскія або прыгарадныя раёны, то сродкі на далейшыя запускі паступяць ад больш якасных паслуг менавіта густанаселеным гарадах. Сцэнар - прама супрацьлеглы стандартнай схеме пашырэння рынку, пры якой канкурэнтныя паслугі, арыентаваныя на гарады, непазбежна церпяць зніжэнне прыбытку - па меры спроб пашырэння ў бок бяднейшых і слабазаселеных раёнаў.
Некалькі гадоў таму, калі я правёў падлікі, .
Я ўзяў дадзеныя з гэтай выявы і склаў 3 прыведзеных ніжэй графіка. Першы паказвае частату зямнога пляца па шчыльнасці засялення. Самае цікавае - гэта тое, што большая частка Зямлі наогул не заселена, тады як практычна ні ў адным рэгіёне няма больш за 100 чал. / кв.км.
Другі графік дэманструе частату людзей па шчыльнасці насельніцтва. І хоць большая частка планеты не заселена, асноўная частка людзей жыве ў раёнах, дзе людзей 100-1000 на кв.км. Пашыраная прырода гэтага піка (на парадак больш) адлюстроўвае бімадальнасць у схемах урбанізацыі. 100 чал. / кв.км. - Гэта адносна слаба населеная сельская мясцовасць, тады як лічба ў 1000 чал. / кв.км. характэрна ўжо для прыгарада. Цэнтры гарадоў лёгка паказваюць 10 000 чал. / кв.км., а вось насельніцтва Манхэтэна - 25 000 чал. / кв.км.
Трэці графік паказвае шчыльнасць засялення па шыраце. Відаць, што амаль усе людзі сканцэнтраваны ў межах ад 20-40 градусаў паўночнай шыраты. Так, па вялікім рахунку, склалася геаграфічна і гістарычна, паколькі вялізную частку паўднёвага паўшар'я займае акіян. І ўсё ж такая шчыльнасць насельніцтва - страшны выклік для архітэктараў групоўкі, т.я. у абодвух паўшар'ях спадарожнікі праводзяць роўную колькасць часу. Больш за тое, спадарожнік, які абарочваецца вакол Зямлі, пад вуглом, скажам, у 50 градусаў, больш часу будзе знаходзіцца бліжэй да названых межаў па шыраце. Вось чаму Starlink для абслугоўвання поўначы ЗША патрабуецца ўсяго 6 арбіт, тады як для пакрыцця экватара – 24.
І праўда, калі сумясціць графік шчыльнасці насельніцтва з графікам шчыльнасці спадарожнікавай групоўкі, выбар арбіт становіцца відавочны. Кожная гістаграма ўяўляе адну з чатырох справаздач SpaceX у ФКС. Асабіста мне здаецца, што кожная новая справаздача - як дапоўненая папярэдняя, але ў любым выпадку, няцяжка заўважыць, як дадатковыя спадарожнікі павялічваюць прапускную здольнасць над адпаведнымі рэгіёнамі ў паўночным паўшар'і. У процівагу гэтаму, вялізная невыкарыстоўваная прапускная здольнасць захоўваецца над паўднёвым паўшар'ем - узрадуйся, родная Аўстралія!
Што адбываецца з карыстацкімі дадзенымі, калі яны дасягаюць спадарожніка? У першапачатковай версіі спадарожнік Starlink неадкладна перадаваў іх назад на выдзеленую наземную станцыю каля зон абслугоўвання. Такая канфігурацыя называецца "прамая рэтрансляцыя". У будучыні спадарожнікі Starlink атрымаюць магчымасць звязвацца сябар з сябрам па лазеры. Свайго піка абмен дадзенымі будзе дасягаць над густанаселенымі гарадамі, але дадзеныя можна будзе размяркоўваць па сетцы лазераў у двух вымярэннях. На практыцы гэта азначае, што існуе велізарная магчымасць для ўтоенай транспартнай сеткі сувязі ў сетцы спадарожнікаў, гэта значыць карыстацкія дадзеныя можна "другасна перадаваць на Зямлю" у любым прыдатным месцы. На практыцы, мне здаецца, наземныя станцыі SpaceX будуць спалучацца з за межамі гарадоў.
