A felelősség megtagadása. A cikk bővített, javított és frissített fordítás Nathan Hurst. Felhasználtam néhány információt a cikkből a végső anyag elkészítésekor.
Van egy elmélet (vagy talán egy figyelmeztető mese) a csillagászok körében a Kessler-szindróma néven, amelyet a NASA asztrofizikusáról neveztek el, aki 1978-ban javasolta. Ebben a forgatókönyvben egy keringő műhold vagy más tárgy véletlenül eltalál egy másikat, és darabokra törik. Ezek a részek több tízezer kilométeres óránkénti sebességgel keringenek a Föld körül, és mindent elpusztítanak az útjukban, beleértve a többi műholdat is. Egy katasztrofális láncreakciót indít el, amelynek vége a több milliónyi működésképtelen űrszemétből álló felhő, amely vég nélkül kering a bolygó körül.
Egy ilyen esemény használhatatlanná teheti a Föld-közeli űrt, megsemmisítve az oda küldött új műholdakat, és esetleg teljesen blokkolva a hozzáférést az űrhöz.
Tehát amikor a SpaceX (Szövetségi Kommunikációs Bizottság – Szövetségi Kommunikációs Bizottság, USA), hogy 4425 műholdat küldjön alacsony Föld körüli pályára (LEO, alacsony Föld körüli pálya), hogy globális nagysebességű internethálózatot biztosítson, az FCC aggodalmát fejezte ki emiatt. Több mint egy éve cég bizottságok és versenytársak petíciói, amelyeket a kérelem elutasítása érdekében nyújtottak be, ideértve egy „orbitális törmelékcsökkentési terv” benyújtását a Kessler-apokalipszistől való félelmek eloszlatására. Március 28-án az FCC jóváhagyta a SpaceX kérelmét.
Nem az űrszemét az egyetlen dolog, ami aggasztja az FCC-t, és nem a SpaceX az egyetlen szervezet, amely megpróbálja felépíteni a műholdkonstellációk következő generációját. Egy maroknyi vállalat – mind az új, mind a régi – új technológiákat alkalmaz, új üzleti terveket dolgoz ki, és petíciót nyújt be az FCC-hez a kommunikációs spektrum azon részeihez való hozzáférésért, amelyekre szükségük van ahhoz, hogy a Földet gyors, megbízható internettel borítsák be.
Nagy nevek – Richard Bransontól Elon Muskig – nagy pénzekkel együtt. A Branson-féle OneWeb eddig 1,7 milliárd dollárt gyűjtött össze, a SpaceX elnöke és ügyvezető igazgatója, Gwynne Shotwell pedig 10 milliárd dollárra becsülte a projekt értékét.
Természetesen vannak nagy problémák, és a történelem azt sugallja, hogy ezek hatása teljesen kedvezőtlen. A jófiúk megpróbálják áthidalni a digitális megosztottságot a rosszul kiszolgált régiókban, míg a rosszfiúk illegális műholdakat helyeznek rakétákra. Mindez pedig az adatszolgáltatás iránti igény ugrásszerű növekedésével jön létre: 2016-ban a globális internetforgalom meghaladta az 1 hatmilliárd bájtot a Cisco jelentése szerint, ezzel lezárva a zettabájtos korszakot.
Ha az a cél, hogy jó internet-hozzáférést biztosítsunk ott, ahol korábban nem volt ilyen, akkor a műholdak egy okos módszer ennek elérésére. Valójában a vállalatok évtizedek óta ezt teszik nagy geostacionárius műholdak (GSO) segítségével, amelyek nagyon magas pályán állnak, ahol a forgási periódus megegyezik a Föld forgási sebességével, ami miatt egy adott régió felett rögzítik őket. De néhány szűkre szabott feladat kivételével, például a Föld felszínének felmérése 175 alacsony pályán járó műhold segítségével, és 7 petabájtnyi adat továbbítása a Földre 200 Mbps sebességgel, vagy a rakomány követése vagy a hálózat biztosítása. A katonai bázisokon való hozzáférés miatt az ilyen típusú műholdas kommunikáció nem volt elég gyors és megbízható ahhoz, hogy versenyezzen a modern optikai vagy kábeles internettel.
A nem geostacionárius műholdak (Non-GSO) magukban foglalják azokat a műholdakat, amelyek közepes Föld körüli pályán (MEO) működnek, 1900 és 35000 1900 km közötti magasságban a Föld felszíne felett, valamint az alacsony Föld körüli pályán (LEO) működő műholdakat, amelyek XNUMX km-nél kisebb magasságban keringenek. . Manapság a LEO-k rendkívül népszerűek, és a közeljövőben várható, hogy ha nem minden műhold lesz ilyen, akkor minden bizonnyal az lesz.
