Tämä artikkeli on sarjasta .
- SpaceX:n suunnitelma Internetin jakelusta kymmenien tuhansien satelliittien kautta on avaruuslehdistön pääaihe. Artikkeleita viimeisimmistä saavutuksista julkaistaan viikoittain. Jos yleensä järjestelmä on selvä, mutta lukemisen jälkeen , hyvin motivoitunut henkilö (sanotaanko sinun todella) voi kaivaa esiin paljon yksityiskohtia. Tähän uuteen teknologiaan liittyy kuitenkin edelleen monia vääriä käsityksiä, jopa valistuneet tarkkailijat. Ei ole harvinaista nähdä artikkeleita, joissa Starlinkiä verrataan OneWebiin ja Kuiperiin (muun muassa) ikään kuin ne kilpailisivat tasa-arvoisin ehdoin. Muut kirjoittajat, jotka ovat selvästi huolissaan planeetan edusta, huutavat avaruusromua, avaruuslakia, tähtitieteen standardeja ja turvallisuutta. Toivon, että tämän - melko pitkän - artikkelin luettuaan lukija ymmärtää ja tuntee Starlinkin idean paremmin.
kosketti odottamatta herkkää sointua muutamien lukijoideni sieluissa. Siinä selitin, kuinka Starship asettaisi SpaceX:n johtoon pitkäksi aikaa ja samalla tarjoaisi mekanismin uudelle avaruustutkimukselle. Seurauksena on, että perinteinen satelliittiteollisuus ei pysty pysymään SpaceX:n perässä, sillä se lisää jatkuvasti kapasiteettia ja leikkaa Falcon-rakettiperheen kustannuksia, mikä asettaa SpaceX:n vaikeaan asemaan. Toisaalta se muodosti markkinat, joiden arvo oli parhaimmillaan useita miljardeja vuodessa. Toisaalta se sytytti itsessään hillittömän rahanhalun - valtavan raketin rakentamiseen, jolla ei kuitenkaan ole juuri ketään lähetettävää Marsiin, eikä välitöntä voittoa ole odotettavissa.
Ratkaisu tähän kaksoisongelmaan on Starlink. Kokoamalla ja laukaisemalla omia satelliittejaan SpaceX voisi luoda ja määritellä uudet markkinat erittäin tehokkaalle ja demokratisoidulle pääsylle avaruuspohjaiseen viestintään, varmistaa rahoituksen raketin rakentamiseen ennen kuin se hukuttaa yrityksen ja nostaa sen taloudellisen arvon biljooniin. Älä aliarvioi Elonin tavoitteita. Kaiken kaikkiaan ei ole niin monia aloja, joilla pyörii biljoonia dollareita: energia, nopea liikenne, viestintä, IT, terveydenhuolto, maatalous, hallitus, puolustus. Yleisistä väärinkäsityksistä huolimatta , и Liiketoiminta ei ole kannattavaa. Elon on tunkeutunut energiateollisuuteen Teslallaan, mutta vain televiestintä tarjoaa luotettavat ja tilavat markkinat satelliiteille ja rakettien laukaisuille.
Ensimmäistä kertaa Elon Musk käänsi katseensa kohti avaruutta, kun hän halusi lahjoittaa 80 miljoonaa dollaria kasvien kasvattamiseen Marsin luotain. Kaupungin rakentaminen Marsiin maksaisi luultavasti 100 000 kertaa enemmän, joten Starlink on Muskin pääpanos saada kipeästi kaivattua sponsorirahoitusta. .
Mitä?
Olen suunnitellut tätä artikkelia pitkään, mutta vasta viime viikolla sain täydellisen kuvan. Sitten SpaceX:n presidentti Gwynne Shotwell antoi Rob Baronille hämmästyttävän haastattelun, jonka hän myöhemmin kirjoitti CNBC:lle upeassa. Michael Schitz ja kenelle he omistivat . Tämä haastattelu osoitti valtavan eron lähestymistavoissa satelliittiviestinnässä SpaceX:n ja kaikkien muiden välillä.
Käsite syntyi vuonna 2012, kun SpaceX tajusi, että heidän asiakkaillaan - enimmäkseen satelliittipalveluntarjoajilla - oli valtavat rahavarat. Laukaisulevyt nostavat hintoja satelliittien käyttöönotosta ja menettävät siten jotenkin yhden työvaiheen – miksi niin? Elon haaveili satelliittikonstellaation luomisesta Internetiä varten ja pystyi vastustamaan lähes mahdotonta tehtävää, joten se pyörähti prosessia. Starlinkin kehitys , mutta tämän artikkelin loppuun mennessä sinä, lukijani, tulet todennäköisesti yllättymään siitä, kuinka pieniä nämä vaikeudet todella ovat, ottaen huomioon idean laajuuden.
Onko näin valtava ryhmittymä todella tarpeen Internetiä varten? Ja miksi nyt?
Vain muistissani Internet on kehittynyt puhtaasti akateemisesta hemmottelusta ensimmäiseksi ja ainoaksi vallankumoukselliseksi infrastruktuuriksi. Tämä ei ole aihe, johon kannattaa kiinnittää pitkässä artikkelissa, mutta oletan, että maailmanlaajuisesti Internetin tarve ja sen tuottamat tulot kasvavat edelleen noin 25 % vuodessa.
Nykyään melkein kaikki meistä saavat Internetin pienestä määrästä maantieteellisesti eristyneitä monopoleja. Yhdysvalloissa AT&T, Time Warner, Comcast ja kourallinen pienempiä toimijoita ovat jakaneet alueen välttääkseen kilpailua, taistellakseen kolmea nahkaa palveluista ja kylpeäkseen lähes yleismaailmallisen vihan säteissä.
Internet-palveluntarjoajilla on hyvä syy ei-kilpailevaan käyttäytymiseen kaiken kuluttavan ahneuden lisäksi. Internetin infrastruktuurin rakentaminen - mikroaaltouunien solutornit ja valokuitu - on erittäin kallista. Internetin ihmeellinen luonne on helppo unohtaa. Isoäitini meni ensin töihin toisessa maailmansodassa signaalimieheksi, ja sitten lennätin kilpaili strategisesta johtavasta roolista kirjekyyhkysten kanssa! Useimmille meistä tiedon supervaltatie on jotain lyhytaikaista, aineetonta, mutta palaset kulkevat fyysisen maailman halki, jossa on rajoja, jokia, vuoria, valtameriä, myrskyjä, luonnonkatastrofeja ja muita esteitä. Vuonna 1996, kun ensimmäinen valokuitulinja laskettiin merenpohjaan, . Tavaramerkin terävällä tyylillään hän kuvaa elävästi näiden linjojen asettamisen paljain kustannuksin ja monimutkaisuutta, jota pitkin kirottu "kotegit" sitten kuitenkin ryntäävät. Suurimman osan 2000-luvusta kaapelia vedettiin niin paljon, että käyttöönottokustannukset olivat hämmästyttävät.
Kerran työskentelin optisessa laboratoriossa ja (jos muisti ei petä) rikkoimme tuon ajan ennätyksen myöntämällä multipleksilähetysnopeuden 500 Gb / s. Elektroniset rajoitukset sallivat kunkin kuidun kuormituksen 0,1 % teoreettisesta kaistanleveydestä. Viisitoista vuotta myöhemmin olemme valmiita ylittämään kynnyksen: jos tiedonsiirto ylittää sen, kuitu sulaa, ja olemme jo hyvin lähellä tätä.