Аказваецца, сувязь спадарожнік-спадарожнік - нетрывіяльная задача, калі спадарожнікі не рухаюцца сумесна. У самых свежых справаздачах у ФКС паведамляецца аб 11 выяўленых арбітальных групах спадарожнікаў. У межах канкрэтнай групы спадарожнікі рухаюцца на адной вышыні, пад адным нахілам, з роўным эксцэнтрысітэтам, а гэта значыць, што лазеры могуць знаходзіць спадарожнікі ў непасрэднай блізкасці адносна лёгка. Але хуткасці збліжэння паміж групамі вымяраюцца ў км/сек., таму камунікацыя паміж групамі, калі такая і магчымая, павінна ажыццяўляцца пасродкам кароткіх, хутка кіраваных мікрахвалевых злучэнняў.
Тапалогія арбітальных груп - гэта як карпускулярна-хвалевая тэорыя святла і не асабліва ставіцца да нашага прыкладу, але, як па мне, яна выдатная, таму я ўключыў яе ў артыкул. Калі вас гэты падзел не цікавіць, пераходзіце адразу да "Абмежаванняў фундаментальнай фізікі".
Тор - ці пончык - гэта матэматычны аб'ект, які вызначаецца двума радыусамі. На паверхні тора намаляваць акружнасці даволі проста: паралельна ці перпендыкулярна яго форме. Для вас, магчыма, стане цікавым адкрыццё - ёсць яшчэ два іншых сямейства колаў, якія можна адлюстраваць на паверхні тора, і абодва праходзяць праз адтуліну ў яго цэнтры і вакол контуру. Гэта т.зв. , і я выкарыстоўваў гэтую канструкцыю, калі ў 2015-м праектаваў тараід для шпулькі Тэсла «Падпалены чалавек».
І хоць арбіты спадарожнікаў – гэта, строга кажучы, эліпсы, а не колы, тая ж канструкцыя дастасавальная і ў выпадку Starlink. Групоўка з 4500 спадарожнікаў на некалькіх арбітальных плоскасцях, усё пад адным кутом, утвораць над паверхняй Зямлі бесперапынна які рухаецца пласт. Накіраваны ў бок поўначы пласт над зададзенай кропкай шыраты разгортваецца і рухаецца зваротна да поўдня. У пазбяганне сутыкненняў арбіты будуць злёгку выцягнутыя, так што які рухаецца на поўнач пласт апынецца на некалькі кіламетраў вышэй (або ніжэй) таго, што рухаецца на поўдзень. Разам абодва гэтых пласта ўтвараюць тор выдзьмутай формы, як паказана ніжэй на моцна ўвыдатненай схеме.
Нагадаю, што ў межах гэтага тара камунікацыя ажыццяўляецца паміж суседнімі спадарожнікамі. У агульных рысах, паміж спадарожнікамі ў розных пластах няма прамых і працяглых злучэнняў, паколькі хуткасці збліжэння для лазернага навядзення залішне высокія. Траекторыя перадачы дадзеных паміж пластамі, у сваю чаргу, праходзіць над ці пад торам.
Сумарна 30 000 спадарожнікаў будуць размешчаны ў 11 укладзеных торах, далёка адсталымі ад арбіты МКС! На гэтай схеме паказана, як спакаваны ўсе гэтыя пласты, без перабольшанага эксцэнтрысітэту.
І, нарэшце, варта задумацца аб аптымальнай вышыні палёту. Існуе дылема: малая вышыня, якая дае вялікую прапускную здольнасць пры меншых памерах прамянёў, ці вялікая - якая дазваляе пакрыць усю планету пры меншай колькасці спадарожнікаў? З цягам часу ў справаздачах у ФКС ад SpaceX гаварылася аб усё больш малых вышынях, бо, удасканальваючыся, Starship робіць магчымым хуткае разгортванне буйнейшых груповак.
Нізкая вышыня мае і іншыя перавагі, у тым ліку зніжаны рызыка сутыкнення з касмічным смеццем або негатыўныя наступствы адмовы абсталявання. З-за ўзмоцненага атмасфернага супраціву размешчаныя ніжэй за іншых спадарожнікі Starlink (330 км) будуць згараць у межах некалькіх тыдняў пасля страты кіравання арыентацыяй. І праўда, 300 км вышыня, на якой спадарожнікі амаль не лётаюць, і падтрыманне вышыні запатрабуе ўбудаванага электраракетнага рухавіка Krypton, гэтак жа як і абцякальнай канструкцыі. Тэарэтычна, спадарожнік досыць завостранай формы, на электраракетным рухавіку можа стабільна падтрымліваць вышыню ў 160 км, але ці наўрад SpaceX стане запускаць спадарожнікі так нізка, бо ў запасе ёсць яшчэ некалькі трукаў для павелічэння прапускной здольнасці.