Eközben a nem geostacionárius műholdakra vonatkozó szabályozás régóta létezik, és megoszlik az Egyesült Államokon belüli és kívüli ügynökségek között: a NASA, az FCC, a DOD, az FAA és még az ENSZ Nemzetközi Távközlési Uniója is benne van a játékban.
Technológiai szempontból azonban van néhány nagy előnye. Egy műhold megépítésének költsége csökkent, mivel a giroszkópok és akkumulátorok javultak a mobiltelefonok fejlődésének köszönhetően. Olcsóbbá váltak a kilövésük is, részben maguknak a műholdaknak a kisebb méretének köszönhetően. A kapacitás nőtt, a műholdak közötti kommunikáció gyorsabbá tette a rendszereket, és az ég felé mutató nagy tányérok kimennek a divatból.
Tizenegy cég nyújtott be bejelentést az FCC-hez, valamint a SpaceX, mindegyik a maga módján kezeli a problémát.
Elon Musk 2015-ben jelentette be a SpaceX Starlink programot, és megnyitotta a cég fiókját Seattle-ben. Az alkalmazottaknak azt mondta: "Ugyanúgy forradalmasítani akarjuk a műholdas kommunikációt, ahogyan forradalmasítottuk a rakétatudományt."
2016-ban a vállalat kérelmet nyújtott be a Szövetségi Kommunikációs Bizottsághoz, amelyben engedélyt kért 1600 (később 800-ra csökkentett) műhold fellövésére mostanáig és 2021-ig, majd a fennmaradó fellövésére 2024-ig. Ezek a Föld-közeli műholdak 83 különböző pályasíkban fognak keringeni. A konstelláció, ahogy a műholdak csoportját nevezik, fedélzeti optikai (lézeres) kommunikációs kapcsolatokon keresztül kommunikál egymással, így az adatok az égbolton keresztül ugrálhatnak, nem pedig visszatérnek a földre – inkább egy hosszú „hídon” haladnak át, mintsem. fel-alá küldik.
A terepen az ügyfelek egy új típusú, elektronikusan vezérelt antennákkal ellátott terminált telepítenek, amelyek automatikusan csatlakoznak a jelenleg legjobb jelet nyújtó műholdhoz – hasonlóan ahhoz, ahogy a mobiltelefonok tornyokat választanak ki. Ahogy a LEO műholdak a Földhöz képest mozognak, a rendszer körülbelül 10 percenként vált közöttük. És mivel több ezer ember fogja használni a rendszert, Patricia Cooper, a SpaceX műholdas műveletekért felelős alelnöke szerint mindig legalább 20 közül lehet választani.
A földi terminálnak olcsóbbnak és könnyebben telepíthetőnek kell lennie, mint a hagyományos műholdas antennáknak, amelyeknek fizikailag az égbolt azon része felé kell irányulniuk, ahol a megfelelő geostacionárius műhold található. A SpaceX szerint a terminál nem lesz nagyobb egy pizzás doboznál (bár azt nem írja, hogy mekkora pizza lesz).
A kommunikáció két frekvenciasávban történik: Ka és Ku. Mindkettő a rádióspektrumhoz tartozik, bár sokkal magasabb frekvenciákat használ, mint a sztereóhoz használtak. A Ka-sáv a kettő közül a magasabb, 26,5 GHz és 40 GHz közötti frekvenciákkal, míg a Ku-sáv 12 GHz és 18 GHz között található a spektrumban. A Starlink engedélyt kapott az FCC-től bizonyos frekvenciák használatára, jellemzően a terminálról a műholdra tartó uplink 14 GHz-től 14,5 GHz-ig, a downlink pedig 10,7 GHz-től 12,7 GHz-ig terjed, a többit pedig telemetria céljára használjuk. nyomon követése és vezérlése, valamint a műholdak földi internethez való csatlakoztatása.
Az FCC-bejelentéseken kívül a SpaceX hallgatott, és egyelőre nem hozta nyilvánosságra terveit. Nehéz pedig bármilyen technikai részletet tudni, mert a SpaceX a teljes rendszert üzemelteti, a műholdakon felszálló alkatrészektől a rakétákig, amelyek felszállítják őket az égbe. A projekt sikeressége azonban attól függ, hogy a szolgáltatás állítólag képes-e a hasonló árú optikai szálhoz hasonló vagy jobb sebességet, valamint megbízhatóságot és jó felhasználói élményt kínálni.
