Այս հոդվածը մի շարքից է .
- Տասնյակ հազարավոր արբանյակների միջոցով ինտերնետը տարածելու SpaceX-ի ծրագիրը տիեզերական մամուլի գլխավոր թեման է: Վերջին ձեռքբերումների մասին հոդվածները հրապարակվում են շաբաթական: Եթե, ընդհանուր առմամբ, սխեման պարզ է, բայց կարդալուց հետո , լավ մոտիվացիա ունեցող մարդը (ասենք, իսկապես քոնը) կարող է շատ մանրամասներ քանդել։ Այնուամենայնիվ, դեռևս կան բազմաթիվ սխալ պատկերացումներ, որոնք կապված են այս նոր տեխնոլոգիայի հետ, նույնիսկ լուսավոր դիտորդների շրջանում: Հազվադեպ չէ տեսնել Starlink-ը OneWeb-ի և Kuiper-ի (ի թիվս այլոց) հետ համեմատող հոդվածներ, կարծես նրանք մրցակցում էին հավասար պայմաններով: Մյուս հեղինակները, որոնք ակնհայտորեն մտահոգված են մոլորակի բարիքներով, բղավում են տիեզերական աղբի, տիեզերական օրենքի, աստղագիտության չափանիշների և անվտանգության մասին: Հուսով եմ, որ այս բավականին երկար հոդվածը կարդալուց հետո ընթերցողն ավելի լավ կհասկանա և կզգա Starlink-ի գաղափարը:
անսպասելիորեն մի զգայուն ակորդ հուզեց իմ սակավաթիվ ընթերցողների հոգիներում: Դրանում ես բացատրեցի, թե ինչպես Starship-ը երկար ժամանակ կդնի SpaceX-ին առաջատարի դիրքում և միևնույն ժամանակ տիեզերքի նոր հետազոտության մեխանիզմ կապահովի: Հետևանքն այն է, որ ավանդական արբանյակային արդյունաբերությունը չի կարող հետևել SpaceX-ին, որն անշեղորեն ավելացնում է թողունակությունը և կրճատում Falcon հրթիռների ընտանիքի ծախսերը՝ SpaceX-ին դնելով դժվարին դրության մեջ: Մի կողմից՝ այն ձևավորեց տարեկան մի քանի միլիարդ արժողությամբ շուկա։ Մյուս կողմից, այն ինքնին փողի անզուսպ ախորժակ է բորբոքել՝ հսկայական հրթիռի կառուցման համար, որի վրա, սակայն, Մարս ուղարկող գրեթե չկա, և անմիջապես շահույթ չի կարելի ակնկալել։
Այս երկվորյակ խնդրի լուծումը Starlink-ն է: Սեփական արբանյակները հավաքելով և արձակելով՝ SpaceX-ը կարող է ստեղծել և սահմանել նոր շուկա՝ տիեզերական հաղորդակցությունների բարձր արդյունավետ և ժողովրդավարական հասանելիության համար, ապահովելու ֆինանսավորում հրթիռի ստեղծման համար, նախքան ընկերությունը խեղդել է այն, և բարձրացնել նրա տնտեսական արժեքը տրիլիոնների: Մի թերագնահատեք Իլոնի հավակնությունների մասշտաբները: Ընդհանուր առմամբ, այնքան էլ շատ ոլորտներ չկան, որտեղ տրիլիոնավոր դոլարներ են պտտվում՝ էներգետիկա, արագընթաց տրանսպորտ, կապ, ՏՏ, առողջապահություն, գյուղատնտեսություն, կառավարություն, պաշտպանություն։ Չնայած տարածված սխալ պատկերացումներին, , и Բիզնեսը կենսունակ չէ. Իլոնն իր Tesla-ով ներխուժել է էներգետիկ արդյունաբերություն, բայց միայն հեռահաղորդակցությունը կապահովի հուսալի և տարողունակ շուկա արբանյակների և հրթիռների արձակման համար:
Առաջին անգամ Իլոն Մասկը հայացքն ուղղեց դեպի տիեզերքը, երբ ցանկացավ 80 միլիոն դոլար նվիրաբերել մարսյան զոնդի վրա բույսեր աճեցնելու առաքելությանը: Հավանաբար, Մարսի վրա քաղաք կառուցելը 100 անգամ ավելի կարժենա, ուստի Starlink-ը Մասկի գլխավոր խաղադրույքն է՝ ապահովելու համար շատ անհրաժեշտ հովանավորչական գումար: .
