Dieser Artikel ist Teil einer Reihe, die diesem Thema gewidmet ist .
– Der Plan von SpaceX, das Internet über Zehntausende Satelliten zu verbreiten, ist das Hauptthema in der weltraumbezogenen Presse. Wöchentlich werden Artikel über die neuesten Errungenschaften veröffentlicht. Wenn im Allgemeinen das Schema klar ist, und nach dem Lesen , eine gut motivierte Person (sagen wir wirklich Sie selbst) kann viele Details herausfinden. Allerdings kursieren selbst unter aufgeklärten Beobachtern immer noch viele Missverständnisse über diese neue Technologie. Es ist nicht ungewöhnlich, Artikel zu sehen, in denen Starlink mit OneWeb und Kuiper (unter anderem) verglichen wird, als ob sie auf Augenhöhe miteinander konkurrieren würden. Andere Autoren, die offensichtlich um das Wohl des Planeten besorgt sind, schreien über Weltraummüll, Weltraumgesetze, Standards und die Sicherheit der Astronomie. Ich hoffe, dass der Leser nach der Lektüre dieses recht langen Artikels die Idee von Starlink besser versteht und sich von ihr inspirieren lässt.
berührte unerwartet eine sensible Saite in den Seelen meiner wenigen Leser. Darin habe ich erklärt, wie Starship SpaceX für lange Zeit an die Spitze bringen und gleichzeitig ein Vehikel für neue Weltraumforschungen bereitstellen würde. Dies bedeutet, dass die traditionelle Satellitenindustrie nicht in der Lage ist, mit SpaceX mitzuhalten, das die Kapazität seiner Falcon-Raketenfamilie kontinuierlich erhöht und die Kosten gesenkt hat, was SpaceX in eine schwierige Lage bringt. Einerseits bildete es einen Markt, der bestenfalls mehrere Milliarden pro Jahr wert war. Andererseits schürte sie einen unstillbaren Geldhunger – für den Bau einer riesigen Rakete, mit der jedoch fast niemand zum Mars geschickt werden kann und mit dem kein unmittelbarer Gewinn zu erwarten ist.
Die Lösung für dieses Pairing-Problem ist Starlink. Durch die Montage und den Start eigener Satelliten könnte SpaceX einen neuen Markt für hocheffizienten und demokratisierten Zugang zur Kommunikation im Weltraum schaffen und definieren, Gelder für den Bau einer Rakete generieren, bevor das Unternehmen zugrunde geht, und ihren wirtschaftlichen Wert auf Billionen steigern. Unterschätzen Sie nicht das Ausmaß von Elons Ambitionen. Es gibt nur eine begrenzte Anzahl von Billionen-Dollar-Industrien: Energie, Hochgeschwindigkeitstransport, Kommunikation, IT, Gesundheitswesen, Landwirtschaft, Regierung, Verteidigung. Trotz weit verbreiteter Missverständnisse , и - Das Geschäft ist nicht rentabel. Elon ist mit seinem Tesla in den Energiebereich vorgedrungen, aber nur die Telekommunikation wird einen zuverlässigen und umfangreichen Markt für Satelliten und Raketenstarts bieten.
Elon Musk wandte seine Aufmerksamkeit erstmals dem Weltraum zu, als er 80 Millionen US-Dollar kostenlos in eine Mission zum Pflanzenanbau auf einer Marssonde investieren wollte. Der Bau einer Stadt auf dem Mars würde wahrscheinlich 100 Mal mehr kosten, daher ist Starlink Musks wichtigste Wette, um eine Flut dringend benötigter Sponsorengelder bereitzustellen .
Wofür?
Ich habe diesen Artikel schon lange geplant, aber erst letzte Woche habe ich mir ein vollständiges Bild gemacht. Dann gab SpaceX-Präsident Gwynne Shotwell Rob Baron ein atemberaubendes Interview, über das er später für CNBC in einem großartigen Interview berichtete Michael Sheetz, und wem gewidmet wurde . Dieses Interview zeigte einen großen Unterschied in den Ansätzen zur Satellitenkommunikation zwischen SpaceX und allen anderen.
Konzept wurde 2012 geboren, als SpaceX erkannte, dass seine Kunden – hauptsächlich Satellitenanbieter – über riesige Geldreserven verfügten. Startplätze treiben die Preise für die Stationierung von Satelliten in die Höhe und verpassen irgendwie einen Arbeitsschritt – wie kann das sein? Elon träumte davon, eine Satellitenkonstellation für das Internet zu schaffen, und da er der fast unmöglichen Aufgabe nicht widerstehen konnte, startete er den Prozess. Starlink-Entwicklung , aber am Ende dieses Artikels werden Sie, mein Leser, wahrscheinlich überrascht sein, wie gering diese Schwierigkeiten angesichts der Tragweite der Idee tatsächlich sind.
Ist eine so große Gruppierung für das Internet überhaupt nötig? Und warum jetzt?
Nur in meiner Erinnerung hat sich das Internet von einer rein akademischen Verwöhnung zur ersten und einzigen revolutionären Infrastruktur entwickelt. Dies ist kein Thema, das einen ausführlichen Artikel verdient, aber ich gehe davon aus, dass weltweit der Bedarf am Internet und die dadurch generierten Einnahmen weiterhin um etwa 25 % pro Jahr wachsen werden.
Heutzutage beziehen fast alle von uns unser Internet von einer kleinen Anzahl geografisch isolierter Monopole. In den USA haben AT&T, Time Warner, Comcast und eine Handvoll kleinerer Player ihre Territorien aufgeteilt, um der Konkurrenz auszuweichen, drei Skins für Dienste zu verlangen und sich in den Strahlen fast universellen Hasses zu sonnen.
Es gibt einen guten Grund dafür, dass Anbieter nicht wettbewerbsfähig sind – jenseits der alles verzehrenden Gier. Der Aufbau der Infrastruktur für das Internet – Mikrowellenmasten und Glasfaser – ist sehr, sehr teuer. Es ist leicht, die wunderbare Natur des Internets zu vergessen. Meine Großmutter war im Zweiten Weltkrieg zunächst als Kommunikationsbetreiberin tätig, doch dann konkurrierte der Telegraf mit den Brieftauben um die strategische Führungsrolle! Für die meisten von uns ist die Informationsautobahn etwas Vergängliches, Immaterielles, aber die Teile bewegen sich durch die physische Welt, die Grenzen, Flüsse, Berge, Ozeane, Stürme, Naturkatastrophen und andere Hindernisse hat. Als 1996 die erste Glasfaserleitung entlang des Meeresbodens verlegt wurde, . In seinem charakteristischen scharfen Stil beschreibt er anschaulich die schieren Kosten und die Komplexität der Festlegung dieser Linien, entlang derer die verdammten „Kotegs“ dann immer noch hetzen. Während des größten Teils der 2000er-Jahre wurden so viele Kabel gezogen, dass die Kosten für den Einsatz schwindelerregend waren.
Ich habe einmal in einem optischen Labor gearbeitet und (wenn ich mich recht erinnere) haben wir den damaligen Rekord gebrochen und eine Multiplex-Übertragungsgeschwindigkeit von 500 Gbit/s geliefert. Aufgrund elektronischer Einschränkungen konnte jede Faser mit 0,1 % ihrer theoretischen Kapazität belastet werden. Fünfzehn Jahre später sind wir bereit, die Schwelle zu überschreiten: Wenn die Datenübertragung darüber hinausgeht, wird die Faser schmelzen, und wir sind dieser Schwelle bereits sehr nahe.