Абмежаванні фундаментальнай фізікі
Здаецца малаверагодным, што кошты на размяшчэнне спадарожніка калі-небудзь апусцяцца моцна ніжэй за 35 тыс., нават калі вытворчасць будзе прасунутым і цалкам аўтаматызаваным, а караблі Starship цалкам шматразовымі, да таго ж яшчэ не да канца вядома, якія абмежаванні накладзе на спадарожнік фізіка. Прыведзены вышэй аналіз мяркуе пікавую прапускную здольнасць у 80 Гб / сек. (калі акругляць да 100 прамянёў, кожны з якіх здольны перадаваць 100 Мб/сек).
Крайняя мяжа прапускной здольнасці канала ўсталяваны ў і даецца ў статыстыцы па шырыні паласы (1+SNR). Шырыня паласы часта абмежавана , тады як SNR – даступнай энергіяй спадарожніка, фонавым шумам і перашкодамі на канале на ўвазе . Яшчэ адна прыкметная перашкода — хуткасць апрацоўкі. Найноўшыя FPGA Xilinx Ultrascale+ маюць , Што добра пры бягучых абмежаваннях інфармацыйнай ёмістасці канала без распрацоўкі карыстацкіх ASIC. Але нават тады 58 Гб/сек. запатрабуюць вялікага размеркавання частот, хутчэй за ўсё ў палосах Ка-або V-дыяпазону. V (40-75Ггц) мае больш даступныя цыклы, але схільны большаму паглынанню атмасферай, асабліва ў абласцях падвышанай вільготнасці.
Ці практычныя 100 прамянёў? У гэтай праблемы два аспекты: шырыня прамяня і шчыльнасць элемента фазаванай антэнай рашоткі. Шырыня прамяня вызначаецца даўжынёй хвалі, падзеленай на дыяметр антэны. Лічбавая фазаваная антэнная рашотка - усё яшчэ спецыялізаваная тэхналогія, але максімальныя карысныя памеры вызначаюцца шырынёй (каля 1м), а карыстацца радыёчастотнымі камунікацыямі - сабе даражэй. Шырыня хвалі ў Ка-дыяпазоне - каля 1 гл, пры гэтым шырыня прамяня павінна быць 0,01 радыяну - пры шырыні спектру на ўзроўні 50% амплітуды. Выкажам здагадку, што цялесны кут прамяня ў 1 стэрадыян (аналагічна ахопу аб'ектыва 50-міліметровай камеры), тады ў гэтай вобласці 2500 асобных прамянёў будзе дастаткова. Лінейнасць мае на ўвазе, што 2500 прамянёў запатрабуюць мінімум 2500 элементаў антэны ў межах рашоткі, што, у прынцыпе, рэальна, хоць і цяжкавыканальна. А яшчэ ўсё гэта будзе моцна грэцца!
Цалкам 2500 каналаў, кожны з якіх падтрымлівае 58 Гб/сек., – гэта велізарны аб'ём інфармацыі – калі груба, то 145 Тб/сек. Для параўнання, увесь інтэрнэт-трафік у 2020 годзе. . Добрыя навіны для тых, хто занепакоены прынцыпова нізкай шырынёй паласы спадарожнікавага інтэрнэту. Калі групоўка ў 30 000 спадарожнікаў запрацуе да 2026 году, глабальны інтэрнэт-трафік патэнцыйна складзе 800 Тб/сек. Калі палова гэтага аб'ёму будзе пастаўляцца ~500 спадарожнікамі над густанаселенымі раёнамі ў любы асобна ўзяты момант часу, то пікавая прапускная здольнасць на кожны спадарожнік складзе прыкладна 800 Гб/сек., а гэта ў 10 разоў вышэй, чым па нашых першапачатковых асноўных падліках, т.е. е. прыток фінансаў патэнцыйна вырастае ў 10 разоў.
Для спадарожніка на 330-кіламетровай арбіце, прамень у 0,01 радыяна пакрывае плошчу ў 10 кв.км. У асабліва густанаселеных раёнах накшталт Манхэтэна на такой плошчы пражывае да 300 000 чалавек. А калі яны ўсё зараз засядуць глядзець Netflix (7 Мб/сек. у HD-якасці)? Агульны запыт дадзеных складзе 2000 ГБ/сек., Што прыкладна ў 35 разоў перавышае бягучае строгае абмежаванне, накладзенае Пліса-інтэрфейсам паслядоўнага высновы. З гэтай сітуацыі ёсць два выхады, з якіх фізічна магчымы толькі адзін.