Mutta on välttämätöntä nostaa tietovirta syntisen maan yläpuolelle - avaruuteen, jossa satelliitti lentää "pallon" ympäri 30 000 kertaa viidessä vuodessa. Vaikuttaa ilmeiseltä ratkaisulta – miksi siis kukaan ei ottanut sitä aiemmin?
Iridium-satelliittijoukosta, jonka Motorola kehitti ja otettiin käyttöön 1990-luvun alussa (muistatko ne edelleen?), tuli ensimmäinen globaali matalan kiertoradan viestintäverkko (kuten houkuttelevasti kuvataan ). Kun se otettiin käyttöön, sen ainoa käyttötarkoitus oli kapealla kyky reitittää pieniä datapaketteja omaisuudenseurantalaitteista: matkapuhelimet olivat niin halpoja, että satelliittipuhelimet eivät koskaan tulleet käyttöön. Iridiumilla oli 66 satelliittia (plus muutama lisävara) 6 kiertoradalla - vähimmäismäärä peittämään koko planeetan.
Jos 66 satelliittia riitti Iridiumille, niin miksi SpaceX tarvitsi kymmeniä tuhansia? Miksi hän on niin erilainen?
SpaceX tuli tähän liiketoimintaan vastakkaisesta päästä – se alkoi laukaisuista. Hänestä tuli edelläkävijä kantorakettien säilyttämisen alalla ja valloitti siten halpojen laukaisualustojen markkinat. Yritetään ylitarjota niitä pienemmällä hinnalla ei ansaitse paljon rahaa, joten ainoa tapa hyötyä heidän ylikapasiteetistaan on tulla asiakkaaksi. SpaceX investoi omien satelliittien laukaisuun - (per 1 kg) Iridium, ja siksi ne voivat päästä paljon laajemmille markkinoille.
Starlinkin maailmanlaajuinen kattavuus tarjoaa sinulle pääsyn korkealaatuiseen Internetiin kaikkialla maailmassa. Ensimmäistä kertaa Internetin saatavuus ei riipu maan tai kaupungin läheisyydestä valokuitulinjaan, vaan yläpuolella olevan taivaan puhtaudesta. Käyttäjillä ympäri maailmaa on pääsy maailmanlaajuiseen Internetiin, jossa ei ole kahleita, riippumatta heidän omasta huonosta ja/tai epärehellisestä valtion monopoleistaan. Starlinkin kyky murtaa nämä monopolit katalysoi uskomattoman suuruista positiivista muutosta, joka lopulta yhdistää miljardit ihmiset tulevaisuuden globaaliin kyberneettiseen yhteisöön.
Pieni lyyrinen poikkeama: mitä tämä edes tarkoittaa?
Ihmisille, jotka kasvavat nykyään kaikkialla läsnä olevien yhteyksien aikakaudella, internet on kuin ilma, jota hengitämme. Hän vain on. Mutta tämä - jos unohdat hänen uskomattoman voimansa tuoda myönteisiä muutoksia - ja olemme jo heidän keskellään. Internetin avulla ihmiset voivat vaatia johtajiaan tilille, kommunikoida muiden ihmisten kanssa toisella puolella maailmaa, jakaa ajatuksia, keksiä jotain uutta. Internet yhdistää ihmiskunnan. Päivitysten historia on tietojen jakamisominaisuuksien kehityksen historiaa. Ensinnäkin puheiden ja eeppisen runouden kautta. Sitten - kirjeessä, joka antaa äänen kuolleille, ja he kääntyvät elävien puoleen; kirjoittaminen mahdollistaa tietojen tallentamisen ja mahdollistaa asynkronisen viestinnän. Painettu lehdistö on käynnistänyt uutistuotannon. Sähköinen viestintä - on nopeuttanut tiedonsiirtoa ympäri maailmaa. Henkilökohtaiset muistiinpanolaitteet ovat vähitellen muuttuneet monimutkaisemmiksi ja kehittyneet kannettavista matkapuhelimiksi, joista jokainen on Internetiin yhdistetty tietokone, täynnä antureita ja joka päivä päivältä paremmin ennakoimaan tarpeitamme.
Henkilöllä, joka käyttää kirjoittamista ja tietokonetta kognitioprosessissa, on paremmat mahdollisuudet voittaa epätäydellisesti kehittyneiden aivojen rajoitukset. Vielä rohkaisevampaa on, että matkapuhelimet ovat sekä tehokkaita tallennuslaitteita että mekanismia ideoiden vaihtoon. Jos aiemmin ihmiset jakaessaan ajatuksia luottivat muistikirjoihin luonnostelemaansa puheeseen, niin nykyään on normaalia, että muistikirjat itse jakavat ihmisten luomia ideoita. Perinteinen järjestelmä on kokenut käänteen. Prosessin looginen jatko on jonkinlainen kollektiivinen metakognitio henkilökohtaisten laitteiden kautta, ja liittyvät toisiinsa. Vaikka saatamme edelleen olla nostalgisia kadonneesta yhteydestä luontoon ja yksinäisyyteen, on tärkeää muistaa, että teknologia ja tekniikka yksin ovat vastuussa leijonanosasta vapautumisestamme tietämättömyyden, ennenaikaisen kuoleman (jotka voidaan välttää) "luonnollisista" sykleistä. , väkivalta, nälkä ja hampaiden reikiintyminen.
Miten?
Puhutaanpa Starlink-projektin liiketoimintamallista ja arkkitehtuurista.
Jotta Starlinkista tulisi kannattava yritys, varojen sisäänvirtauksen on ylitettävä rakennus- ja käyttökustannukset. Perinteisesti pääomainvestointeihin on liittynyt kohonneita käynnistyskustannuksia, kehittyneiden erikoisrahoitus- ja vakuutusmekanismien käyttöä ja kaikkea satelliitin laukaisuun. Gestationaarinen tietoliikennesatelliitti voi maksaa 500 miljoonaa dollaria, ja sen rakentaminen ja laukaisu voi kestää viisi vuotta. Siksi tämän alueen yritykset rakentavat samanaikaisesti suihkualuksia tai konttialuksia. Valtavat menot, tuskin rahoituskuluja kattavia varoja ja suhteellisen pieni toimintabudjetti. Sitä vastoin alkuperäisen Iridiumin epäonnistuminen johtui siitä, että Motorola pakotti operaattorin maksamaan tappavan lisenssimaksun, mikä teki yrityksen konkurssiin vain muutamassa kuukaudessa.
Tällaista liiketoimintaa varten perinteisten satelliittiyhtiöiden oli palveltava yksityisiä asiakkaita ja veloitettava korkeita tiedonsiirtonopeuksia. Lentoyhtiöt, etäasemat, laivat, sota-alueet ja keskeiset infrastruktuuripaikat maksavat noin 5 dollaria megatavua kohden, mikä on 1 5000 kertaa perinteisen ADSL:n kustannukset, huolimatta tiedon latenssista ja suhteellisen alhaisesta satelliittikaistanleveydestä.
Starlink aikoo kilpailla maanpäällisten palveluntarjoajien kanssa, mikä tarkoittaa, että sen on toimitettava dataa halvemmalla ja ihannetapauksessa veloitettava paljon vähemmän kuin 1 dollari 1 Mt:lta. Onko se mahdollista? Tai koska tämä on mahdollista, pitäisi kysyä: miten tämä on mahdollista?