Aber wir müssen den Datenfluss über die sündige Erde heben – in den Weltraum, wo der Satellit in fünf Jahren 30 Mal ungehindert die „Kugel“ umkreist. Es scheint eine naheliegende Lösung zu sein – warum hat sich also noch niemand damit befasst?
Die Iridium-Satellitenkonstellation, die Anfang der 1990er Jahre von Motorola (erinnern Sie sich?) entwickelt und eingesetzt wurde, wurde zum ersten globalen Kommunikationsnetzwerk in niedriger Umlaufbahn (wie in verlockend beschrieben). ). Als es eingeführt wurde, erwies sich die Nischenfunktion, kleine Datenpakete von Asset-Trackern weiterzuleiten, als seine einzige Verwendung: Mobiltelefone waren so billig geworden, dass Satellitentelefone nie durchstarteten. Iridium hatte 66 Satelliten (plus ein paar Ersatzsatelliten) in 6 Umlaufbahnen – das Minimum, um den gesamten Planeten abzudecken.
Wenn Iridium 66 Satelliten brauchte, warum braucht SpaceX dann Zehntausende? Wie ist es so anders?
SpaceX ist von der anderen Seite in dieses Geschäft eingestiegen – es begann mit Starts. Wurde zum Pionier auf dem Gebiet der Konservierung von Trägerraketen und eroberte so den Markt für kostengünstige Trägerraketen. Der Versuch, sie mit einem niedrigeren Preis zu überbieten, bringt Ihnen nicht viel Geld, daher besteht die einzige Möglichkeit, irgendwie von ihrer überschüssigen Macht zu profitieren, darin, ihr Kunde zu werden. Die Kosten von SpaceX für den Start eigener Satelliten – (pro 1 kg) Iridium und sind daher in der Lage, einen wesentlich größeren Markt zu erschließen.
Die weltweite Abdeckung von Starlink ermöglicht überall auf der Welt Zugang zu hochwertigem Internet. Zum ersten Mal hängt die Internetverfügbarkeit nicht von der Nähe eines Landes oder einer Stadt zu einer Glasfaserleitung ab, sondern von der Klarheit des Himmels darüber. Benutzer auf der ganzen Welt werden Zugang zu einem uneingeschränkten globalen Internet haben, unabhängig von ihrem unterschiedlichen Ausmaß an bösen und/oder schändlichen Regierungsmonopolen. Die Fähigkeit von Starlink, diese Monopole zu brechen, wird positive Veränderungen in unglaublichem Ausmaß auslösen, die schließlich Milliarden von Menschen in der globalen Cyber-Community der Zukunft vereinen werden.
Ein kurzer lyrischer Exkurs: Was bedeutet das überhaupt?
Für Menschen, die im heutigen Zeitalter der allgegenwärtigen Konnektivität aufwachsen, ist das Internet wie die Luft, die wir atmen. Er ist einfach so. Aber wenn wir die unglaubliche Kraft vergessen, positive Veränderungen herbeizuführen, dann befinden wir uns bereits mittendrin. Mit Hilfe des Internets können Menschen ihre Führungskräfte zur Rechenschaft ziehen, mit anderen Menschen auf der anderen Seite der Welt kommunizieren, Gedanken austauschen und etwas Neues erfinden. Das Internet vereint die Menschheit. Die Geschichte der Modernisierung ist die Geschichte der Entwicklung von Datenaustauschfähigkeiten. Erstens – durch Reden und epische Poesie. Dann – schriftlich, das den Toten eine Stimme gibt und sie sich den Lebenden zuwenden; Das Schreiben ermöglicht die Speicherung von Daten und ermöglicht eine asynchrone Kommunikation. Die gedruckte Presse brachte die Nachrichtenproduktion in Gang. Elektronische Kommunikation – hat die Datenübertragung auf der ganzen Welt beschleunigt. Persönliche Notizgeräte sind nach und nach komplexer geworden und haben sich von Notebooks zu Mobiltelefonen weiterentwickelt, bei denen es sich jeweils um mit dem Internet verbundene Computer handelt, die mit Sensoren vollgestopft sind und unsere täglichen Bedürfnisse besser vorhersehen können.
Eine Person, die im Erkenntnisprozess das Schreiben und einen Computer nutzt, hat bessere Chancen, die Einschränkungen eines unvollständig entwickelten Gehirns zu überwinden. Noch besser ist, dass Mobiltelefone sowohl leistungsstarke Speichergeräte als auch ein Mechanismus zum Austausch von Ideen sind. Während sich die Menschen früher auf in Notizbücher gekritzelte Sprache verließen, um ihre Gedanken mitzuteilen, ist es heute üblich, dass Notizbücher die von Menschen generierten Ideen teilen. Das traditionelle Schema hat eine Umkehrung erfahren. Eine logische Fortsetzung des Prozesses ist eine bestimmte Form der kollektiven Metakognition durch persönliche Mittel. und miteinander verbunden. Und obwohl wir immer noch nostalgisch wegen unserer verlorenen Verbindung zur Natur und Einsamkeit sind, ist es wichtig, sich daran zu erinnern, dass Technologie und Technologie allein für den Löwenanteil unserer Befreiung aus den „natürlichen“ Zyklen der Unwissenheit und des vorzeitigen Todes (was sein kann) verantwortlich sind vermieden werden), Gewalt, Hunger und Karies.
Wie?
Lassen Sie uns über das Geschäftsmodell und die Architektur des Starlink-Projekts sprechen.
Damit Starlink ein profitables Unternehmen wird, muss der Mittelzufluss die Bau- und Betriebskosten übersteigen. Traditionell sind Kapitalinvestitionen mit höheren Vorlaufkosten, hochentwickelten Spezialfinanzierungen und Versicherungsmechanismen für den Start eines Satelliten verbunden. Ein geostationärer Kommunikationssatellit kann 500 Millionen US-Dollar kosten und der Aufbau und der Start dauert fünf Jahre. Daher bauen Unternehmen in diesem Bereich gleichzeitig Jetschiffe oder Containerschiffe. Enorme Ausgaben, ein Mittelzufluss, der die Finanzierungskosten kaum deckt, und ein relativ kleines Betriebsbudget. Im Gegensatz dazu bestand der Untergang des ursprünglichen Iridium darin, dass Motorola den Betreiber dazu zwang, lähmende Lizenzgebühren zu zahlen, was das Unternehmen innerhalb weniger Monate in den Bankrott trieb.
Um ein solches Geschäft zu betreiben, mussten traditionelle Satellitenunternehmen Privatkunden bedienen und hohe Datenraten verlangen. Fluggesellschaften, abgelegene Außenposten, Schiffe, Kriegsgebiete und wichtige Infrastrukturen zahlen etwa 5 US-Dollar pro MB, was trotz Latenz und relativ geringem Satellitendurchsatz 1-mal teurer ist als herkömmliches ADSL.
Starlink plant, mit terrestrischen Dienstanbietern zu konkurrieren, was bedeutet, dass es Daten billiger liefern und im Idealfall deutlich weniger als 1 US-Dollar pro 1 MB verlangen muss. Ist das möglich? Oder, da dies möglich ist, sollten wir fragen: Wie ist das möglich?