A SpaceX februárban indította útjára a Starlink műholdak első két prototípusát, amelyek henger alakúak, szárnyszerű napelemekkel. A Tintin A és B körülbelül egy méter hosszúak, Musk pedig Twitteren megerősítette, hogy sikeresen kommunikáltak. Ha a prototípusok tovább működnek, 2019-ig több száz másik csatlakozik hozzájuk. Amint a rendszer működőképes, a SpaceX folyamatosan lecseréli a leszerelt műholdakat, hogy megakadályozza az űrszemét keletkezését, a rendszer utasítja őket, hogy egy bizonyos időpontban csökkentsék pályájukat, majd elkezdenek zuhanni és kiégni. az atmoszféra. Az alábbi képen láthatod, hogyan néz ki a Starlink hálózat 6 indítás után.
Egy kis történelem
Az 80-as években a HughesNet a műholdas technológia megújítója volt. Ismeri azokat a szürke tányér méretű antennákat, amelyeket a DirecTV az otthonok külsejére szerel fel? A HughesNettől származnak, amely maga a repülés úttörőjétől, Howard Hughestől származik. „Feltaláltunk egy olyan technológiát, amely lehetővé teszi számunkra, hogy műholdon keresztül interaktív kommunikációt biztosítsunk” – mondja Mike Cook alelnök.
Akkoriban az akkori Hughes Network Systems tulajdonában volt a DirecTV, és nagy geostacionárius műholdakat üzemeltetett, amelyek információkat sugároztak a televíziók felé. A cég akkor és most is kínált szolgáltatásokat vállalkozásoknak, például hitelkártya-tranzakciókat bonyolított le a benzinkutakon. Az első kereskedelmi ügyfél a Walmart volt, amely országszerte szerette volna összekötni alkalmazottait egy bentonville-i otthoni irodával.
Az 90-es évek közepén a cég egy hibrid internetes rendszert hozott létre DirecPC néven: a felhasználó számítógépe telefonos kapcsolaton keresztül kérést küldött egy webszervernek, és műholdon keresztül kapott választ, amely a kért információt továbbította a felhasználó antennájára. sokkal nagyobb sebességgel, mint amennyit a betárcsázás biztosíthatna.
2000 körül a Hughes kétirányú hálózati hozzáférési szolgáltatásokat kínált. De kihívást jelentett a szolgáltatás költségét, beleértve az ügyfélberendezések költségét is, elég alacsonyan tartani ahhoz, hogy az emberek megvásárolhassák. Ennek érdekében a cég úgy döntött, hogy saját műholdakra van szüksége, és 2007-ben elindította a Spaceway-t. Hughes szerint ez a ma is használatos műhold különösen fontos volt az indításkor, mert ez volt az első, amely támogatta a fedélzeti csomagkapcsolt technológiát, lényegében az első űrkapcsoló, amely kiküszöbölte a földi állomások további ugrását a kommunikáció érdekében. Egyéb. Kapacitása meghaladja a 10 Gbit/s-ot, 24 db 440 Mbit/s-os transzponderrel, így az egyéni előfizetők akár 2 Mbit/s-os átviteli és 5 Mbit/s-os letöltési sebességet is elérhetnek. A Spaceway 1-et a Boeing gyártotta a Boeing 702 műholdplatform alapján, az eszköz kilövési súlya 6080 kg volt. Jelenleg a Spaceway 1 az egyik legnehezebb kereskedelmi űrhajó (SC) – egy hónappal korábban megdöntötte az Atlas 5 hordozórakétával felbocsátott Inmarsat 4 F1 műhold rekordját (5959 kg). Míg a legnehezebb kereskedelmi GSO a Wikipédia szerint, 2018-ban indult, tömege 7 tonna. A készülék Ka-band relé hasznos terheléssel (RP) van felszerelve. A PN egy vezérelt 2 méteres fázisú antennatömböt tartalmaz, amely 1500 elemből áll. A PN többnyalábú lefedettséget biztosít, hogy biztosítsa a különféle TV-programhálózatok sugárzását a különböző régiókban. Egy ilyen antenna lehetővé teszi az űrhajók képességeinek rugalmas felhasználását a változó piaci körülmények között.
Eközben a Viasat nevű cég körülbelül egy évtizedet töltött kutatással és fejlesztéssel, mielőtt 2008-ban felbocsátotta első műholdját. Ez a ViaSat-1 nevű műhold néhány új technológiát tartalmazott, például a spektrum újrafelhasználását. Ez lehetővé tette a műhold számára, hogy a különböző sávszélességek között válasszon annak érdekében, hogy az adatokat zavarás nélkül továbbítsa a Földre, még ha egy másik műhold sugárával együtt is továbbított adatokat, újra fel tudta használni ezt a spektrális tartományt olyan kapcsolatokban, amelyek nem voltak szomszédosak.