Першы - гэта вывесці на арбіту пабольш спадарожнікаў, каб у любы асобна ўзяты момант часу над абласцямі павышанага запыту вісела больш за 35 штук. Калі зноў узяць 1 стэрадыян для прымальнага адрасаванага ўчастка неба і сярэдняй арбітальнай вышыні ў 400 км, атрымліваем шчыльнасць групоўкі ў 0,0002/кв.км, або 100 000 за ўсё - калі раўнамерна размеркаваць іх над усёй паверхняй зямнога шара. Нагадаем, што абраныя арбіты SpaceX рэзка павялічваюць шчыльнасць пакрыцця над густанаселенымі абласцямі ў межах 20-40 градусаў паўночнай шыраты, і вось ужо лік у 30 000 спадарожнікаў здаецца магічным.
Другая ідэя нашмат страмчэй, але, як ні сумна, нерэалізуемая. Нагадаем, што шырыня прамяня вызначаецца шырынёй фазаванай антэнай рашоткі. Што калі мноства рашотак на некалькіх спадарожніках злучаць магутнасці, стварыўшы вузейшы прамень - прама як радыётэлескопы накшталт таго ж (вельмі вялікая антэнная сістэма)? Гэты метад спалучаны з адной складанасцю: базіс паміж спадарожнікамі трэба будзе вылічваць старанна - з дакладнасцю да субміліметра, - каб стабілізаваць фазу прамяня. І нават калі б такое было магчыма, які атрымаўся ў выніку прамень ці ледзь стрымае бакавыя пялёсткі, з прычыны малой шчыльнасці спадарожнікавай групоўкі ў небе. На зямлі шырыня прамяня звузілася б да некалькіх міліметраў (дастаткова, каб адсачыць антэну сотавага тэлефона), але іх былі б мільёны – з-за слабога прамежкавага абнулення. Дзякуй .
Аказваецца, падзел каналаў кутнім разнясеннем - бо спадарожнікі разнесены па небе - забяспечвае адэкватныя паляпшэнні ў прапускной здольнасці без парушэння законаў фізікі.
Ужыванне
Які профіль кліента Starlink? Па змаўчанні, гэта сотні мільёнаў карыстачоў, у якіх на дахах хат антэны памерам са скрынку з-пад піцы, але ёсць і іншыя крыніцы высокага прыбытку.
У аддаленых і сельскіх раёнах наземным станцыямі не патрэбныя фазаваныя антэнныя рашоткі для максімізацыі шырыні прамяня, так што магчыма ўжыванне меншай абаненцкай прылады: ад IoT asset tracker'аў да кішэнных спадарожнікавых тэлефонаў, аварыйных маякоў ці навуковых прыбораў для адсочвання жывёл.
У густанаселеных гарадскіх асяроддзях Starlink забяспечыць першасную і рэзервовую транспартную сетку для сотавай сеткі. На кожную сотавую вышку можна будзе ўсталяваць зверху высокапрадукцыйную наземную станцыю, але выкарыстоўваць наземныя крыніцы харчавання для ўзмацнення і перадачы праз "апошнюю мілю".
І нарэшце, нават у перанаселеных раёнах падчас першаснага выкату ёсць магчымасць ужывання для нізкаарбітальных спадарожнікаў з выключна мінімальнай затрымкай. Фінансавыя кампаніі самі соваюць вам у рукі немалыя грошы - толькі б хоць крыху хутчэй атрымліваць жыццёва важныя дадзеныя з усіх куткоў свету. І хай нават дадзеным праз Starlink маецца быць шлях даўжэй звыклага праз космас, хуткасць распаўсюджвання святла ў вакууме на 50% вышэй, чым у кварцавым шкле, а гэта з лішкам акупляе розніцу пры перадачы на вялікія дыстанцыі.
Негатыўныя наступствы
Апошні раздзел прысвечаны негатыўным наступствам. Мэта артыкула - пазбавіць вас ад памылак адносна праекта, а патэнцыйныя негатыўныя наступствы спрэчак выклікаюць больш за ўсё. Я прывяду сякія-такія звесткі, устрымаўшыся ад залішніх тлумачэнняў. Я ўсё ж не празорлівы, ды і інсайдаў з SpaceX у мяне няма.