Die erste Zutat in einem neuen Gericht ist eine günstige Markteinführung. Heute verkauft Falcon eine 24-Tonnen-Barkasse für etwa 60 Millionen US-Dollar, was 2500 US-Dollar pro 1 kg entspricht. Es stellt sich jedoch heraus, dass es viel mehr interne Kosten gibt. Starlink-Satelliten werden auf wiederverwendbaren Trägerraketen gestartet, sodass die Grenzkosten eines Starts den Kosten für eine neue zweite Stufe (ca. 4 Millionen US-Dollar), Verkleidungen (1 Million) und Bodenunterstützung (ca. 1 Million US-Dollar) entsprechen. Gesamt: etwa 100 Dollar pro Satellit, d.h. mehr als 1000-mal günstiger als der Start eines herkömmlichen Kommunikationssatelliten.
Die meisten Starlink-Satelliten werden jedoch auf Starship gestartet. Tatsächlich liefert die Entwicklung von Starlink, wie aktualisierte Berichte der FCC zeigen, einiges interne Architektur des Projekts. Die Gesamtzahl der Satelliten in der Konstellation wuchs von 1 auf 584, dann auf 2 und schließlich auf 825. Glaubt man groben Anhäufungen, liegt die Zahl sogar noch höher. Die Mindestanzahl an Satelliten für die erste Entwicklungsphase, damit das Projekt realisierbar ist, beträgt 7 in 518 Umlaufbahnen (insgesamt 30), während eine vollständige Abdeckung innerhalb von 000 Grad des Äquators 60 Umlaufbahnen mit 6 Satelliten (insgesamt 360) erfordert. Das sind 53 Starts für Falcon bei lediglich 24 Millionen US-Dollar an internen Kosten. Starship hingegen ist für den gleichzeitigen Start von bis zu 60 Satelliten zum etwa gleichen Preis ausgelegt. Starlink-Satelliten müssen alle fünf Jahre ausgetauscht werden, sodass für 1440 Satelliten 24 Starship-Starts pro Jahr erforderlich wären. Es wird etwa 150 Millionen pro Jahr oder 400 pro Satellit kosten. Jeder auf Falcon gestartete Satellit wiegt 5 kg; Auf Starship angehobene Satelliten könnten 6000 kg wiegen und Instrumente von Drittanbietern tragen, etwas größer sein und dennoch die zulässige Belastung nicht überschreiten.
Wie hoch sind die Kosten für Satelliten? Unter ihren Brüdern sind Starlink-Satelliten etwas ungewöhnlich. Sie werden flach zusammengebaut, gelagert und auf den Markt gebracht und sind daher äußerst einfach in Massenproduktion herzustellen. Die Erfahrung zeigt, dass die Produktionskosten ungefähr den Kosten der Trägerrakete entsprechen sollten. Ist der Preisunterschied groß, liegt eine Fehlallokation der Ressourcen vor, da die umfassende Reduzierung der Grenzkosten bei gleichzeitiger Kostenreduzierung nicht so groß ist. Ist es wirklich möglich, 100 Dollar pro Satellit für eine erste Lieferung von mehreren Hundert zu zahlen? Mit anderen Worten: Ist der Starlink-Satellit in einem Gerät nicht komplexer als eine Maschine?
Um diese Frage vollständig zu beantworten, müssen wir verstehen, warum die Kosten eines umlaufenden Kommunikationssatelliten 1000-mal höher sind, auch wenn er nicht 1000-mal komplexer ist. Um es ganz einfach auszudrücken: Warum ist Weltraumhardware so teuer? Dafür gibt es viele Gründe, aber der überzeugendste in diesem Fall ist dieser: Wenn der Start eines Satelliten in die Umlaufbahn (vor Falcon) mehr als 100 Millionen kostet, muss garantiert werden, dass er viele Jahre lang funktioniert, um zumindest einige zu bringen profitieren. Die Gewährleistung einer solchen Zuverlässigkeit beim Betrieb des ersten und einzigen Produkts ist ein mühsamer Prozess, der sich über Jahre hinziehen kann und den Einsatz von Hunderten von Menschen erfordert. Rechnet man die Kosten hinzu, lassen sich die zusätzlichen Prozesse leicht rechtfertigen, wenn die Einführung ohnehin schon teuer ist.
Starlink durchbricht dieses Paradigma, indem es Hunderte von Satelliten baut, frühe Designfehler schnell korrigiert und Massenproduktionstechniken zur Kostenkontrolle einsetzt. Ich persönlich kann mir gut eine Starlink-Montagelinie vorstellen, bei der ein Techniker in ein oder zwei Stunden etwas Neues in das Design integriert und alles mit einem Plastikband (natürlich auf NASA-Niveau) zusammenhält, um die erforderliche Austauschmenge von 16 Satelliten/Tag aufrechtzuerhalten. Der Starlink-Satellit besteht aus vielen komplizierten Teilen, aber ich sehe keinen Grund, warum die Kosten für die tausendste Einheit, die vom Band läuft, nicht auf 20 gesenkt werden können. Tatsächlich schrieb Elon im Mai auf Twitter, dass die Kosten für die Herstellung eines Satelliten hoch seien bereits niedriger als die Einführungskosten.
Nehmen wir den durchschnittlichen Fall und analysieren wir die Amortisationszeit, indem wir die Zahlen runden. Ein Starlink-Satellit, dessen Montage und Start 100 kostet, hat eine Lebensdauer von 5 Jahren. Wird es sich amortisieren, und wenn ja, wie schnell?
In 5 Jahren wird der Starlink-Satellit 30 Mal die Erde umkreisen. Auf jeder dieser anderthalbstündigen Umlaufbahnen verbringt er die meiste Zeit über dem Ozean und vielleicht 000 Sekunden über einer dicht besiedelten Stadt. Während dieses kurzen Zeitfensters sendet er die Daten und beeilt sich, Geld zu verdienen. Angenommen, die Antenne unterstützt 100 Strahlen und jeder Strahl überträgt 100 Mbit/s unter Verwendung eines modernen Kodierungstyps , dann generiert der Satellit einen Gewinn von 1000 US-Dollar pro Umlauf – bei einem Abonnementpreis von 1 US-Dollar pro 1 GB. Dies reicht aus, um die Bereitstellungskosten von 100 in einer Woche wieder hereinzuholen, und vereinfacht die Kapitalstruktur erheblich. Die restlichen 29 Umdrehungen sind Gewinn abzüglich Fixkosten.
Die geschätzten Zahlen können in beide Richtungen stark variieren. Aber wenn es Ihnen gelingt, eine hochwertige Satellitenkonstellation für 100 – oder sogar für 000 Million pro Einheit – in eine niedrige Umlaufbahn zu bringen, ist dies auf jeden Fall ein ernstzunehmender Wunsch. Trotz seiner lächerlich kurzen Nutzungsdauer ist der Starlink-Satellit in der Lage, im Laufe seiner Lebensdauer 1 PB Daten zu liefern – zu amortisierten Kosten von 30 US-Dollar pro GB. Gleichzeitig steigen die Grenzkosten bei der Übertragung über größere Entfernungen praktisch nicht an.
Um die Bedeutung dieses Modells zu verstehen, vergleichen wir es kurz mit zwei anderen Modellen für die Übermittlung von Daten an Verbraucher: einem herkömmlichen Glasfaserkabel und einer Satellitenkonstellation, die von einem Unternehmen angeboten wird, das nicht auf den Start von Satelliten spezialisiert ist.