Ez nagyobb sebességet és teljesítményt biztosított. A Viasat elnöke, Rick Baldridge szerint, amikor üzembe helyezték, 140 Gbps átviteli sebességgel rendelkezett, ami nagyobb, mint az Egyesült Államokban lefedett összes többi műhold együttvéve.
„A műholdpiac valóban azoknak szólt, akiknek nem volt választásuk” – mondja Baldrige. „Ha más módon nem lehetett hozzáférni, az a végső megoldás volt. Lényegében mindenütt jelen volt, de valójában nem hordozott sok adatot. Ezért ezt a technológiát elsősorban olyan feladatokra használták, mint például a benzinkutaknál történő tranzakciók.
Az évek során a HughesNet (jelenleg az EchoStar tulajdona) és a Viasat egyre gyorsabb geostacionárius műholdakat épített. A HughesNet 120-ben adta ki az EchoStar XVII-t (2012 Gbps), az EchoStar XIX-t (200 Gbps) 2017-ben, és 2021-ben tervezi az EchoStar XXIV piacra dobását, amely a vállalat szerint 100 Mbps sebességet kínál majd a fogyasztóknak.
A ViaSat-2 2017-ben indult, és mára körülbelül 260 Gbit/s kapacitással rendelkezik, 3-ra vagy 2020-re pedig három különböző ViaSat-2021-at terveznek, amelyek mindegyike a világ különböző részeit fedi le. A Viasat szerint mindhárom ViaSat-3 rendszer átviteli sebessége terabit/másodperc lesz, kétszer akkora, mint az összes többi Föld körül keringő műhold együttvéve.
„Olyan nagy kapacitással rendelkezünk az űrben, hogy ez megváltoztatja ennek a forgalomnak a teljes dinamikáját. Nincs korlátozás arra vonatkozóan, hogy mit lehet nyújtani” – mondja DK Sachdev, a LeoSat, a LEO konstellációt elindító egyik vállalat műhold- és telekommunikációs technológiai tanácsadója. "Ma a műholdak minden hiányossága egyenként megszűnik."
Ez az egész gyorsasági verseny okkal jött létre, mivel az internet (kétirányú kommunikáció) kezdte kiszorítani a televíziót (egyirányú kommunikáció) mint műholdakat használó szolgáltatást.
„A műholdipar nagyon régóta őrjöngésben van, és azt próbálja kitalálni, hogyan léphet át az egyirányú videó továbbításától a teljes adatátvitelig” – mondja Ronald van der Breggen, a LeoSat megfelelőségi igazgatója. „Sok vélemény létezik arról, hogyan kell csinálni, mit kell csinálni, milyen piacot kell kiszolgálni.”
Egy probléma maradt
Késleltetés. Az általános sebességtől eltérően a várakozási idő az az idő, amely alatt a kérés eljut a számítógéptől a célállomásig és vissza. Tegyük fel, hogy rákattint egy hivatkozásra egy weboldalon, ennek a kérésnek el kell jutnia a szerverre, és vissza kell térnie (hogy a szerver sikeresen megkapta a kérést, és hamarosan megadja a kért tartalmat), ami után a weboldal betöltődik.
Az, hogy mennyi ideig tart egy webhely betöltése, a kapcsolat sebességétől függ. A letöltési kérelem teljesítéséhez szükséges idő a várakozási idő. Általában ezredmásodpercben mérik, így az interneten való böngészés során nem észrevehető, de online játék közben fontos. Vannak azonban tények, amikor az Orosz Föderációból származó felhasználóknak sikerült néhány játékot online játszaniuk még akkor is, ha a várakozási idő (ping) közel egy másodperc.
A száloptikai rendszerben a késés a távolságtól függ, de általában kilométerenként több mikroszekundum, a fő késleltetés a berendezéstől származik, bár jelentős hosszúságú optikai kapcsolatoknál a késés jelentősebb, mivel egy szálban -optikai kommunikációs vonal (FOCL) a fénysebesség csak a 60%-a a vákuumban lévő fénysebességnek, és nagyon függ a hullámhossztól is. Baldrige szerint a várakozási idő, amikor egy GSO műholdra küld egy kérést, körülbelül 700 ezredmásodperc – a fény gyorsabban halad a tér vákuumában, mint az üvegszálban, de az ilyen típusú műholdak messze vannak, ezért tart olyan sokáig. A játékon kívül ez a probléma a videokonferenciák, a pénzügyi tranzakciók és a tőzsde, a dolgok internetének figyelése és más, az interakció sebességén támaszkodó alkalmazások esetében is jelentős.