Uuden ruuan ensimmäinen ainesosa on halpa lanseeraus. Tänään Falcon myy 24 tonnin laukaisua noin 60 miljoonalla dollarilla, mikä on 2500 1 dollaria kilolta. Osoittautuu kuitenkin, että sisäisiä kustannuksia on paljon enemmän. Starlink-satelliitit laukaistaan uudelleenkäytettävillä kantoraketteilla, joten yhden laukaisun rajakustannukset ovat uuden toisen vaiheen (jossain noin 4 miljoonaa dollaria), suojusten (1 miljoona) ja maatuen (~1 miljoona) kustannukset. Yhteensä: noin 100 tuhatta dollaria satelliitista, ts. yli 1000 kertaa halvempaa kuin perinteisen viestintäsatelliitin laukaisu.
Suurin osa Starlink-satelliiteista laukaistaan kuitenkin Starshipillä. Itse asiassa Starlinkin kehitys, kuten FCC:n päivitetyt raportit osoittavat, tarjoaa jonkin verran hankkeen sisäinen arkkitehtuuri. Konstellaatiossa olevien satelliittien kokonaismäärä kasvoi 1:stä 584:een, sitten 2:aan ja lopulta 825 7:een. Bruttosäästöjen mukaan luku on vielä suurempi. Vähimmäismäärä satelliitteja ensimmäiseen kehitysvaiheeseen, jotta hanke olisi elinkelpoinen, on 518 30 kiertoradalla (yhteensä 000), kun taas täysi peitto 60 asteen etäisyydellä päiväntasaajasta vaatii 6 kiertorataa 360 satelliitista (yhteensä 53). Se on 24 Falconin laukaisua noin 60 miljoonan dollarin sisäisillä menoilla. Starship sen sijaan on suunniteltu laukaisemaan jopa 1440 satelliittia kerralla, suunnilleen samalla hinnalla. Starlink-satelliitit on vaihdettava 24 vuoden välein, joten 150 400 satelliittia vaatisi 5 Starship-laukaisua vuodessa. Se maksaa noin 6000 miljoonaa euroa/vuosi eli 15 tuhatta/satelliitti. Jokainen Falcon-satelliitti painaa 100 kg; Starshipiin nostetut satelliitit voisivat painaa 15 kg ja kantaa kolmansien osapuolien laitteita, olla jonkin verran suurempia eivätkä silti ylitä sallittua kuormaa.
Mitä satelliitit maksavat? Veljien keskuudessa Starlink-satelliitit ovat hieman epätavallisia. Ne kootaan, varastoidaan ja lanseerataan litteinä, ja siksi ne ovat poikkeuksellisen helppoja massatuotantoa. Kuten kokemus osoittaa, tuotantokustannusten tulisi olla suunnilleen samat kuin kantoraketin kustannukset. Jos hintaero on suuri, se tarkoittaa, että resursseja ei kohdenneta oikein, koska kokonaisvaltainen rajakustannusten aleneminen kustannuksia alentamalla ei ole niin suurta. Onko se todella 100 tuhatta dollaria per satelliitti ensimmäisellä usean sadan erän kanssa? Toisin sanoen, eikö Starlink-satelliitti laitteessa ole monimutkaisempi kuin kone?
Jotta voit vastata tähän kysymykseen täysin, sinun on ymmärrettävä, miksi kiertävän viestintäsatelliitin hinta on 1000 kertaa korkeampi, vaikka se ei olisi 1000 kertaa monimutkaisempi. Yksinkertaisesti sanottuna, miksi avaruuslaitteistot ovat niin kalliita? Tälle on monia syitä, mutta pakottavin tässä tapauksessa on tämä: jos satelliitin laukaiseminen kiertoradalle (ennen Falconia) maksaa yli 100 miljoonaa, sen toimivuus on taattava useiden vuosien ajan - jotta se saa ainakin jonkin verran. voitto. Tällaisen luotettavuuden varmistaminen ensimmäisen ja ainoan tuotteen toiminnassa on tuskallinen prosessi ja voi kestää vuosia vaatien satojen ihmisten ponnisteluja. Kun tähän lisätään kustannukset, ylimääräiset prosessit on helppo perustella, kun niiden käynnistäminen on jo kallista.
Starlink murtaa tämän paradigman rakentamalla satoja satelliitteja, korjaamalla nopeasti varhaiset suunnitteluvirheet ja tuomalla massatuotantoteknikot hallitsemaan kustannuksia. Minun on helppo henkilökohtaisesti kuvitella Starlink-putkilinjaa, jossa teknikko integroi suunnitteluun jotain uutta ja kiinnittää kaiken muovisiteellä (NASA-tasolla, tietysti) tunnissa tai kahdessa säilyttäen vaaditun vaihtonopeuden 16 satelliittia / päivä. Starlink-satelliitti koostuu monista monimutkaisista osista, mutta en näe mitään syytä, miksi kokoonpanolinjalta tulevan tuhannesosan yksikön hintaa ei voitaisi pudottaa 20 tuhanteen. Elon kirjoittikin toukokuussa Twitterissä, että satelliitin valmistus on jo alhaisempi kuin laukaisukustannukset.
Otetaan keskimääräinen tapaus ja analysoidaan takaisinmaksuaika pyöristämällä numeroita. Yksi Starlink-satelliitti, jonka kokoaminen ja laukaisu maksaa 100 5 euroa, on toiminut XNUMX vuotta. Maksaako se itsensä takaisin, ja jos maksaa, kuinka pian?
Viidessä vuodessa Starlink-satelliitti kiertää maapallon 5 30 kertaa. Jokaisella näistä puolentoista tunnin kiertoradalla hän viettää suurimman osan ajasta valtameren yllä ja todennäköisesti 000 sekuntia tiheästi asutun kaupungin yllä. Tässä lyhyessä ikkunassa hän lähettää tietoja kiireessä ansaitakseen rahaa. Olettaen, että antenni tukee 100 keilaa ja jokainen keila lähettää 100 Mbps käyttämällä nykyaikaista koodausta, kuten , silloin satelliitti tuottaa 1000 1 dollaria voittoa kiertoradalta - tilaushinnalla 1 dollari 100 Gt:lta. Se riittää maksamaan 29 900 dollarin käyttöönottokustannukset viikossa ja yksinkertaistaa pääomarakennetta huomattavasti. Loput XNUMX XNUMX kierrosta ovat voittoa miinus kiinteät kustannukset.
Arvioidut luvut voivat vaihdella suuresti ja molempiin suuntiin. Mutta joka tapauksessa, jos voit laittaa laadukkaan satelliitin kiertoradalle 100 000 - tai jopa miljoonalla / yksikkö - tämä on vakava sovellus. Jopa naurettavan lyhyellä käyttöajalla Starlink-satelliitti pystyy toimittamaan 1 Pb dataa elinkaarensa aikana - 30 dollarin jaksotettuun hintaan per Gt. Samaan aikaan lähetettäessä pidempiä etäisyyksiä rajakustannukset eivät käytännössä nouse.
Ymmärtääksemme tämän mallin merkityksen, verrataan sitä lyhyesti kahteen muuhun malliin tiedon välittämiseksi kuluttajille: perinteiseen valokuitukaapeliin ja satelliittien kokoonpanoon, jonka tarjoaa yritys, joka ei ole erikoistunut satelliittien laukaisuihin.