Самыя, на мой погляд, сур'ёзныя наступствы нясе павялічаны доступ да інтэрнэту. Нават у маёй роднай Пасадэне, ажыўленым і тэхнічна развітым горадзе-мільённіку, дзе размяшчаецца некалькі абсерваторый, універсітэт сусветнага класа і найбуйнейшы цэнтр НАСА, выбар, калі справа даходзіць да інтэрнэт-паслуг, вельмі абмежаваны. Па ўсёй тэрыторыі ЗША і астатняй частцы свету інтэрнэт ператварыўся ў рентоориентированную камунальную паслугу, а правайдэрам абы слупіць свае 50 млн. даляраў у месяц ва ўтульнай, неканкурэнтнай абстаноўцы. Мабыць, любая паслуга, якая пастаўляецца ў кватэры і жылых дома, - камуналка, але якасць інтэрнэт-паслуг менш роўнае, чым вады, электрычнасці або газу.
Праблема статусу-кво ў тым, што, у адрозненне ад вады, электраэнергіі ці газу, інтэрнэт усё яшчэ малады і хутка развіваецца. Мы ўвесь час знаходзім яму новае ўжыванне. Самае рэвалюцыйнае да гэтага часу не адкрыта, але пакетныя планы душаць магчымасць канкурэнцыі і інавацый. Мільярды людзей застаюцца за бортам у сілу абставінаў нараджэння, ці таму што іх краіна занадта далёка ад магістралі падводнага кабеля. У буйныя рэгіёны планеты інтэрнэт да гэтага часу дастаўляюць геастацыянарныя спадарожнікі, па рабаўніцкай цане.
Starlink жа, бесперапынна раздавальны інтэрнэт з неба, парушае гэтую мадэль. Мне пакуль не знаёмы іншы лепшы спосаб, як падключыць да інтэрнэту мільярды людзей. SpaceX на шляху да таго, каб стаць інтэрнэт-правайдэрам і, патэнцыйна, інтэрнэт-кампаніяй, якая пацягаецца з Google і Facebook. Іду ў заклад, вы пра такое і не думалі.
Тое, што спадарожнікавы інтэрнэт - найлепшы з варыянтаў, не відавочна. SpaceX і толькі SpaceX у тым становішчы, каб хутка стварыць шырокую групоўку спадарожнікаў, бо толькі яна забіла дзесяцігоддзе на тое, каб парушыць урада-ваенную манаполію на запуск касмічных караблёў. Нават калі б Iridium абагнала на рынку сотавыя тэлефоны ў дзесяць разоў, яна б усё роўна не дабілася шырокага прымянення, выкарыстоўваючы традыцыйныя пускавыя пляцоўкі. Без SpaceX і яе ўнікальнай бізнэс-мадэлі вялікая верагоднасць, што глабальны спадарожнікавы інтэрнэт папросту ніколі не здарыцца.
Другі буйны ўдар давядзецца па астраноміі. Пасля запуску першых 60 спадарожнікаў Starlink пайшла хваля крытыкі ад міжнароднай астранамічнай супольнасці, маўляў, шматкроць павялічаная колькасць спадарожнікаў перакрые ім доступ да начнога неба. Ёсць такая прымаўка: сярод астраномаў той страмчэй, у каго тэлескоп больш. Без перабольшання, займацца астраноміяй у сучасную эпоху - задача архитрудная, нагадвае бесперапыннае дужанне за паляпшэнне якасці аналізу на фоне які расце светлавога забруджвання і іншых крыніц шуму.
Менш за ўсё астраному патрэбны тысячы яркіх спадарожнікаў, якія мільгаюць у фокусе тэлескопа. І праўда, першая групоўка Iridium набыла благую славу за тое, што давала "засветы" з-за буйных панэляў, якія адлюстроўвалі сонечнае святло на невялікія ўчасткі Зямлі. Здаралася, што яны дасягалі яркасці чвэрці Месяца і часам нават выпадкова пашкоджвалі адчувальныя астранамічныя датчыкі. Небеспадстаўныя і страхі, што Starlink уварваецца ў радыёдыяпазоны, якія выкарыстоўваюцца ў радыёастраноміі.