De mennyire jelentős a késleltetési probléma? A világszerte használt sávszélesség nagy részét a videókra fordítják. Ha a videó fut és megfelelően pufferelt, a késleltetés kevésbé válik be, és a sebesség sokkal fontosabbá válik. Nem meglepő, hogy a Viasat és a HughesNet általában minimálisra csökkenti a késleltetés jelentőségét a legtöbb alkalmazásban, bár mindketten azon dolgoznak, hogy rendszerükben is minimalizálják azt. A HughesNet egy algoritmus segítségével rangsorolja a forgalmat az alapján, hogy mire figyelnek a felhasználók az adattovábbítás optimalizálása érdekében. A Viasat bejelentette egy közepes föld körüli pályára (MEO) álló műholdak konstellációjának bevezetését, amely kiegészíti meglévő hálózatát, aminek csökkentenie kell a késleltetést és bővítenie kell a lefedettséget, beleértve a magas szélességi fokokat is, ahol az egyenlítői GSO-k késleltetése magasabb.
„Valójában a nagy mennyiségre és a nagyon-nagyon alacsony tőkeköltségekre összpontosítunk ennek a mennyiségnek a telepítéséhez” – mondja Baldrige. „A késleltetés ugyanolyan fontos, mint a többi szolgáltatás az általunk támogatott piac számára”?
Ennek ellenére van megoldás: a LEO műholdak még mindig sokkal közelebb vannak a felhasználókhoz. Ezért az olyan cégek, mint a SpaceX és a LeoSat ezt az utat választották, és sokkal kisebb, közelebbi műholdak konstellációjának telepítését tervezik, 20-30 ezredmásodperces várakozási idővel a felhasználók számára.
"Ez egy kompromisszum abban, hogy mivel alacsonyabb pályán vannak, kevesebb késleltetést kap a LEO rendszertől, de van egy összetettebb rendszer" - mondja Cook. „A konstelláció elkészítéséhez legalább több száz műholdra van szükség, mert alacsony pályán vannak, és a Föld körül mozognak, gyorsabban áthaladnak a horizonton és eltűnnek… és szükség van egy antennarendszerre, amely képes nyomon követni őket."
De érdemes emlékezni két történetre. Az 90-es évek elején Bill Gates és több partnere körülbelül egymilliárd dollárt fektetett be a Teledesic nevű projektbe, hogy széles sávot biztosítson olyan területeken, amelyek nem engedhetik meg maguknak a hálózatot, vagy hamarosan nem látnak száloptikai vonalakat. Egy 840 (később 288-ra csökkentett) LEO műholdból álló konstellációt kellett építeni. Alapítói a látenciaprobléma megoldásáról beszéltek, és 1994-ben felkérték az FCC-t a Ka-sáv spektrum használatára. Ismerősen hangzik?
A Teledesic becslések szerint 9 milliárd dollárt evett fel, mielőtt 2003-ban megbukott.
„Az ötlet akkoriban nem működött a magas karbantartási és szolgáltatási költségek miatt a végfelhasználó számára, de most megvalósíthatónak tűnik” – mondja. , a Dominguez Hills Kaliforniai Állami Egyetem információs rendszerekkel foglalkozó professzora, aki a Teledesic megjelenése óta figyeli a LEO rendszereket. – A technológia nem volt elég fejlett ehhez.
A Moore-törvény, valamint a mobiltelefon-akkumulátor-, érzékelő- és processzortechnológia fejlesztése a LEO-konstellációk számára egy második esélyt adott. A megnövekedett kereslet csábítóvá teszi a gazdaságot. De miközben a Teledesic-saga zajlott, egy másik iparág fontos tapasztalatokat szerzett a kommunikációs rendszerek világűrbe való kilövésével. Az 90-es évek végén az Iridium, a Globalstar és az Orbcomm több mint 100 alacsony pályán keringő műholdat indítottak közösen, hogy mobiltelefon-lefedettséget biztosítsanak.
„Évekbe telik egy teljes konstelláció felépítése, mert egy csomó kilövésre van szükség, és ez nagyon drága” – mondja Zach Manchester, a Stanford Egyetem repüléstudományi és asztronautikai adjunktusa. „Az, mondjuk, öt év alatt a földi sejttornyok infrastruktúrája olyan mértékben bővült, hogy a lefedettség valóban jó, és a legtöbb emberhez eljut.”
Mindhárom cég gyorsan csődbe ment. És bár mindegyik újból feltalálta magát azáltal, hogy meghatározott célokra kisebb szolgáltatásokat kínál, például segélyjelzőket és rakománykövetést, egyiknek sem sikerült felváltania a toronyalapú mobiltelefon-szolgáltatást. Az elmúlt néhány évben a SpaceX szerződés alapján indított műholdakat az Iridium számára.