Ranskaa ja Singaporea yhdistävä reitti otettiin käyttöön vuonna 2005. Kaistanleveys - 1,28 Tb / s., Käyttöönottokustannukset - 500 miljoonaa dollaria. Jos se toimii 10 % kapasiteetilla 100 vuotta ja yleiskustannukset ovat 100 % pääomakustannuksista, siirtohinta on 0,02 dollaria per 1 Gt. Transatlanttiset kaapelit ovat lyhyempiä ja hieman halvempia, mutta merenalainen kaapeli on vain yksi kokonaisuus pitkästä tiedonsiirrosta rahaa haluavien ihmisten joukosta. Starlinkin keskimääräinen arvio on 8 kertaa halvempi, ja samalla heillä on "all inclusive".
Kuinka tämä on mahdollista? Starlink-satelliitti sisältää kaikki monimutkaiset elektroniset kytkentälaitteet, joita tarvitaan valokaapelien yhdistämiseen, vain se käyttää tyhjiötä kalliin ja hauraan johdon sijaan tiedonsiirrossa. Avaruuslähetys vähentää mukavien ja vanhentuneiden monopolien määrää, jolloin käyttäjät voivat kommunikoida entistä vähemmän laitteiston kautta.
Verrattavissa kilpailevaan satelliittikehittäjään OneWebiin. OneWeb aikoo luoda 600 satelliitin konstellaation, jonka se laukaisee kaupallisten toimittajien kautta hintaan noin 20 000 dollaria kilolta. Yhden satelliitin paino on 1 kg, eli ideaalisessa skenaariossa yhden yksikön laukaisu on noin 150 milj.. Satelliittilaitteiston hinnaksi arvioidaan 3 milj. Vuoteen 1 mennessä koko ryhmittymän kustannukset ovat 2027 miljardia. OneWebin tekemät testit osoittivat 2,6 Mb/s:n suorituskyvyn. huipulla, mieluiten jokaiselle 50 säteelle. Noudattamalla samaa kaavaa, jolla laskemme Starlinkin kustannukset, saamme: jokainen OneWeb-satelliitti tuottaa 16 dollaria kiertoradalla ja vain 80 vuodessa se tuo 5 miljoonaa dollaria - tuskin kattaa laukaisukustannukset, jos lasketaan myös tiedonsiirto etäkäyttöön. alueet . Yhteensä saamme 2,4 dollaria 1,70 Gt:lta.
Gwynn Shotwellin kerrottiin hiljattain sanoneen , mikä tarkoittaa 0,10 dollarin kilpailukykyistä hintaa gigatavua kohden. Ja tämä on alkuperäisessä Starlink-kokoonpanossa: vähemmän optimoidulla tuotannolla, Falconin käynnistämisellä ja tiedonsiirtorajoituksilla - ja vain Yhdysvaltojen pohjoisosan peitolla. Osoittautuu, että SpaceX:llä on kiistaton etu: nykyään he voivat laukaista paljon sopivamman satelliitin hintaan (yksikköä kohti) 1 kertaa halvemmalla kuin kilpailijat. Starship kasvattaa etumatkaa 15-kertaiseksi, ellei enemmänkin, joten ei ole vaikea kuvitella, että SpaceX laukaisi 100 2027 satelliittia vuoteen 30 mennessä alle miljardilla dollarilla, joista suurin osa se hankkii omasta lompakosta.
Olen varma, että OneWebistä ja muista tulevista konstellaatiokehittäjistä on olemassa optimistisempia analyyseja, mutta en vielä tiedä, miten ne toimivat.
Äskettäin Morgan Stanley että Starlink-satelliittien kokoaminen maksaa miljoona ja laukaisu 1 tuhatta. . Kummallista kyllä, luvut ovat samankaltaisia kuin laskelmamme OneWeb-kulutuksesta, ja ne ovat noin 10 kertaa suuremmat kuin alkuperäinen Starlink-arvio. Starshipin käyttö ja kaupallinen satelliittivalmistus voisivat laskea satelliittien käyttöönottokustannukset noin 35 XNUMX:een/yksikkö. Ja tämä on hämmästyttävän pieni luku.
Jäljelle jää viimeinen kohta - vertailla Starlinkille tuotettua aurinkoenergian 1 wattia. Heidän verkkosivuillaan olevien kuvien mukaan jokaisen satelliitin aurinkopaneeli on noin 60 neliömetriä. tuottaa keskimäärin noin 3 kW tai 4,5 kWh kierrosta kohden. On arvioitu, että jokainen kiertorata tuottaa 1000 220 dollaria ja jokainen satelliitti noin 10 dollaria kilowattitunnilta. Tämä on 000 XNUMX kertaa enemmän kuin aurinkoenergian tukkuhinta, mikä taas vahvistaa: . Ja mikroaaltomodulaatio tiedonsiirtoa varten on kohtuuton lisäkustannus.
Arkkitehtuuri
Edellisessä osiossa esittelin melko karkeasti ei-triviaalisen osan Starlink-arkkitehtuurista - kuinka se toimii planeetan erittäin epätasaisen väestötiheyden kanssa. Starlink-satelliitti lähettää fokusoituja säteitä, jotka muodostavat pisteitä planeetan pinnalle. Paikalla olevat tilaajat jakavat yhden kaistanleveyden. Pistemitat määräytyvät perusfysiikan mukaan: alun perin sen leveys on (satelliitin korkeus x mikroaallon pituus / antennin halkaisija), mikä Starlink-satelliitilla on parhaimmillaan pari kilometriä.
Useimmissa kaupungeissa asukastiheys on noin 1000 100 henkeä/neliökilometriä, vaikka paikoin korkeampaakin. Joillakin Tokion tai Manhattanin alueilla voi olla yli 000 XNUMX ihmistä per paikka. Onneksi jokaisessa näin tiheään asutussa kaupungissa on kilpailukykyiset kotimaan laajakaistainternetmarkkinat, puhumattakaan pitkälle kehittyneestä matkapuhelinverkosta. Mutta oli miten oli, jos kaupungin yläpuolella on kulloinkin useita saman tähdistön satelliitteja, voidaan läpäisykykyä lisätä hajauttamalla antenneja spatiaalisesti sekä jakamalla taajuuksia. Toisin sanoen kymmenet satelliitit voivat kohdistaa tehokkaimman säteen yhteen pisteeseen, ja kyseisellä alueella olevat käyttäjät käyttävät maapäätteitä, jotka jakavat pyynnön satelliittien kesken.
Jos alkuvaiheessa sopivin markkina-alue palvelujen myyntiin on syrjäiset, maaseutu- tai esikaupunkialueet, niin jatkolanseerauksiin tulee varoja paremmista palveluista erityisesti tiheästi asuttuihin kaupunkeihin. Skenaario on täysin päinvastainen normaalille markkinoiden laajenemismallille, jossa kilpailukykyiset kaupunkikeskeiset palvelut kärsivät väistämättä tuottojen laskusta, kun ne pyrkivät laajentumaan köyhemmille ja harvemmin asutuille alueille.
Muutama vuosi sitten, kun tein matematiikan, .
Otin tiedot tästä kuvasta ja kokosin alla olevat 3 kuvaajaa. Ensimmäinen osoittaa maa-alueen tiheyden väestötiheyden mukaan. Mielenkiintoisinta on, että suurin osa maapallosta ei ole lainkaan asuttu, kun taas käytännössä millään alueella ei ole yli 100 ihmistä neliökilometriä kohden.