Die Verbindung zwischen Frankreich und Singapur wurde 2005 in Betrieb genommen. Bandbreite – 1,28 Tbit/s, Bereitstellungskosten – 500 Millionen US-Dollar. Wenn es 10 Jahre lang mit 100 % Kapazität betrieben wird und die Gemeinkosten 100 % der Kapitalkosten betragen, beträgt der Transferpreis 0,02 USD pro 1 GB. Transatlantische Kabel sind kürzer und etwas billiger, aber das Unterseekabel ist nur ein Element in einer langen Kette von Menschen, die Geld für Daten wollen. Der durchschnittliche Kostenvoranschlag für Starlink ist achtmal günstiger und gleichzeitig ist alles inklusive.
Wie ist das möglich? Der Starlink-Satellit verfügt über die gesamte hochentwickelte elektronische Schalthardware, die zum Anschließen von Glasfaserkabeln erforderlich ist, verwendet jedoch zur Datenübertragung ein Vakuum anstelle eines teuren, empfindlichen Kabels. Die Übertragung durch den Weltraum reduziert die Anzahl gemütlicher und sterbender Monopole und ermöglicht es Benutzern, über noch weniger Hardware zu kommunizieren.
Vergleichen wir mit dem konkurrierenden Satellitenentwickler OneWeb. OneWeb plant die Schaffung einer Konstellation von 600 Satelliten, die es über kommerzielle Anbieter zu einem Preis von etwa 20 US-Dollar pro 000 kg starten wird. Das Gewicht eines Satelliten beträgt 1 kg, d. h. im Idealfall würde der Start einer Einheit etwa 150 Millionen kosten. Die Kosten für die Satellitenhardware werden auf 3 Million pro Satellit geschätzt, d. h. bis 1 werden die Kosten für die gesamte Gruppe 2027 Milliarden betragen. Tests von OneWeb ergaben einen Durchsatz von 2,6 Mbit/s. am Höhepunkt, idealerweise für jeden der 50 Strahlen. Nach dem gleichen Muster, das wir zur Berechnung der Kosten von Starlink verwendet haben, erhalten wir: Jeder OneWeb-Satellit generiert 16 US-Dollar pro Umlauf und wird in nur 80 Jahren 5 Millionen US-Dollar einbringen – was kaum die Startkosten deckt, wenn man die Datenübertragung in entlegene Regionen mit einbezieht . Insgesamt erhalten wir 2,4 $ pro 1,70 GB.
Gwynne Shotwell wurde kürzlich mit diesen Worten zitiert , was einen wettbewerbsfähigen Preis von 0,10 $ pro 1 GB impliziert. Und das gilt immer noch für die ursprüngliche Konfiguration von Starlink: mit weniger optimierter Produktion, Start auf Falcon und Einschränkungen bei der Datenübertragung – und nur mit Abdeckung des Nordens der USA. Es stellt sich heraus, dass SpaceX einen unbestreitbaren Vorteil hat: Heute können sie einen viel geeigneteren Satelliten zu einem 15-mal niedrigeren Preis (pro Einheit) als ihre Konkurrenten starten. Starship wird seinen Vorsprung um das Hundertfache, wenn nicht sogar noch mehr, ausbauen, daher ist es nicht schwer, sich vorzustellen, dass SpaceX bis 100 2027 Satelliten für weniger als 30 Milliarde US-Dollar starten wird, den Großteil davon aus eigener Tasche.
Ich bin mir sicher, dass es optimistischere Analysen zu OneWeb und anderen aufstrebenden Entwicklern von Satellitenkonstellationen gibt, aber ich weiß noch nicht, wie die Dinge für sie funktionieren.
Kürzlich Morgan Stanley dass Starlink-Satelliten 1 Million für die Montage und 830 für den Start kosten werden. . Interessanterweise ähneln die Zahlen unseren Schätzungen für die Kosten von OneWeb und liegen etwa zehnmal höher als die ursprüngliche Starlink-Schätzung. Durch den Einsatz von Starship und der kommerziellen Satellitenproduktion könnten die Kosten für den Satelliteneinsatz auf etwa 10 pro Einheit gesenkt werden. Und das ist ein erstaunlich niedriger Wert.
Als letzter Punkt bleibt noch der Vergleich des Gewinns pro 1 Watt erzeugter Solarenergie für Starlink. Den Fotos auf ihrer Website zufolge hat die Solaranlage jedes Satelliten eine Fläche von etwa 60 Quadratmetern, d. h. erzeugt im Durchschnitt ca. 3 kW bzw. 4,5 kWh pro Umdrehung. Als grobe Schätzung wird jede Umlaufbahn 1000 US-Dollar und jeder Satellit etwa 220 US-Dollar pro kWh generieren. Das ist das 10-fache der Großhandelskosten für Solarenergie, was einmal mehr bestätigt: . Und die Modulation von Mikrowellen zur Datenübertragung verursacht exorbitante zusätzliche Kosten.
Architektur
Im vorherigen Abschnitt habe ich eher grob einen nicht trivial bedeutsamen Teil der Starlink-Architektur vorgestellt – wie sie mit der extrem ungleichmäßigen Bevölkerungsdichte des Planeten funktioniert. Der Starlink-Satellit sendet fokussierte Strahlen aus, die Flecken auf der Planetenoberfläche erzeugen. Teilnehmer innerhalb eines Spots teilen sich eine Bandbreite. Die Größe des Flecks wird durch die grundlegende Physik bestimmt: Zunächst beträgt seine Breite (Satellitenhöhe x Mikrowellenlänge / Antennendurchmesser), was bei einem Starlink-Satelliten bestenfalls ein paar Kilometer beträgt.
In den meisten Städten beträgt die Bevölkerungsdichte etwa 1000 Einwohner/km², an manchen Orten ist sie jedoch höher. In einigen Gegenden von Tokio oder Manhattan können sich pro Spot mehr als 100 Menschen aufhalten. Glücklicherweise verfügt jede so dicht besiedelte Stadt über einen wettbewerbsfähigen Inlandsmarkt für Breitband-Internet, ganz zu schweigen von einem hochentwickelten Mobilfunknetz. Wie dem auch sei, wenn sich zu einem bestimmten Zeitpunkt viele Satelliten derselben Konstellation über der Stadt befinden, kann der Durchsatz durch räumliche Diversität der Antennen sowie durch Frequenzverteilung erhöht werden. Mit anderen Worten: Dutzende Satelliten können den stärksten Strahl auf einen Punkt fokussieren, und Benutzer in dieser Region verwenden Bodenterminals, die die Anforderung auf die Satelliten verteilen.
Wenn in der Anfangsphase der am besten geeignete Markt für den Verkauf von Dienstleistungen abgelegene, ländliche oder vorstädtische Gebiete sind, werden die Mittel für weitere Markteinführungen aus besseren Dienstleistungen für dicht besiedelte Städte stammen. Das Szenario ist das genaue Gegenteil des üblichen Marktexpansionsmusters, bei dem wettbewerbsorientierte Dienstleistungen, die auf Städte ausgerichtet sind, unweigerlich sinkende Gewinne erleiden, wenn sie versuchen, in ärmere und weniger bevölkerte Gebiete zu expandieren.
Als ich vor einigen Jahren die Berechnungen durchführte, .
Ich habe die Daten aus diesem Bild übernommen und die drei Diagramme unten erstellt. Die erste zeigt die Häufigkeit der Erdfläche nach Bevölkerungsdichte. Das Interessanteste ist, dass der größte Teil der Erde überhaupt nicht bewohnt ist und in praktisch keiner Region mehr als 3 Menschen pro km² leben.