Калі спампаваць прыкладанне для адсочвання спадарожнікаў, то можна ўбачыць дзясяткі спадарожнікаў лятучых у небе ясным вечарам. Спадарожнікі відаць пасля заходу і перад світанкам, але толькі калі іх падсвятляюць сонечныя прамяні. Пазней, на працягу ночы спадарожнікі нябачныя ў цені Зямлі. Маленечкія, надзвычай далёкія, яны вельмі хутка рухаюцца. Ёсць шанец, што яны менш чым на мілісекунду засланяць далёкую зорку, але, думаю, нават засекчы гэта - той яшчэ гемарой.
Моцная занепакоенасць з-за засвятлення неба нарадзілася таму, што пласт спадарожнікаў першага запуску быў пабудаваны блізка да тэрмінатара Зямлі, г.зн. ноч за ноччу Еўропа - а справа была летам - назірала эпічную карціну, як спадарожнікі пралятаюць у небе ў вечаровым прыцемку. Далей, сімуляцыі на аснове справаздач у ФКС паказалі, што спадарожнікі на арбіце ў 1150 км будзе відаць нават пасля таго, як пройдзе астранамічнае змярканне. Наогул, змярканне праходзіць тры стадыі: грамадзянскую, марскую і астранамічную, - г.зн. калі сонца знаходзіцца ў 6, 12 і 18 градусах ніжэй лініі гарызонту адпаведна. У канцы астранамічных змяркання сонечныя прамяні знаходзяцца прыкладна ў 650 км ад паверхні ў зеніце, далёка за межамі атмасферы і большай частцы нізкай калязямной арбіты. Грунтуючыся на дадзеных з , я лічу, што ўсе спадарожнікі размесцяць на вышыні ніжэй за 600 км. У гэтым выпадку іх можна будзе бачыць у прыцемках, але не пасля наступлення ночы, што істотна знізіць патэнцыйныя наступствы для астраноміі.
Трэцяя праблема – смецце на арбіце. У я звярнуў увагу на тое, што спадарожнікі і смецце ніжэй за 600 км сыдуць з арбіты на працягу некалькіх гадоў - з-за супраціву атмасферы, моцна зніжаючы магчымасць сіндрому Кеслера. SpaceX мяшаюць з брудам, як быццам яны зусім не думаюць аб касмічным смецці. Вось я праглядаю дэталі рэалізацыі Starlink, і мне цяжка ўявіць лепшы спосаб зменшыць колькасць смецця на арбіце.
Спадарожнікі выводзяцца на вышыню 350 км, затым на ўбудаваных рухавіках адлятаюць на прызначаную ім арбіту. Усякі спадарожнік, які загінуў пры запуску, сыдзе з арбіты праз некалькі тыдняў, і яго не будзе матаць дзесьці яшчэ вышэй за найбліжэйшыя тысячы гадоў. Такое размяшчэнне стратэгічна прадугледжвае тэсціраванне на свабодны ўваход. Далей, спадарожнікі Starlink плоскія ў перасеку, а значыць, што, губляючы кантроль вышыні, яны ўваходзяць у шчыльныя пласты атмасферы.
Мала хто ведае, што SpaceX стала піянерам у касманаўтыцы, пачаўшы выкарыстоўваць альтэрнатыўныя віды мацавання замест пірапатронаў. Практычна ўсе пускавыя пляцоўкі выкарыстоўваюць пірапатроны пры разгортванні прыступак, спадарожнікаў, абцякальнікаў і інш., інш., павялічваючы тым самым патэнцыйную колькасць смецця. Яшчэ SpaceX наўмысна зводзіць з арбіты верхнія прыступкі, не даючы ім боўтацца ў космасе вечна, каб яны тамака не старэлі і не распадаліся ў цвёрдым касмічным асяроддзі.
І нарэшце, апошняя праблема, пра якую я хацеў бы згадаць, гэта шанец таго, што SpaceX выцесніць існуючую манаполію на інтэрнэт, стварыўшы ўласную. У сваёй нішы SpaceX ужо манапалізавала запускі. Толькі жаданне якія супернічаюць урадаў атрымаць гарантаваны доступ у космас не дае спісаць ва ўтыль дарагія і састарэлыя ракеты, якія часта збіраюцца буйнымі манапалістычнымі падрадчыкамі-абаронцамі.