Toinen kaavio näyttää ihmisten esiintymistiheyden väestötiheyden mukaan. Ja vaikka suurin osa maapallosta on asumatonta, suurin osa ihmisistä asuu alueilla, joilla on 100-1000 ihmistä neliökilometrillä. Tämän huipun laajennettu luonne (suuruusluokkaa suurempi) heijastaa bimodaalisuutta kaupungistumiskuvioissa. 100 henkilöä/neliökilometriä. - Tämä on suhteellisen harvaan asuttu maaseutualue, kun taas luku 1000 henkilöä / neliökilometriä. esikaupunkialueille ominaista. Kaupunkien keskustat näyttävät helposti 10 000 ihmistä/neliökilometriä, mutta Manhattanin väkiluku on 25 000 henkilöä/neliökilometriä.
Kolmas kaavio näyttää väestötiheyden leveysasteittain. Voidaan nähdä, että melkein kaikki ihmiset ovat keskittyneet alueelle 20-40 astetta pohjoista leveyttä. Se on siis yleisesti ottaen kehittynyt maantieteellisesti ja historiallisesti, koska valtava osa eteläisestä pallonpuoliskosta on valtameren käytössä. Tämä väestötiheys on kuitenkin pelottava haaste ryhmän arkkitehdeille, as satelliitit viettävät yhtä paljon aikaa molemmilla pallonpuoliskoilla. Lisäksi esimerkiksi 50 asteen kulmassa Maata kiertävä satelliitti viettää enemmän aikaa lähempänä ilmoitettuja rajoja leveysasteissa. Tästä syystä Starlink tarvitsee vain 6 kiertorataa palvellakseen Yhdysvaltojen pohjoisosaa, kun taas 24 kattaakseen päiväntasaajan.
Itse asiassa, jos yhdistämme väestötiheyskäyrän satelliittikonstellaatiotiheyskaavioon, ratavalinta tulee ilmeiseksi. Jokainen pylväsdiagrammi edustaa yhtä neljästä SpaceX-raportista FCC:lle. Henkilökohtaisesti minusta tuntuu, että jokainen uusi raportti on kuin lisäys edelliseen, mutta joka tapauksessa ei ole vaikea nähdä, kuinka lisäsatelliitit lisäävät kapasiteettia vastaavilla pohjoisen pallonpuoliskon alueilla. Sitä vastoin eteläisellä pallonpuoliskolla on vaikuttava määrä käyttämätöntä kaistanleveyttä - iloitse, rakas Australia!
Mitä tapahtuu käyttäjätiedoille, kun ne saavuttavat satelliitin? Alkuperäisessä versiossa Starlink-satelliitti välitti ne välittömästi takaisin palvelualueiden lähellä olevalle maa-asemalle. Tätä konfiguraatiota kutsutaan "suorareleeksi". Jatkossa Starlink-satelliitit pystyvät kommunikoimaan keskenään laserin välityksellä. Tiedonvaihto saavuttaa huippunsa tiheästi asutuissa kaupungeissa, mutta dataa voidaan jakaa laserverkon yli kahdessa ulottuvuudessa. Käytännössä tämä tarkoittaa, että satelliittiverkossa on valtava mahdollisuus piilotettuun backhauliin, eli käyttäjätiedot voidaan "lähettää uudelleen Maahan" missä tahansa sopivassa paikassa. Käytännössä minusta näyttää siltä, että SpaceX-maaasemat yhdistetään kaupunkien ulkopuolella.
Osoittautuu, että satelliittien välinen viestintä ei ole triviaali tehtävä, jos satelliitit eivät liiku yhdessä. Viimeisimmät raportit FCC:lle raportoivat 11 erillisestä satelliittikiertorataryhmästä. Tietyn ryhmän sisällä satelliitit liikkuvat samalla korkeudella, samalla kaltevuudella, samalla epäkeskisyydellä, mikä tarkoittaa, että laserit löytävät satelliitit läheltä suhteellisen helposti. Mutta ryhmien väliset sulkeutumisnopeudet mitataan km/s, joten ryhmien välinen kommunikointi tulisi mahdollisuuksien mukaan tapahtua lyhyiden, nopeiden ohjattujen mikroaaltolinkkien kautta.
Orbitaaliryhmän topologia on kuin valon aaltohiukkasteoria, eikä se päde meidän esimerkkiimme, mutta mielestäni se on hienoa, joten sisällytin sen artikkeliin. Jos et ole kiinnostunut tästä osiosta, siirry suoraan kohtaan "Perusfysiikan rajoitukset".
Torus - tai donitsi - on matemaattinen objekti, jonka määrittelee kaksi sädettä. Toruksen pinnalle on melko yksinkertaista piirtää ympyröitä: yhdensuuntaisia tai kohtisuorassa sen muotoon nähden. Saatat olla mielenkiintoista havaita, että on olemassa kaksi muuta ympyräperhettä, jotka voidaan piirtää toruksen pinnalle ja jotka molemmat kulkevat sen keskellä ja ääriviivan ympärillä olevan reiän läpi. Tämä on ns. , ja käytin tätä mallia suunnitellessani toroidia Burning Man Tesla Coilille vuonna 2015.
Ja vaikka satelliittien kiertoradat ovat tarkasti ottaen ellipsejä, eivät ympyröitä, sama rakenne pätee Starlinkin tapauksessa. 4500 satelliitin tähdistö useilla kiertoratatasoilla, jotka kaikki ovat samassa kulmassa, muodostavat jatkuvasti liikkuvan kerroksen Maan pinnan yläpuolelle. Tietyn leveysastepisteen yläpuolella oleva pohjoiseen päin oleva kerros kääntyy ympäri ja siirtyy takaisin etelään. Törmäysten välttämiseksi kiertoradat pidennetään hieman, jolloin pohjoiseen liikkuva kerros on useita kilometrejä korkeammalla (tai matalammalla) kuin etelään liikkuva kerros. Yhdessä nämä molemmat kerrokset muodostavat puhalletun muotoisen toruksen, kuten alla on esitetty erittäin liioiteltuna kaaviona.
Muistutan teitä siitä, että tässä toruksessa kommunikointi tapahtuu viereisten satelliittien välillä. Yleisesti ottaen eri kerroksissa olevien satelliittien välillä ei ole suoria ja pitkäaikaisia yhteyksiä, koska laserohjauksen konvergenssinopeudet ovat liian korkeat. Kerrosten välisen tiedonsiirron liikerata puolestaan kulkee toruksen ylä- tai alapuolella.
Yhteensä 30 000 satelliittia sijoitetaan 11 sisäkkäiseen toriin kauas ISS:n kiertoradan taakse! Tämä kaavio näyttää, kuinka kaikki nämä kerrokset on pakattu ilman liioiteltua epäkeskisyyttä.
Ja lopuksi sinun tulisi miettiä optimaalista lentokorkeutta. On olemassa dilemma: alhainen korkeus, joka antaa enemmän läpimenoa pienemmällä sädekoolla, vai korkea korkeus, jonka avulla voit peittää koko planeetan vähemmällä satelliitilla? Ajan mittaan FCC:lle SpaceX:ltä saadut raportit ovat puhuneet yhä alhaisemmista korkeuksista Starshipin parantuessa mahdollistaakseen suurempien tähtikuvioiden nopeamman käyttöönoton.