„Már láttuk ezt a filmet” – mondja Manchester. „Nem látok alapvetően mást a jelenlegi helyzetben.”
Verseny
A SpaceX és 11 másik vállalat (és befektetőik) más véleményen vannak. A OneWeb idén indít műholdakat, és a szolgáltatások várhatóan már jövőre indulnak, majd 2021-ben és 2023-ban további konstellációk következnek, 1000-re pedig 2025 Tbps-os végső célt. Az O3b, amely jelenleg a SAS leányvállalata, 16 MEO műholdból álló konstellációval rendelkezik, amelyek több éve működnek. A Telesat már üzemeltet GSO műholdakat, de 2021-re olyan LEO rendszert tervez, amely 30-50 ms késleltetésű optikai kapcsolatokkal rendelkezik majd.
A feltörekvő Astranisnak van egy geoszinkron pályán keringő műholdja is, és a következő néhány évben még többet fognak bevetni. Bár a késleltetés problémáját nem oldják meg, a cég a költségek radikális csökkentésére törekszik a helyi internetszolgáltatókkal való együttműködés és kisebb, sokkal olcsóbb műholdak építésével.
A LeoSat azt is tervezi, hogy 2019-ben elindítja az első műholdak sorozatát, és 2022-ben fejezi be a konstellációt. 1400 km-es magasságban repülnek majd a Föld körül, optikai kommunikáció segítségével csatlakoznak a hálózat többi műholdjához, és a Ka-sávban fel-le továbbítják az információkat. Nemzetközi szinten megszerezték a szükséges spektrumot, mondja Richard van der Breggen, a LeoSat vezérigazgatója, és hamarosan az FCC jóváhagyására számít.
Van der Breggen szerint a gyorsabb műholdas internet iránti törekvés nagyrészt nagyobb, gyorsabb, több adat továbbítására képes műholdak építésén alapult. „Pipe”-nek nevezi: minél nagyobb a cső, annál jobban áttörhet rajta az internet. A hozzá hasonló vállalatok azonban új fejlesztési területeket találnak az egész rendszer megváltoztatásával.
„Képzelje el a legkisebb hálózattípust – két Cisco útválasztót és egy vezetéket közöttük” – mondja van der Breggen. "Amit minden műhold csinál, az az, hogy vezetéket biztosít két doboz között... a teljes három darabot az űrbe szállítjuk."
A LeoSat 78 műholdat tervez telepíteni, mindegyik akkora, mint egy nagy étkezőasztal, és körülbelül 1200 kg tömegűek. Az Iridium építette, négy napelemmel és négy lézerrel vannak felszerelve (mindegyik sarkon egy), hogy csatlakozzanak a szomszédokhoz. Ez az a kapcsolat, amelyet van der Breggen a legfontosabbnak tart. A múltban a műholdak a jelet V alakban tükrözték vissza a földi állomásról a műholdra, majd a vevőre. Mivel a LEO műholdak alacsonyabbak, nem tudnak olyan messzire vetíteni, de nagyon gyorsan tudnak adatokat továbbítani egymás között.
Ahhoz, hogy megértsük, hogyan működik ez, hasznos úgy tekinteni az Internetre, mint valamire, amelynek tényleges fizikai entitása van. Nem csak az adatokról van szó, hanem arról, hogy az adatok hol élnek és hogyan mozognak. Az internetet nem egy helyen tárolják, szerte a világon vannak szerverek, amelyek tartalmazzák az információk egy részét, és amikor hozzáférsz, a számítógéped a legközelebbitől veszi az adatokat, ahol megtalálod, amit keresel. Hol fontos? mennyit számít? A fény (információ) csaknem kétszer olyan gyorsan terjed az űrben, mint a rostban. És amikor egy szálas kapcsolatot futtatsz egy bolygó körül, annak csomópontról csomópontra kell kerülőutat követnie, hegyek és kontinensek körüli kerülőutakkal. A műholdas internet nem rendelkezik ezekkel a hátrányokkal, és ha az adatforrás távol van, annak ellenére, hogy néhány ezer mérföldnyi függőleges távolságot adunk hozzá, a késleltetés LEO esetén kisebb lesz, mint az optikai internet késleltetése. Például a ping Londonból Szingapúrba 112 ms lehet 186 helyett, ami jelentősen javítaná a kapcsolatot.
Van der Breggen így írja le a feladatot: egy egész iparág felfogható egy elosztott hálózat fejlesztésének, ami nem különbözik az internet egészétől, csak térben. A késleltetés és a sebesség egyaránt szerepet játszik.