Die zweite Grafik zeigt die Häufigkeit der Personen nach Bevölkerungsdichte. Und obwohl der größte Teil des Planeten unbewohnt ist, lebt der Großteil der Menschen in Gebieten, in denen 100–1000 Menschen pro km² leben. Die ausgedehnte Natur dieses Peaks (um eine Größenordnung größer) spiegelt die Bimodalität in den Urbanisierungsmustern wider. 100 Personen/km². ist ein relativ dünn besiedeltes ländliches Gebiet, während die Zahl bei 1000 Einwohnern/km² liegt. bereits charakteristisch für die Vororte. In Innenstädten leben locker 10 Einwohner/km², in Manhattan hingegen leben 000 Einwohner/km².
Die dritte Grafik zeigt die Bevölkerungsdichte nach Breitengrad. Es ist zu erkennen, dass sich fast alle Menschen zwischen dem 20. und 40. Grad nördlicher Breite konzentrieren. Dies geschah im Großen und Ganzen geografisch und historisch, da ein großer Teil der südlichen Hemisphäre vom Ozean eingenommen wird. Und doch stellt eine solche Bevölkerungsdichte eine gewaltige Herausforderung für die Architekten der Gruppe dar, denn... Satelliten verbringen in beiden Hemisphären gleich viel Zeit. Darüber hinaus verbringt ein Satellit, der die Erde in einem Winkel von beispielsweise 50 Grad umkreist, mehr Zeit näher an den angegebenen Breitengradgrenzen. Aus diesem Grund benötigt Starlink nur sechs Umlaufbahnen, um den Norden der USA zu bedienen, im Vergleich zu 6, um den Äquator abzudecken.
Tatsächlich wird die Wahl der Umlaufbahnen offensichtlich, wenn man das Diagramm der Bevölkerungsdichte mit dem Diagramm der Satellitenkonstellationsdichte kombiniert. Jedes Balkendiagramm stellt eine der vier FCC-Anmeldungen von SpaceX dar. Mir persönlich kommt es vor, dass jeder neue Bericht wie eine Ergänzung zum vorherigen ist, aber auf jeden Fall ist es nicht schwer zu erkennen, wie zusätzliche Satelliten die Kapazität über den entsprechenden Regionen auf der Nordhalbkugel erhöhen. Im Gegensatz dazu gibt es auf der Südhalbkugel noch erhebliche ungenutzte Kapazitäten – freut euch, Australien!
Was passiert mit den Benutzerdaten, wenn sie den Satelliten erreichen? In der Originalversion übermittelte der Starlink-Satellit sie sofort an eine spezielle Bodenstation in der Nähe von Versorgungsgebieten zurück. Diese Konfiguration wird als „Direktrelais“ bezeichnet. Künftig können Starlink-Satelliten per Laser miteinander kommunizieren. Der Datenaustausch wird in dicht besiedelten Städten seinen Höhepunkt erreichen, die Daten können jedoch über ein Netzwerk von Lasern in zwei Dimensionen verteilt werden. In der Praxis bedeutet dies, dass es eine große Chance für ein verdecktes Kommunikations-Backhaul-Netzwerk in einem Netzwerk von Satelliten gibt, was bedeutet, dass Benutzerdaten an jedem geeigneten Ort „zur Erde zurückgesendet“ werden können. In der Praxis scheint es mir, dass SpaceX-Bodenstationen mit kombiniert werden außerhalb der Städte.
Es stellt sich heraus, dass die Kommunikation von Satellit zu Satellit keine triviale Aufgabe ist, es sei denn, die Satelliten bewegen sich gemeinsam. Die jüngsten Berichte an die FCC berichten von 11 unterschiedlichen Orbitalkonstellationen von Satelliten. Innerhalb einer bestimmten Gruppe bewegen sich Satelliten in derselben Höhe, im gleichen Winkel und mit gleicher Exzentrizität, was bedeutet, dass Laser Satelliten in unmittelbarer Nähe relativ einfach finden können. Da die Annäherungsgeschwindigkeiten zwischen Gruppen jedoch in km/s gemessen werden, muss die Kommunikation zwischen Gruppen nach Möglichkeit über kurze, schnell steuerbare Mikrowellenverbindungen erfolgen.
Die Orbitalgruppentopologie ähnelt der Welle-Teilchen-Theorie des Lichts und trifft auf unser Beispiel nicht besonders zu, aber ich finde sie schön, deshalb habe ich sie in den Artikel aufgenommen. Wenn Sie an diesem Abschnitt nicht interessiert sind, springen Sie direkt zu „Grenzen der Grundlagenphysik“.
Ein Torus – oder Donut – ist ein mathematisches Objekt, das durch zwei Radien definiert wird. Es ist ganz einfach, Kreise auf die Oberfläche eines Torus zu zeichnen: parallel oder senkrecht zu seiner Form. Es könnte für Sie interessant sein zu entdecken, dass es zwei weitere Kreisfamilien gibt, die auf der Oberfläche eines Torus gezeichnet werden können, die beide durch ein Loch in seiner Mitte und um den Umriss herum verlaufen. Dies ist das sogenannte , und ich habe dieses Design verwendet, als ich 2015 den Ringkern für die Tesla-Spule des Burning Man entworfen habe.
Und während Satellitenumlaufbahnen streng genommen eher Ellipsen als Kreise sind, gilt für Starlink das gleiche Design. Eine Konstellation von 4500 Satelliten auf mehreren Orbitalebenen, alle im gleichen Winkel, bildet eine sich kontinuierlich bewegende Formation über der Erdoberfläche. Die über einem bestimmten Breitengrad nach Norden gerichtete Formation dreht sich um und bewegt sich zurück nach Süden. Um Kollisionen zu vermeiden, werden die Umlaufbahnen leicht verlängert, sodass die sich nach Norden bewegende Schicht mehrere Kilometer über (oder unter) der sich nach Süden bewegenden Schicht liegt. Zusammen bilden diese beiden Schichten einen ausgeblasenen Torus, wie unten in der stark übertriebenen Darstellung dargestellt.
Ich möchte Sie daran erinnern, dass innerhalb dieses Torus die Kommunikation zwischen benachbarten Satelliten erfolgt. Generell gibt es keine direkten und kontinuierlichen Verbindungen zwischen Satelliten in verschiedenen Schichten, da die Annäherungsgeschwindigkeiten für die Laserführung zu hoch sind. Der Datenübertragungsweg zwischen den Schichten verläuft wiederum oberhalb oder unterhalb des Torus.
Insgesamt werden sich 30 Satelliten in 000 verschachtelten Tori befinden, weit hinter der ISS-Umlaufbahn! Dieses Diagramm zeigt, wie alle diese Schichten ohne übertriebene Exzentrizität gepackt sind.
Abschließend sollten Sie sich Gedanken über die optimale Flughöhe machen. Es besteht ein Dilemma: geringe Höhe, die einen größeren Durchsatz bei kleineren Strahlgrößen ermöglicht, oder große Höhe, die es ermöglicht, den gesamten Planeten mit weniger Satelliten abzudecken? Im Laufe der Zeit sprachen Berichte von SpaceX an die FCC von immer geringeren Höhen, da Starship mit der Verbesserung den schnellen Einsatz größerer Konstellationen ermöglicht.