Matalalla korkeudella on myös muita etuja, kuten pienempi riski avaruusromuista tai laitevikojen kielteisistä vaikutuksista. Lisääntyneen ilmanvastuksen vuoksi alimmat Starlink-satelliitit (330 km) palavat loppuun muutaman viikon kuluessa asenteen hallinnan menettämisestä. Itse asiassa 300 km on korkeus, jolla satelliitit eivät koskaan lennä, ja korkeuden ylläpitäminen vaatii sisäänrakennetun Krypton-sähkörakettimoottorin sekä virtaviivaisen suunnittelun. Teoreettisesti sähkörakettimoottorilla toimiva, melko terävä muotoinen satelliitti voi ylläpitää vakaata 160 kilometrin korkeutta, mutta SpaceX tuskin laukaisee satelliitteja näin matalalla, koska suorituskyvyn lisäämiseksi on vielä muutama temppu tallessa.
Perusfysiikan rajoitukset
Vaikuttaa epätodennäköiseltä, että satelliittien käyttöönottohinnat koskaan putoavat paljon alle 35 80 dollaria, vaikka valmistus olisi edistynyttä ja täysin automatisoitua ja Starship-alukset ovat täysin uudelleenkäytettäviä, eikä vielä täysin tiedetä, mitä rajoituksia fysiikka asettaa satelliiteille. Yllä oleva analyysi olettaa huippunopeudeksi 100 Gb/s. (jos pyöristetään 100 säteeseen, joista jokainen pystyy lähettämään XNUMX Mb/s).
Kanavan kaistanleveysraja on asetettu ja se annetaan kaistanleveystilastoissa (1+SNR). Kaistanleveys on usein rajoitettu , kun taas SNR on käytettävissä oleva satelliittienergia, taustamelu ja kanavahäiriöt, jotka johtuvat . Toinen merkittävä este on käsittelynopeus. Uusimmat Xilinx Ultrascale+ FPGA:t ovat , mikä on hyvä ottaen huomioon nykyiset kaistanleveyden rajoitukset ilman mukautettuja ASIC-korjauksia. Mutta silloinkin 58 Gb/s. vaatii vaikuttavan taajuusjakauman, todennäköisimmin Ka- tai V-kaistalla. V:llä (40–75 GHz) on helpommin saavutettavissa olevat syklit, mutta ilmakehä absorboi sitä enemmän, erityisesti alueilla, joissa on korkea kosteus.
Onko 100 sädettä käytännöllinen? Tällä ongelmalla on kaksi näkökohtaa: säteenleveys ja vaiheistettujen taulukoiden elementtien tiheys. Säteen leveys määräytyy aallonpituudella jaettuna antennin halkaisijalla. Digitaalinen vaiheistettu ryhmäantenni on edelleen erikoistekniikkaa, mutta suurimmat käyttömitat määräytyvät leveyden mukaan (n. 1 m), ja radiotaajuusviestinnän käyttö on kalliimpaa. Aallonleveys Ka-kaistalla on noin 1 cm, kun taas säteen leveyden tulisi olla 0,01 radiaania - spektrin leveydellä 50% amplitudista. Olettaen, että säteen avaruuskulma on 1 steradiaani (samanlainen kuin 50 mm:n kameran linssin peitto), niin 2500 yksittäistä sädettä riittäisi tällä alueella. Lineaarisuus tarkoittaa, että 2500 sädettä vaatisi vähintään 2500 antennielementtiä ryhmässä, mikä on periaatteessa mahdollista, vaikkakin vaikeaa. Ja kaikki tulee olemaan erittäin kuuma!
Yhteensä 2500 kanavaa, joista jokainen tukee 58 Gb / s, on valtava määrä tietoa - jos karkeasti, niin 145 Tb / s. Vertailun vuoksi koko Internet-liikenne vuonna 2020 . Hyviä uutisia niille, jotka ovat huolissaan satelliitti-Internetin pohjimmiltaan alhaisesta kaistanleveydestä. Jos 30 000 satelliitin konstellaatio on toiminnassa vuoteen 2026 mennessä, maailmanlaajuinen Internet-liikenne voi nousta 800 Tb/s:iin. Jos puolet tästä toimitetaan ~500 satelliitilla tiheästi asutuilla alueilla kulloinkin, niin huippukapasiteetti satelliittia kohden on noin 800 Gb/s, mikä on 10 kertaa korkeampi kuin alkuperäinen perusarviomme, ts. rahoituksen tulo voi kasvaa 10-kertaiseksi.
330 km:n kiertoradalla olevan satelliitin 0,01 radiaanin säde kattaa 10 neliökilometrin alueen. Erityisen tiheästi asutuilla alueilla, kuten Manhattanilla, tällä alueella asuu jopa 300 000 ihmistä. Mitä jos he kaikki istuvat katsomaan Netflixiä (7 Mbps HD-laadulla) samaan aikaan? Tietopyyntöjen kokonaisnopeus on 2000 Gt/s, mikä on noin 35 kertaa sarjalähdön FPGA:n nykyinen kova raja. Tästä tilanteesta on kaksi ulospääsyä, joista vain toinen on fyysisesti mahdollinen.
Ensimmäinen on asettaa useampia satelliitteja kiertoradalle, jotta yli 35 kappaletta roikkuu kulloinkin lisääntyneen kysynnän alueilla. Jos taas otetaan 1 steradiaani kohtuulliselle osoitettavalle taivaan alueelle ja keskimääräiselle kiertoradan korkeudelle 400 km, saadaan tähtikuvioiden tiheydeksi 0,0002/km² eli yhteensä 100 000 - jos ne jakautuvat tasaisesti koko pinnalle maapallolta. Muista, että SpaceX:n valitut kiertoradat lisäävät dramaattisesti peittoa tiheästi asutuilla alueilla 20-40 asteen pohjoisella leveysasteella, ja nyt 30 000 satelliitin määrä näyttää taianomaiselta.
Toinen idea on paljon siistimpi, mutta valitettavasti mahdoton toteuttaa. Muista, että keilan leveys määräytyy vaiheistetun antenniryhmän leveyden mukaan. Entä jos monet taulukot useissa satelliiteissa yhdistävät voimat ja luovat kapeamman säteen - aivan kuten radioteleskoopit, kuten samat (erittäin suuri antennijärjestelmä)? Tässä menetelmässä on yksi monimutkaisuus: satelliittien välinen perusta on laskettava huolellisesti - alimillimetrin tarkkuudella - säteen vaiheen vakauttamiseksi. Ja vaikka tämä olisi mahdollista, tuloksena oleva säde tuskin sisältäisi sivukeiloja, johtuen satelliittien tähdistön alhaisesta tiheydestä taivaalla. Maan päällä säteen leveys kapenee muutamaan millimetriin (riittää matkapuhelimen antennin seuraamiseen), mutta niitä olisi miljoonia heikon välinollauksen vuoksi. Kiitos .
Osoittautuu, että kanavien erottaminen kulmaerottelulla - koska satelliitit sijaitsevat erillään taivaalla - tarjoaa riittävät parannukset suorituskyvyssä rikkomatta fysiikan lakeja.
Sovellus
Mikä on Starlink-asiakasprofiili? Oletuksena nämä ovat satoja miljoonia käyttäjiä, joiden katoilla on pizzalaatikon kokoisia antenneja, mutta korkean tulon lähteitä on muitakin.