Bár az egyik vállalat technológiája jobb lehet, ez nem egy nulla összegű játék, és nem lesznek nyertesek vagy vesztesek. Sok ilyen vállalat különböző piacokat céloz meg, és még segíti is egymást a kívánt eredmények elérésében. Egyesek számára hajók, repülőgépek vagy katonai bázisok, mások számára vidéki fogyasztók vagy fejlődő országok. De végső soron a cégeknek közös a célja: létrehozni az internetet ott, ahol nincs, vagy ahol nincs belőle elég, és ezt olyan alacsony költséggel tegyék, hogy támogassák üzleti modelljüket.
„Úgy gondoljuk, hogy ez nem igazán versenytárs technológia. Úgy gondoljuk, hogy bizonyos értelemben mind a LEO, mind a GEO technológiákra szükség van” – mondja Cook, a HughesNet munkatársa. „Bizonyos típusú alkalmazásokhoz, mint például a videó streaminghez, a GEO rendszer nagyon-nagyon költséghatékony. Ha azonban olyan alkalmazásokat szeretne futtatni, amelyek alacsony késleltetést igényelnek, akkor a LEO a megfelelő út."
Valójában a HughesNet együttműködik a OneWeb-el, hogy olyan átjárótechnológiát biztosítson, amely a forgalmat kezeli, és interakcióba lép a rendszerrel az interneten keresztül.
Talán észrevette, hogy a LeoSat javasolt konstellációja majdnem 10-szer kisebb, mint a SpaceX-é. Ez rendben van, mondja Van der Breggen, mert a LeoSat vállalati és kormányzati ügyfeleket kíván kiszolgálni, és csak néhány konkrét területet fed le. Az O3b internetet ad el tengerjáró hajóknak, köztük a Royal Caribbean-nek, és távközlési szolgáltatókkal áll partneri kapcsolatban az Amerikai Szamoán és a Salamon-szigeteken, ahol hiány van a vezetékes nagysebességű kapcsolatokból.
A Kepler Communications nevű kis torontói startup apró CubeSat-okat használ (kb. egy vekni méretű), hogy hálózati hozzáférést biztosítson a késleltetésigényes kliensek számára, 5 perc alatt 10 GB vagy több adathoz juthat, ami lényeges sarki kutatás, tudomány, ipar és turizmus. Tehát egy kis antenna beszerelésekor a sebesség akár 20 Mbit/s feltöltésnél és 50 Mbit/s letöltésnél, de ha nagy „tányért” használsz, akkor a sebesség nagyobb lesz - 120 Mbit/ s feltöltésnél és 150 Mbit/s vételnél . Baldrige szerint a Viasat erőteljes növekedése a kereskedelmi légitársaságok internetszolgáltatásának köszönhető; megállapodást kötöttek a Uniteddel, a JetBlue-val és az American-nal, valamint a Qantas-szal, SAS-szal és másokkal.
Hogyan fogja tehát ez a profitorientált kereskedelmi modell áthidalni a digitális megosztottságot, és hogyan juttatja el az internetet a fejlődő országokhoz és a rosszul ellátott lakossághoz, akik esetleg nem tudnak annyit fizetni érte, és hajlandóak kevesebbet fizetni? Ez a rendszerformátumnak köszönhetően lehetséges. Mivel a LEO (Low Earth Orbit) csillagkép egyes műholdai állandó mozgásban vannak, egyenletesen kell elosztani őket a Föld körül, így alkalmanként olyan régiókat fednek le, ahol senki sem él, vagy ahol a lakosság meglehetősen szegény. Így az ezekből a régiókból nyerhető árrés nyereség lesz.
„Azt sejtem, hogy a különböző országokban eltérő csatlakozási áraik lesznek, és ez lehetővé teszi számukra, hogy mindenhol elérhetővé tegyék az internetet, még akkor is, ha nagyon szegény régióról van szó” – mondja Press. „Ha egyszer ott van egy műholdak konstellációja, akkor a költsége már fix, és ha a műhold Kuba felett van, és senki sem használja, akkor a Kubából származó bevétel marginális és ingyenes (nem igényel további befektetést)” .
A tömegfogyasztói piacra való belépés meglehetősen nehéz lehet. Valójában az iparág által elért sikerek nagy része abból származik, hogy a kormányok és a vállalkozások magas költségű internetet biztosítottak. De a SpaceX és a OneWeb különösen a hagyományos előfizetőket célozza meg üzleti terveikben.
Sachdev szerint a felhasználói élmény fontos lesz ezen a piacon. Könnyen használható, hatékony és költséghatékony rendszerrel kell lefednie a Földet. „De ez önmagában nem elég” – mondja Sachdev. „Elegendő kapacitásra van szüksége, és előtte megfizethető árakat kell biztosítania az ügyfelek felszereléseiért.”