Не так ужо і цяжка ўявіць, як у 2030 годзе SpaceX стане запускаць па 6000 сваіх спадарожнікаў штогод, плюс некалькі шпіёнскіх спадарожнікаў – па старой памяці. Танныя і надзейныя спадарожнікі SpaceX стануць прадаваць "стойка-месца" пад іншыя прыборы. Любы ўніверсітэт, які стварыў прыдатную для выкарыстання ў космасе камеру, зможа вывесці яе на арбіту, і не прыйдзецца пакрываць выдаткі на пабудову цэлай касмічнай платформы. З такім прасунутым і неабмежаваным доступам у космас Starlink ужо асацыюецца са спадарожнікамі, тады як гістарычныя вытворцы сыходзяць у мінулае.
У гісторыі ёсць прыклады дальнабачных кампаній, якія занялі такую вялізную нішу на рынку, што іх назвы сталі намінальнымі: Hoover, Westinghouse, Kleenex, Google, Frisbee, Xerox, Kodak, Motorola, IBM.
Праблема можа ўзнікнуць тады, калі кампанія-піянер возьмецца за анты-канкурэнтныя практыкі, каб захаваць сваю долю на рынку, хоць з часоў прэзідэнта Рэйгана гэта часта не забараняецца. SpaceX можа захаваць манаполію Starlink, прымусіўшы іншых распрацоўнікаў спадарожнікавых груповак запускаць спадарожнікі на старадаўніх савецкіх ракетах. Падобныя дзеянні, распачатыя , разам з фіксацыяй коштаў на перавозку пошты, прывяла яе ў 1934 годзе да краху. На шчасце, SpaceX ці наўрад назаўжды захавае абсалютную манаполію на ракеты шматразовага выкарыстання.
Яшчэ больш асцярог выклікае тое, што разгортванне SpaceX дзясяткаў тысяч спадарожнікаў на нізкай арбіце можа быць спраектавана як кааптацыя агульнага здабытку. Прыватная кампанія, пераследуючы асабістую выгаду, заграбастае ў пастаянную ўласнасць некалі агульнадаступныя і нікім не занятыя арбітальныя пазіцыі. І хоць інавацыі SpaceX дазволілі рэальна рабіць грошы на вакууме, большая частка інтэлектуальнага капіталу SpaceX была пабудавана на мільярды даляраў, выдзеленых з бюджэту на даследаванні.
З аднаго боку, патрэбны законы, якія абароняць сродкі прыватных інвестыцый, даследаванняў і распрацовак. Без гэтай абароны наватары не змогуць фінансаваць амбіцыйныя праекты ці ж перамесцяць свае кампаніі туды, дзе такую абарону ім забяспечаць. У любым выпадку, грамадскасць пакутуе, таму што не фармуецца прыбытак. З іншага боку, патрэбны законы, якія абароняць людзей, намінальных уладальнікаў усеагульнага здабытку уключаючы неба - ад рэнтаарыентаваных прыватных сутнасцяў, якія анэксуюць грамадскія выгоды. Само па сабе ні тое, ні тое не дакладна і нават не магчыма. Распрацоўкі SpaceX даюць шанец знайсці залатую сярэдзіну на гэтым новым рынку. Мы зразумеем, што яна знойдзена, калі максымізуем частату інавацый і фарміравання грамадскага дабрабыту.
Думкі напрыканцы
Гэты артыкул я напісаў адразу ж, як завяршыў іншы. . Гарачая выдалася тыдзень. І Starship, і Starlink – рэвалюцыйныя тэхналогіі, якія ствараюцца прама на нашых вачах, пры нашых жыццях. Калі я ўбачу, як сталеюць мае ўнукі, яны больш здзівяцца таму, што я старэйшы за Starlink, а не таму, што ў маім дзяцінстве не было сотавых (музейных экспанатаў) або агульнадаступнага інтэрнэту як такога.
Багацеі і вайскоўцы ўжо даўно карыстаюцца спадарожнікавым інтэрнэтам, але паўсюдны, агульны і танны Starlink без Starship папросту немагчымы.
Аб запуску ўжо даўно кажуць, аднак Starship, суцэль танная і таму цікавая пляцоўка, немагчымая без Starlink.
Пра пілатуемую касманаўтыку кажуць ужо даўно, і калі вы - , то вам зялёнае святло. Са Starship і Starlink засваенне космасу чалавекам - дасягальная, блізкая будучыня, у якім рукой падаць ад арбітальнага аванпаста да прамыслова развітых гарадоў у далёкім космасе.
Крыніца: habr.com