Syrjäseuduilla ja maaseudulla maa-asemat eivät tarvitse vaiheistettuja ryhmäantenneja maksimoidakseen keilanleveyden, joten voidaan käyttää pienempiä käyttäjälaitteita IoT-omaisuuden seurantalaitteista taskusatelliittipuhelimiin, hätämajakoihin tai tieteellisiin eläinten seurantainstrumentteihin.
Tiheissä kaupunkiympäristöissä Starlink tarjoaa ensisijaisen ja vara-backhaulin matkapuhelinverkolle. Jokaisen solutornin päällä voisi olla korkean suorituskyvyn maa-asema, mutta käyttää maavirtalähteitä vahvistukseen ja lähetykseen viimeisen mailin aikana.
Ja lopuksi, jopa ruuhkaisilla alueilla ensimmäisen käyttöönoton aikana on mahdollista käyttää matalan kiertoradan satelliitteja poikkeuksellisen pienellä viiveellä. Rahoitusyhtiöt itse laittavat paljon rahaa käsiisi – vain hieman nopeammin saadakseen tärkeitä tietoja kaikkialta maailmasta. Ja vaikka Starlinkin kautta kulkevalla tiedolla on tavallista pidempi reitti - läpi avaruuden - valon etenemisnopeus tyhjiössä on 50% suurempi kuin kvartsilasissa, ja tämä maksaa enemmän kuin eron lähetettäessä pidempiä matkoja.
Negatiiviset vaikutukset
Viimeinen osa on omistettu kielteisille seurauksille. Artikkelin tarkoituksena on päästä eroon projektiin liittyvistä väärinkäsityksistä ja kiistojen mahdolliset negatiiviset seuraukset aiheuttavat eniten. Annan hieman tietoa välttäen turhia tulkintoja. En ole vieläkään selvänäkijä, eikä minulla ole myöskään SpaceX:n sisäpiiriläisiä.
Vakavimmat seuraukset ovat mielestäni lisääntynyt pääsy Internetiin. Jopa kotikaupungissani Pasadenassa, vilkkaassa ja teknologiarikkaassa yli miljoonan asukkaan kaupungissa, jossa on useita observatorioita, maailmanluokan yliopisto ja NASAn suurin laitos, valinnanvara on rajallinen Internet-palvelujen suhteen. Yhdysvalloista ja muualta maailmasta Internetistä on tullut vuokraa hakeva apupalvelu, jossa Internet-palveluntarjoajat vain puristavat 50 miljoonaa dollaria kuukaudessa viihtyisässä, kilpailuttomassa ympäristössä. Ehkä kaikki asuntoihin ja asuinrakennuksiin toimitettavat palvelut ovat kunnallisia, mutta Internet-palvelujen laatu on heikompi kuin vesi, sähkö tai kaasu.
Tilanteen ongelmana on, että toisin kuin vesi, sähkö tai kaasu, Internet on vielä nuori ja kehittyy nopeasti. Etsimme sille jatkuvasti uusia käyttötapoja. Vallankumouksellisin ei ole vielä auki, mutta pakettisuunnitelmat tukahduttavat kilpailun ja innovaation mahdollisuuden. Miljardeja ihmisiä on jäänyt jälkeen syntymäolosuhteiden vuoksi tai siksi, että heidän maansa on liian kaukana päämerenalaisesta kaapelista. Suurilla alueilla planeetalla Internet toimitetaan edelleen geostationaaristen satelliittien avulla kiristyshinnoin.
Toisaalta Starlink, joka jakaa jatkuvasti Internetiä taivaalta, rikkoo tätä mallia. En tiedä vielä parempaa tapaa yhdistää miljardeja ihmisiä Internetiin. SpaceX on hyvässä vauhdissa tulossa Internet-palveluntarjoajaksi ja mahdollisesti Internet-yritykseksi, joka kilpailee Googlen ja Facebookin kanssa. Lyön vetoa, että et ajatellut sitä.
Se, että satelliitti-internet on paras vaihtoehto, ei ole ilmeistä. SpaceX, ja vain SpaceX, pystyy nopeasti luomaan valtavan satelliittien joukon, joka yksin on tappanut vuosikymmenen murtaakseen hallituksen ja sotilaallisen monopolin avaruusalusten laukaisussa. Vaikka Iridium myyisi matkapuhelimia kymmenkertaisesti, se ei silti saavuttaisi laajaa käyttöönottoa perinteisten laukaisualustojen avulla. Ilman SpaceX:ää ja sen ainutlaatuista liiketoimintamallia on suuri todennäköisyys, että maailmanlaajuinen satelliitti-internet ei yksinkertaisesti tule koskaan tapahtumaan.
Toinen suuri isku tulee tähtitiedelle. Ensimmäisen 60 Starlink-satelliitin laukaisun jälkeen kansainvälinen tähtitieteellinen yhteisö kritisoi, että satelliittien moninkertainen määrä estäisi niiden pääsyn yötaivaalle. On olemassa sanonta: tähtitieteilijöiden keskuudessa se on siistimpi, jolla on suurempi kaukoputki. Liioittelematta tähtitieteen tekeminen nykyaikana on äärimmäisen vaikea tehtävä, joka muistuttaa jatkuvasta kamppailusta analyysin laadun parantamiseksi lisääntyvän valosaasteen ja muiden melun lähteiden taustalla.
Viimeinen asia, jota tähtitieteilijä tarvitsee, on tuhansia kirkkaita satelliitteja, jotka välkkyvät kaukoputken keskipisteessä. Itse asiassa alkuperäinen Iridium-tähdistö oli surullisen kuuluisa "kukkimisesta" suurten paneelien vuoksi, jotka heijastivat auringonvaloa pienille alueille maapalloa. Sattui, että ne saavuttivat kuun neljänneksen kirkkauden ja joskus jopa vahingossa vahingoittivat herkkiä tähtitieteellisiä antureita. Pelko Starlinkin tunkeutumisesta radioastronomiassa käytettäville radiotaajuuksille ei myöskään ole perusteeton.
Jos lataat satelliittiseurantasovelluksen, voit nähdä kymmeniä satelliitteja lentävän taivaalla kirkkaana iltana. Satelliitit ovat näkyvissä auringonlaskun jälkeen ja ennen aamunkoittoa, mutta vain silloin, kun niitä valaisevat auringonsäteet. Myöhemmin yöllä satelliitit ovat näkymättömiä Maan varjossa. Pieniä, erittäin etäisiä, ne liikkuvat hyvin nopeasti. On mahdollista, että ne peittävät kaukaisen tähden alle millisekunniksi, mutta uskon, että jopa tämän havaitseminen on yksi peräpukamia lisää.
Voimakas huoli taivaanpurkausta syntyi siitä, että ensimmäisen laukaisun satelliittikerros oli rivissä lähellä Maan terminaattoria, ts. ilta toisensa jälkeen Eurooppa - ja oli kesä - katseli eeppistä kuvaa satelliiteista, jotka lentävät taivaalla iltahämärässä. Lisäksi FCC:n raportteihin perustuvat simulaatiot ovat osoittaneet, että 1150 kilometrin kiertoradalla olevat satelliitit ovat näkyvissä myös tähtitieteellisen hämärän jälkeen. Yleensä hämärä käy läpi kolme vaihetta: siviili-, meri- ja tähtitieteelliset, ts. kun aurinko on 6, 12 ja 18 astetta horisontin alapuolella. Tähtitieteellisen hämärän lopussa auringonsäteet ovat noin 650 km päässä pinnasta zeniitissä, reilusti ilmakehän ja suurimman osan Maan kiertoradan ulkopuolella. Perustuu dataan osoitteesta Uskon, että kaikki satelliitit sijoitetaan alle 600 km:n korkeuteen. Tässä tapauksessa ne voidaan nähdä hämärässä, mutta ei yön jälkeen, mikä vähentää merkittävästi tähtitieteen mahdollisia seurauksia.