Die geringe Höhe hat weitere Vorteile, darunter ein geringeres Risiko einer Kollision mit Weltraummüll oder die negativen Folgen eines Geräteausfalls. Aufgrund des erhöhten Luftwiderstands werden tiefer gelegene Starlink-Satelliten (330 km) innerhalb weniger Wochen nach dem Verlust der Lagekontrolle verglühen. Tatsächlich sind 300 km eine Höhe, in der Satelliten kaum fliegen, und um diese Höhe aufrechtzuerhalten, sind ein eingebauter elektrischer Krypton-Raketenmotor sowie ein stromlinienförmiges Design erforderlich. Theoretisch kann ein ziemlich spitzer Satellit, der von einem elektrischen Raketentriebwerk angetrieben wird, eine Höhe von 160 km stabil halten, aber SpaceX wird Satelliten wahrscheinlich nicht so niedrig starten, da es noch ein paar Tricks im Ärmel hat, um die Kapazität zu erhöhen.
Grenzen der Grundlagenphysik
Es scheint unwahrscheinlich, dass die Kosten für die Unterbringung eines Satelliten jemals deutlich unter 35 sinken werden, selbst wenn die Produktion fortgeschritten und vollständig automatisiert ist und die Starship-Schiffe vollständig wiederverwendbar sind, und es ist noch nicht vollständig bekannt, welche Einschränkungen die Physik dem Satelliten auferlegen wird . Die obige Analyse geht von einem Spitzendurchsatz von 80 Gbit/s aus. (Wenn Sie auf 100 Strahlen aufrunden, kann jeder davon 100 Mbit/s übertragen).
Die maximale Kanalkapazitätsgrenze ist auf eingestellt und wird in der Bandbreitenstatistik (1+SNR) angegeben. Die Bandbreite ist oft begrenzt , während SNR die verfügbare Energie des Satelliten ist, Hintergrundrauschen und Störungen auf dem Kanal aufgrund von . Ein weiteres nennenswertes Hindernis ist die Verarbeitungsgeschwindigkeit. Die neuesten Xilinx Ultrascale+ FPGAs verfügen über , was angesichts der aktuellen Einschränkungen der Informationskapazität des Kanals ohne die Entwicklung benutzerdefinierter ASICs gut ist. Aber selbst dann 58 Gbit/s. erfordert eine beeindruckende Frequenzverteilung, höchstwahrscheinlich im Ka- oder V-Band. V (40–75 GHz) verfügt über besser zugängliche Zyklen, unterliegt jedoch einer stärkeren Absorption durch die Atmosphäre, insbesondere in feuchten Gebieten.
Sind 100 Strahlen praktisch? Dieses Problem hat zwei Aspekte: Strahlbreite und Phased-Array-Elementdichte. Die Strahlbreite wird durch die Wellenlänge dividiert durch den Antennendurchmesser bestimmt. Bei der digitalen Phased-Array-Antenne handelt es sich immer noch um eine Spezialtechnologie, die maximal nutzbaren Abmessungen werden jedoch durch die Breite bestimmt (ca. 1 m) und die Verwendung von Funkfrequenzkommunikation ist teurer. Die Wellenbreite im Ka-Band beträgt etwa 1 cm, während die Strahlbreite 0,01 Radian betragen sollte – mit einer Spektrumsbreite bei 50 % der Amplitude. Unter der Annahme eines Strahlraumwinkels von 1 Steradiant (ähnlich der Abdeckung eines 50-mm-Kameraobjektivs) würden in diesem Bereich 2500 Einzelstrahlen ausreichen. Linearität impliziert, dass 2500 Strahlen mindestens 2500 Antennenelemente innerhalb des Arrays erfordern würden, was im Prinzip möglich, wenn auch schwer zu erreichen ist. Und das alles wird sehr heiß!
Bis zu 2500 Kanäle, von denen jeder 58 Gbit/s unterstützt, sind eine riesige Informationsmenge – grob gesagt, dann 145 Tbit/s. Zum Vergleich der gesamte Internetverkehr im Jahr 2020 . Gute Nachrichten für diejenigen, die sich Sorgen über die grundsätzlich geringe Bandbreite des Satelliteninternets machen. Wenn bis 30 eine Konstellation von 000 Satelliten in Betrieb geht, wird der weltweite Internetverkehr möglicherweise 2026 Tbit/s betragen. Wenn die Hälfte dieser Kapazität zu einem bestimmten Zeitpunkt von etwa 800 Satelliten über dicht besiedelten Gebieten bereitgestellt würde, läge der Spitzendurchsatz pro Satellit bei etwa 500 Gbit/s, was zehnmal höher ist als unsere ursprünglichen Basisberechnungen, d. h. Der Finanzzufluss erhöht sich möglicherweise um das Zehnfache.
Bei einem Satelliten in einer Umlaufbahn von 330 Kilometern deckt ein Strahl von 0,01 Radiant eine Fläche von 10 Quadratkilometern ab. In besonders dicht besiedelten Gebieten wie Manhattan leben dort bis zu 300 Menschen. Was wäre, wenn alle gleichzeitig Netflix schauen würden (000 Mbit/s in HD-Qualität)? Die gesamte Datenanforderung beträgt 7 GB/s, was etwa dem 2000-fachen des derzeit strengen Grenzwerts der seriellen FPGA-Schnittstelle entspricht. Es gibt zwei Auswege aus dieser Situation, von denen physikalisch nur einer möglich ist.
Die erste besteht darin, mehr Satelliten in die Umlaufbahn zu bringen, sodass zu jedem Zeitpunkt mehr als 35 über Gebieten mit hoher Nachfrage schweben. Wenn wir wiederum 1 Steradiant für einen akzeptablen adressierbaren Bereich des Himmels und eine durchschnittliche Umlaufhöhe von 400 km nehmen, erhalten wir eine Gruppierungsdichte von 0,0002 / km², also insgesamt 100 – wenn sie gleichmäßig verteilt sind die gesamte Erdoberfläche. Erinnern wir uns daran, dass die von SpaceX gewählten Umlaufbahnen die Abdeckung dicht besiedelter Gebiete zwischen 000 und 20 Grad nördlicher Breite dramatisch erhöhen und die Zahl von 40 Satelliten jetzt magisch erscheint.
Die zweite Idee ist viel cooler, aber leider nicht realisierbar. Denken Sie daran, dass die Strahlbreite durch die Breite der Phased-Array-Antenne bestimmt wird. Was wäre, wenn mehrere Arrays auf mehreren Satelliten ihre Leistung bündeln würden, um einen schmaleren Strahl zu erzeugen – genau wie Radioteleskope wie dieses? (sehr große Antennenanlage)? Diese Methode bringt eine Komplikation mit sich: Die Basis zwischen den Satelliten muss sorgfältig – mit Submillimetergenauigkeit – berechnet werden, um die Phase des Strahls zu stabilisieren. Und selbst wenn dies möglich wäre, würde der resultierende Strahl aufgrund der geringen Dichte der Satellitenkonstellation am Himmel wahrscheinlich keine Nebenkeulen enthalten. Am Boden würde sich die Strahlbreite auf wenige Millimeter verengen (ausreichend, um eine Mobiltelefonantenne zu verfolgen), aber aufgrund der schwachen Zwischennullung würde es Millionen davon geben. Danke .
Es stellt sich heraus, dass die Kanaltrennung durch Winkeldiversität – schließlich sind Satelliten über den Himmel verteilt – zu angemessenen Verbesserungen des Durchsatzes führt, ohne die Gesetze der Physik zu verletzen.
Anwendung
Was ist das Starlink-Kundenprofil? Standardmäßig sind dies Hunderte Millionen Nutzer mit Antennen in der Größe von Pizzakartons auf ihren Dächern, aber es gibt auch andere Quellen für hohe Einnahmen.