Ki a felelős a szabályozásért?
A két nagy probléma, amelyet a SpaceX-nek meg kellett oldania az FCC-vel, az volt, hogyan osztják fel a meglévő (és a jövőbeni) műholdas kommunikációs spektrumot, és hogyan akadályozzák meg az űrszemétet. Az első kérdés az FCC felelőssége, de a második megfelelőbbnek tűnik a NASA vagy az Egyesült Államok Védelmi Minisztériuma számára. Mindkettő figyeli a keringő objektumokat az ütközések elkerülése érdekében, de egyik sem szabályozó.
"Tényleg nincs jól összehangolt politika arra vonatkozóan, hogy mit kellene tennünk az űrszeméttel" - mondja a stanfordi manchesteri. "Jelenleg ezek az emberek nem kommunikálnak hatékonyan egymással, és nincs következetes politika."
A probléma tovább bonyolódik, mert a LEO műholdak sok országon haladnak át. A Nemzetközi Távközlési Unió az FCC-hez hasonló szerepet tölt be, spektrumot jelöl ki, de az országon belüli működéshez a vállalatnak engedélyt kell szereznie az adott országtól. Így a LEO műholdaknak képesnek kell lenniük az általuk használt spektrális sávok megváltoztatására attól függően, hogy melyik ország felett helyezkednek el.
„Tényleg azt akarja, hogy a SpaceX monopóliumot szerezzen a csatlakozás terén ebben a régióban?” – kérdezi a sajtó. „Szabályozni kell a tevékenységüket, és kinek van erre joga? Szupranacionálisak. Az FCC más országokban nem rendelkezik joghatósággal."
Ez azonban nem teszi tehetetlenné az FCC-t. A múlt év végén a Swarm Technologies nevű kis Szilícium-völgyi startuptól megtagadták az engedélyt a LEO kommunikációs műhold négy prototípusának felbocsátására, amelyek mindegyike kisebb, mint egy puhafedeles könyv. Az FCC fő kifogása az volt, hogy az apró műholdak túlságosan nehezen követhetők, ezért kiszámíthatatlanok és veszélyesek.
A Swarm mindenesetre elindította őket. Egy műholdkilövési szolgáltatásokat nyújtó seattle-i cég küldte őket Indiába, ahol egy rakétán utaztak, amely több tucat nagyobb műholdat szállított – jelentette az IEEE Spectrum. Az FCC felfedezte ezt, és 900 000 dollár pénzbírságot szabott ki a cégre, amelyet 5 éven keresztül kell fizetni, és most a Swarm négy nagyobb műholdra vonatkozó kérelme bizonytalan, mivel a cég titokban működik. Néhány napja azonban megjelentek a hírek, hogy a jóváhagyás megérkezett és . Általában a pénz és a tárgyalási képesség jelentette a megoldást. A műholdak tömege 310-450 gramm, jelenleg 7 műhold kering a pályán, a teljes hálózat kiépítésére 2020 közepén kerül sor. A legfrissebb jelentés szerint már mintegy 25 millió dollárt fektettek be a cégbe, ami nem csak a globális vállalatok számára nyitja meg a piacra jutást.
Más feltörekvő műholdas internetes cégek és az új trükköket kutató meglévő cégek számára a következő négy-nyolc év kritikus lesz annak eldöntésében, hogy van-e kereslet a technológiájukra itt és most, vagy a történelem megismétlődik a Teledesic és az Iridium esetében. De mi lesz ezután? A Mars Musk szerint az a célja, hogy a Starlink segítségével bevételt biztosítson a Mars-kutatáshoz, valamint egy tesztet végezzen.
„Ugyanezt a rendszert használhatjuk egy hálózat létrehozására a Marson” – mondta munkatársainak. "A Marsnak globális kommunikációs rendszerre is szüksége lesz, és nincsenek száloptikai vonalak, vezetékek vagy bármi."
Néhány hirdetés 🙂
Köszönjük, hogy velünk tartott. Tetszenek cikkeink? További érdekes tartalmakat szeretne látni? Támogass minket rendeléssel vagy ajánlj ismerőseidnek, 30% kedvezmény a Habr felhasználóknak a belépő szintű szerverek egyedülálló analógjára, amelyet mi találtunk ki Önnek: (RAID1 és RAID10, akár 24 maggal és akár 40 GB DDR4-gyel is elérhető).
Dell R730xd kétszer olcsóbb? Csak itt Hollandiában! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2 Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - 99 dollártól! Olvasni valamiről
Forrás: will.com