Kolmas ongelma on kiertoradalla olevat roskat. SISÄÄN Huomasin, että alle 600 km:n satelliitit ja roskat poistuisivat kiertoradalta muutamassa vuodessa ilmakehän vastuksen vuoksi, mikä vähentää suuresti Kesslerin oireyhtymän mahdollisuutta. SpaceX sekoilee lian kanssa aivan kuin he eivät välittäisi avaruusromusta ollenkaan. Tässä tarkastelen Starlinkin toteutuksen yksityiskohtia, ja minun on vaikea kuvitella parempaa tapaa vähentää roskien määrää kiertoradalla.
Satelliitit laukaistaan 350 kilometrin korkeuteen, minkä jälkeen ne lentävät sisäänrakennetuilla moottoreilla niille tarkoitetulle kiertoradalle. Jokainen laukaisussa kuoleva satelliitti poistuu kiertoradalta muutaman viikon sisällä, eikä se pyöri muualla tuhansiin vuosiin. Tämä sijoitus sisältää strategisesti ilmaisen sisäänpääsyn testaamisen. Lisäksi Starlink-satelliitit ovat poikkileikkaukseltaan tasaisia, mikä tarkoittaa, että menettäessään korkeudenhallinnan ne pääsevät ilmakehän tiheisiin kerroksiin.
Harvat ihmiset tietävät, että SpaceX:stä on tullut edelläkävijä astronautiikassa, ja se on alkanut käyttää vaihtoehtoisia kiinnitystyyppejä squibsin sijaan. Käytännössä kaikki laukaisualustat käyttävät squib-levyjä, kun ne levittävät vaiheita, satelliitteja, suojakupuja jne., mikä lisää roskien riskiä. SpaceX myös tarkoituksella kiertää ylempiä vaiheita estäen niitä roikkumasta avaruudessa ikuisesti, jotta ne eivät hajoa ja hajoa ankarassa avaruusympäristössä.
Lopuksi viimeinen asia, jonka haluaisin mainita, on mahdollisuus, että SpaceX korvaa olemassa olevan Internet-monopolin luomalla oman. Kapealla SpaceX on jo monopolisoinut laukaisut. Vain kilpailevien hallitusten halu saada taattu pääsy avaruuteen estää kalliita ja vanhentuneita raketteja, jotka usein kokoavat suuret monopoliasemat puolustusurakoitsijat, romuttamasta.
Ei ole vaikea kuvitella, että SpaceX laukaisi 2030 6000 satelliittiaan vuodessa vuonna XNUMX sekä muutaman vakoojasatelliitin. Halvat ja luotettavat SpaceX-satelliitit myyvät "telinetilaa" kolmansien osapuolien laitteille. Mikä tahansa yliopisto, joka rakentaa avaruuteen sopivan kameran, voi laittaa sen kiertoradalle ilman, että hänen tarvitsee kattaa koko avaruusalustan rakentamiskustannuksia. Näin kehittyneen ja rajoittamattoman pääsyn ansiosta avaruuteen Starlink liitetään jo satelliitteihin, kun taas historiallisista valmistajista on tulossa menneisyyttä.
Historiassa on esimerkkejä kaukonäköisistä yrityksistä, jotka ovat valloittaneet niin valtavan markkinaraon, että niiden nimistä on tullut tuttuja nimiä: Hoover, Westinghouse, Kleenex, Google, Frisbee, Xerox, Kodak, Motorola, IBM.
Ongelma voi syntyä, kun edelläkävijäyritys harjoittaa kilpailunvastaisia käytäntöjä säilyttääkseen markkinaosuutensa, vaikka tämä on usein ollut sallittua presidentti Reaganista lähtien. SpaceX voisi säilyttää Starlinkin monopolin pakottamalla muut tähtikuvioiden kehittäjät laukaisemaan satelliitteja vanhoilla Neuvostoliiton raketteilla. Samanlaisia toimenpiteitä tehty , yhdistettynä postin kuljetuksen hintojen vahvistamiseen, johti sen romahtamiseen vuonna 1934. Onneksi SpaceX ei todennäköisesti säilytä absoluuttista monopolia uudelleenkäytettäviin raketteihin ikuisesti.
Vielä huolestuttavampaa on, että SpaceX:n kymmenien tuhansien matalan kiertoradan satelliittien käyttöönotto voitaisiin suunnitella yhteiskäyttöön. Yksityinen yritys, joka tavoittelee henkilökohtaista hyötyä, nappaa pysyvään omistukseen kerran julkisia ja tyhjiä kiertoradan paikkoja. Ja vaikka SpaceX:n innovaatiot tekivät mahdolliseksi todella ansaita rahaa tyhjiössä, suuri osa SpaceX:n henkisestä pääomasta rakennettiin miljardeilla dollareilla tutkimusbudjeteilla.
Toisaalta tarvitsemme lakeja, jotka suojelevat yksityisiä investointeja, tutkimusta ja kehitystä. Ilman tätä suojaa innovaattorit eivät voi rahoittaa kunnianhimoisia hankkeita tai he siirtävät yrityksensä sinne, missä tällainen suoja on heille tarjolla. Joka tapauksessa yleisö kärsii, koska voittoa ei synny. Toisaalta lakeja tarvitaan suojelemaan ihmisiä, julkisen vallan, mukaan lukien taivaan, nimellisiä omistajia, julkisia hyödykkeitä liittäviltä vuokraa hakevilta yksityisiltä tahoilta. Kumpikaan ei sinänsä ole totta tai edes mahdollista. SpaceX-kehitys tarjoaa mahdollisuuden löytää onnellinen väline näiltä uusilta markkinoilta. Ymmärrämme, että se on löydetty, kun maksimoimme innovaatioiden taajuuden ja sosiaalisen hyvinvoinnin luomisen.
Lopulliset ajatukset
Kirjoitin tämän artikkelin heti kun sain toisen valmiiksi - . On ollut kuuma viikko. Sekä Starship että Starlink ovat vallankumouksellisia teknologioita, joita luodaan silmiemme edessä, elämässämme. Jos näen lastenlasteni kasvavan, he hämmästyvät enemmän siitä, että olen vanhempi kuin Starlink, eikä siitä, että lapsuudessani ei ollut solukkoa (museokappaleita) tai julkista Internetiä sinänsä.
Rikkaat ja armeija ovat käyttäneet satelliitti-internetiä pitkään, mutta kaikkialla läsnä oleva, yleinen ja halpa Starlink ei yksinkertaisesti ole mahdollista ilman Starshipiä.
Laukaisusta on puhuttu pitkään, mutta Starship, joka on melko halpa ja siksi mielenkiintoinen alusta, on mahdoton ilman Starlinkiä.
Miehitetystä astronautiikasta on puhuttu pitkään, ja jos sinä — niin sinulla on vihreä valo. Starshipin ja Starlinkin avulla ihmisten avaruustutkimus on saavutettavissa oleva lähitulevaisuus, ja se on kivenheiton päässä kiertoradalta syvän avaruuden teollisuuskaupunkeihin.
Lähde: will.com