In abgelegenen und ländlichen Gebieten benötigen Bodenstationen keine Phased-Array-Antennen, um die Strahlbreite zu maximieren, sodass kleinere Teilnehmergeräte möglich sind, von IoT-Asset-Trackern bis hin zu tragbaren Satellitentelefonen, Notfallbaken oder wissenschaftlichen Instrumenten zur Tierverfolgung.
In dicht besiedelten städtischen Umgebungen wird Starlink den primären und Backup-Backhaul für das Mobilfunknetz bereitstellen. Auf jedem Mobilfunkmast könnte eine Hochleistungs-Bodenstation angebracht sein, für die Verstärkung und die Übertragung auf der letzten Meile könnten jedoch bodengestützte Stromversorgungen verwendet werden.
Schließlich sind selbst in überlasteten Gebieten während des ersten Rollouts Anwendungen für Satelliten mit niedriger Umlaufbahn und außergewöhnlich geringer Latenz möglich. Finanzunternehmen selbst legen viel Geld in Ihre Hände – nur um zumindest etwas schneller an wichtige Daten aus allen Teilen der Welt zu gelangen. Und obwohl Daten über Starlink eine längere Reise als gewöhnlich – durch den Weltraum – zurücklegen, ist die Geschwindigkeit der Lichtausbreitung im Vakuum 50 % höher als in Quarzglas, was den Unterschied bei der Übertragung über größere Entfernungen mehr als ausgleicht.
Negative Konsequenzen
Im letzten Abschnitt geht es um negative Folgen. Der Zweck des Artikels besteht darin, Sie von allen Missverständnissen über das Projekt zu befreien. Am besorgniserregendsten sind die möglichen negativen Folgen einer Kontroverse. Ich werde einige Informationen geben und auf unnötige Interpretationen verzichten. Ich bin immer noch kein Hellseher und habe keine Insider von SpaceX.
Meiner Meinung nach sind die gravierendsten Folgen der zunehmende Zugang zum Internet. Selbst in meiner Heimatstadt Pasadena, einer pulsierenden und technikaffinen Stadt mit über einer Million Einwohnern, die mehrere Observatorien, eine Weltklasse-Universität und eine große NASA-Einrichtung beherbergt, ist die Auswahl an Internetdiensten begrenzt. In den USA und im Rest der Welt ist das Internet zu einem gewinnorientierten öffentlichen Dienst geworden, bei dem ISPs nur versuchen, ihre 50 Millionen US-Dollar pro Monat in einer gemütlichen, nicht wettbewerbsorientierten Umgebung zu verdienen. Möglicherweise handelt es sich bei jeder Dienstleistung, die für Wohnungen und Wohngebäude bereitgestellt wird, um eine kommunale Dienstleistung, aber die Qualität der Internetdienste ist schlechter als die von Wasser, Strom oder Gas.
Das Problem mit dem Status quo besteht darin, dass das Internet im Gegensatz zu Wasser, Strom oder Gas noch jung ist und schnell wächst. Wir finden ständig neue Verwendungsmöglichkeiten dafür. Die revolutionärsten Dinge müssen noch entdeckt werden, aber Paketpläne ersticken die Möglichkeit von Wettbewerb und Innovation. Milliarden Menschen bleiben zurück aufgrund der Umstände ihrer Geburt oder weil ihr Land zu weit von der Unterseekabeltrasse entfernt ist. Das Internet wird immer noch über geostationäre Satelliten zu Wucherpreisen in große Regionen der Erde geliefert.
Starlink, das das Internet kontinuierlich vom Himmel aus verbreitet, verstößt gegen dieses Modell. Ich kenne noch keinen besseren Weg, Milliarden von Menschen mit dem Internet zu verbinden. SpaceX ist auf dem besten Weg, ein Internetdienstanbieter und möglicherweise ein Internetunternehmen zu werden, das mit Google und Facebook konkurriert. Ich wette, darüber haben Sie noch nicht nachgedacht.
Es ist nicht offensichtlich, dass Satelliteninternet die beste Option ist. SpaceX, und nur SpaceX, ist in der Lage, schnell eine umfangreiche Satellitenkonstellation aufzubauen, da nur SpaceX ein Jahrzehnt damit verbracht hat, das staatlich-militärische Monopol auf den Start von Raumfahrzeugen zu brechen. Selbst wenn Iridium Mobiltelefone auf dem Markt um das Zehnfache übertreffen würde, würde es mit herkömmlichen Startrampen immer noch keine breite Akzeptanz erreichen. Ohne SpaceX und sein einzigartiges Geschäftsmodell besteht eine gute Chance, dass es das globale Satelliteninternet einfach nie geben würde.
Der zweite große Schlag wird die Astronomie treffen. Nach dem Start der ersten 60 Starlink-Satelliten kam es in der internationalen Astronomiegemeinschaft zu einer Welle der Kritik, dass die um ein Vielfaches gestiegene Anzahl an Satelliten ihnen den Zugang zum Nachthimmel versperren würde. Es gibt ein Sprichwort: Unter den Astronomen ist derjenige mit dem größten Teleskop der coolste. Ohne Übertreibung ist die Astronomie in der modernen Zeit eine gewaltige Aufgabe, die an den ständigen Kampf um die Verbesserung der Analysequalität vor dem Hintergrund zunehmender Lichtverschmutzung und anderer Lärmquellen erinnert.
Das Letzte, was ein Astronom braucht, sind Tausende heller Satelliten, die im Fokus eines Teleskops aufblitzen. Tatsächlich erlangte die erste Iridium-Konstellation Berühmtheit dafür, dass sie aufgrund großer Panels, die Sonnenlicht auf kleine Bereiche der Erde reflektierten, „Flare“ erzeugte. Es kam vor, dass sie die Helligkeit eines Viertels des Mondes erreichten und manchmal sogar versehentlich empfindliche astronomische Sensoren beschädigten. Auch Befürchtungen, dass Starlink in die in der Radioastronomie genutzten Funkbänder eindringen wird, sind nicht unbegründet.
Wenn Sie eine Satelliten-Tracking-App herunterladen, können Sie an einem klaren Abend Dutzende Satelliten am Himmel fliegen sehen. Satelliten sind nach Sonnenuntergang und vor Sonnenaufgang sichtbar, jedoch nur, wenn sie von den Sonnenstrahlen beleuchtet werden. Später in der Nacht sind die Satelliten im Erdschatten unsichtbar. Winzig, extrem weit entfernt, bewegen sie sich sehr schnell. Es besteht die Möglichkeit, dass sie den fernen Stern für weniger als eine Millisekunde verdecken, aber ich denke, selbst wenn sie dies entdecken, handelt es sich um eine Hämorrhoide.
Große Bedenken hinsichtlich der Himmelsbeleuchtung ergaben sich aus der Tatsache, dass die Satellitenschicht des ersten Starts in der Nähe des Erdterminators gebaut wurde, d. h. Nacht für Nacht beobachtete Europa – und es war Sommer – das epische Bild von Satelliten, die in der Abenddämmerung durch den Himmel flogen. Darüber hinaus zeigten auf FCC-Berichten basierende Simulationen, dass Satelliten in einer Umlaufbahn von 1150 km auch nach Ablauf der astronomischen Dämmerung noch sichtbar wären. Generell durchläuft die Dämmerung drei Stadien: bürgerlich, maritim und astronomisch, d. h. wenn die Sonne 6, 12 bzw. 18 Grad unter dem Horizont steht. Am Ende der astronomischen Dämmerung befinden sich die Sonnenstrahlen im Zenit etwa 650 km von der Oberfläche entfernt, weit jenseits der Atmosphäre und des größten Teils der niedrigen Erdumlaufbahn. Basierend auf Daten von Ich glaube, dass alle Satelliten in einer Höhe unter 600 km platziert werden. In diesem Fall wären sie in der Dämmerung sichtbar, jedoch nicht nach Einbruch der Dunkelheit, was die möglichen Auswirkungen auf die Astronomie erheblich verringern würde.
Das dritte Problem sind Trümmer im Orbit. IN Ich habe darauf hingewiesen, dass Satelliten und Trümmer unter 600 km aufgrund des Luftwiderstands innerhalb weniger Jahre aus der Umlaufbahn fallen werden, was die Möglichkeit eines Kessler-Syndroms erheblich verringert. SpaceX spielt mit dem Dreck herum, als ob ihnen der Weltraumschrott überhaupt egal wäre. Hier schaue ich mir die Details der Starlink-Implementierung an und es fällt mir schwer, mir einen besseren Weg vorzustellen, um die Menge an Trümmern im Orbit zu reduzieren.
Die Satelliten werden in eine Höhe von 350 km gebracht und fliegen dann mit eingebauten Triebwerken in ihre vorgesehene Umlaufbahn. Jeder Satellit, der während des Starts stirbt, wird innerhalb weniger Wochen seine Umlaufbahn verlassen und wird in den nächsten tausend Jahren nicht in einer höheren Umlaufbahn sein. Bei dieser Platzierung handelt es sich strategisch um die Prüfung auf freien Eintritt. Darüber hinaus haben Starlink-Satelliten einen flachen Querschnitt, was bedeutet, dass sie, wenn sie die Höhenkontrolle verlieren, in die dichten Schichten der Atmosphäre eindringen.
Nur wenige Menschen wissen, dass SpaceX ein Pionier in der Raumfahrt wurde, indem es alternative Montagearten anstelle von Zündpillen verwendete. Fast alle Startplätze verwenden Zündpillen beim Ausfahren von Bühnen, Satelliten, Verkleidungen usw. usw., wodurch die potenzielle Menge an Trümmern zunimmt. SpaceX entfernt außerdem bewusst die oberen Stufen aus der Umlaufbahn, um zu verhindern, dass sie für immer im Weltraum baumeln, damit sie in der rauen Weltraumumgebung nicht verfallen und zerfallen.
Als letztes Thema möchte ich abschließend die Möglichkeit erwähnen, dass SpaceX das bestehende Internetmonopol durch die Schaffung eines eigenen Monopols verdrängen wird. In seiner Nische monopolisiert SpaceX bereits Starts. Nur der Wunsch rivalisierender Regierungen, garantierten Zugang zum Weltraum zu erhalten, verhindert die Verschrottung teurer und veralteter Raketen, die oft von großen monopolistischen Verteidigungsunternehmen zusammengebaut werden.
Es ist nicht schwer, sich vorzustellen, dass SpaceX im Jahr 2030 jährlich 6000 seiner Satelliten starten wird, plus ein paar Spionagesatelliten, um der alten Zeiten willen. Günstige und zuverlässige Satelliten SpaceX wird „Rackplatz“ für Geräte von Drittanbietern verkaufen. Jede Universität, die eine weltraumtaugliche Kamera entwickeln kann, kann sie in die Umlaufbahn bringen, ohne die Kosten für den Bau einer gesamten Weltraumplattform tragen zu müssen. Mit solch einem fortschrittlichen und uneingeschränkten Zugang zum Weltraum wird Starlink bereits mit Satelliten in Verbindung gebracht, während historische Hersteller der Vergangenheit angehören.
Die Geschichte enthält Beispiele zukunftsorientierter Unternehmen, die eine so große Marktnische besetzten, dass ihre Namen zu bekannten Namen wurden: Hoover, Westinghouse, Kleenex, Google, Frisbee, Xerox, Kodak, Motorola, IBM.
Das Problem kann entstehen, wenn ein Pionierunternehmen wettbewerbswidrige Praktiken anwendet, um seinen Marktanteil zu halten, obwohl dies seit Präsident Reagan oft erlaubt ist. SpaceX könnte sein Starlink-Monopol aufrechterhalten und andere Entwickler von Satellitenkonstellationen dazu zwingen, Satelliten mit alten sowjetischen Raketen zu starten. Ähnliche Maßnahmen ergriffen , gepaart mit der Festlegung von Preisen für den Posttransport, führte 1934 zum Zusammenbruch. Glücklicherweise ist es unwahrscheinlich, dass SpaceX für immer das absolute Monopol auf wiederverwendbaren Raketen behalten wird.
Noch besorgniserregender ist, dass der Einsatz von Zehntausenden von Satelliten mit niedriger Umlaufbahn durch SpaceX als Kooptierung der Allmende konzipiert werden könnte. Ein privates Unternehmen übernimmt aus persönlichem Gewinnstreben den dauerhaften Besitz ehemals öffentlich zugänglicher und unbesetzter Orbitalpositionen. Und während die Innovationen von SpaceX es ermöglichten, tatsächlich im luftleeren Raum Geld zu verdienen, wurde ein Großteil des intellektuellen Kapitals von SpaceX mit Forschungsbudgets in Milliardenhöhe aufgebaut.
Einerseits brauchen wir Gesetze, die private Investitionen sowie Forschungs- und Entwicklungsgelder schützen. Ohne diesen Schutz können Innovatoren ehrgeizige Projekte nicht finanzieren oder werden ihre Unternehmen an Orte verlegen, an denen ihnen dieser Schutz gewährt wird. In jedem Fall leidet die Öffentlichkeit, weil keine Gewinne erwirtschaftet werden. Auf der anderen Seite brauchen wir Gesetze, die die Menschen, die nominellen Eigentümer der Allmende, einschließlich des Himmels, vor gewinnsüchtigen Privatunternehmen schützen, die sich öffentliche Güter aneignen. An sich ist weder das eine noch das andere wahr oder überhaupt möglich. Die Entwicklungen von SpaceX bieten die Chance, in diesem neuen Markt einen Mittelweg zu finden. Wir werden verstehen, dass es gefunden wurde, wenn wir die Häufigkeit von Innovationen und die Schaffung sozialer Wohlfahrt maximieren.
Abschließende Gedanken
Ich habe diesen Artikel geschrieben, unmittelbar nachdem ich einen anderen beendet hatte – . Es war eine heiße Woche. Sowohl Starship als auch Starlink sind revolutionäre Technologien, die direkt vor unseren Augen, in unserem Leben, entstehen. Wenn ich meinen Enkelkindern beim Aufwachsen zusehe, werden sie sich mehr darüber wundern, dass ich älter als Starlink bin, als über die Tatsache, dass es in meiner Kindheit keine Mobiltelefone (Museumsausstellungen) oder das öffentliche Internet selbst gab.
Die Reichen und das Militär nutzen Satelliten-Internet schon seit langem, aber ein allgegenwärtiger, allgemeiner und günstiger Starlink ist ohne Starship einfach unmöglich.
Über den Start wird schon lange gesprochen, aber Starship, eine sehr günstige und damit interessante Plattform, ist ohne Starlink nicht möglich.
Über die bemannte Weltraumforschung wird schon seit langem gesprochen, und wenn Sie ... , dann haben Sie grünes Licht. Mit Starship und Starlink ist die bemannte Erforschung des Weltraums eine erreichbare, nahe Zukunft, nur einen Steinwurf von einem orbitalen Außenposten bis zu industrialisierten Städten im Weltraum.
Source: habr.com