Ինչի համար:
Ես վաղուց էի պլանավորում այս հոդվածը, բայց միայն անցյալ շաբաթ ես ամբողջական պատկերացում ունեցա։ Այնուհետև SpaceX-ի նախագահ Գվին Շոթվելը Ռոբ Բարոնին զարմանալի հարցազրույց տվեց, որը նա ավելի ուշ լուսաբանեց CNBC-ի համար հիանալի տեսանյութով։ Մայքլ Շիցը, և ում նրանք նվիրեցին . Այս հարցազրույցը ցույց տվեց SpaceX-ի և բոլորի միջև արբանյակային հաղորդակցության մոտեցումների հսկայական տարբերություն:
Հայեցակարգ ծնվել է 2012 թվականին, երբ SpaceX-ը հասկացավ, որ իրենց հաճախորդները, հիմնականում արբանյակային մատակարարները, փողի հսկայական պաշարներ ունեն: Գործարկման հարթակները բարձրացնում են արբանյակների տեղակայման գները և դրանով ինչ-որ կերպ բաց թողնում աշխատանքի մեկ քայլը. ինչպե՞ս է ստացվում: Իլոնը երազում էր ինտերնետի համար արբանյակային համաստեղություն ստեղծելու մասին և, չկարողանալով դիմակայել գրեթե անհնարին առաջադրանքին, շրջեց գործընթացը: Starlink-ի մշակում , բայց այս հոդվածի վերջում դուք, իմ ընթերցող, հավանաբար կզարմանաք, թե իրականում որքան փոքր են այդ դժվարությունները՝ հաշվի առնելով գաղափարի շրջանակը։
Արդյո՞ք նման հսկայական խմբավորումը իսկապես անհրաժեշտ է ինտերնետի համար: Իսկ ինչո՞ւ հիմա։
Միայն իմ հիշողության մեջ է, որ համացանցը զուտ ակադեմիական փայփայանքից վերածվել է առաջին և միակ հեղափոխական ենթակառուցվածքի: Սա այն թեման չէ, որին արժե նվիրել երկար հոդվածում, բայց ես ենթադրում եմ, որ գլոբալ մակարդակով ինտերնետի կարիքը և այն եկամուտը, որը ստեղծում է, կշարունակեն աճել տարեկան մոտ 25%-ով:
Այսօր գրեթե բոլորս ինտերնետը ստանում ենք աշխարհագրորեն մեկուսացված փոքրաթիվ մենաշնորհներից: ԱՄՆ-ում AT&T-ը, Time Warner-ը, Comcast-ը և մի քանի փոքր խաղացողներ բաժանել են տարածքը՝ մրցակցությունից խուսափելու համար, պայքարել երեք մաշկի ծառայությունների համար և լողանալ գրեթե համընդհանուր ատելության ճառագայթների տակ:
ISP-ները ոչ մրցակցային վարքագծի համար ունեն լավ պատճառ, բացի բոլոր սպառող ագահությունից: Ինտերնետի ենթակառուցվածքի ստեղծումը՝ միկրոալիքային բջջային աշտարակներ և օպտիկամանրաթելային սարքեր, շատ, շատ թանկ արժե: Հեշտ է մոռանալ ինտերնետի հրաշալի բնույթի մասին: Իմ տատիկը սկզբում գնաց աշխատելու Երկրորդ համաշխարհային պատերազմում որպես ազդանշանային, իսկ հետո հեռագիրը, այնուհետև մրցեց առաջատար ռազմավարական դերի համար, բեռնակիր աղավնիների հետ: Մեզանից շատերի համար տեղեկատվական գերմայրուղին մի բան է անցողիկ, ոչ նյութական, բայց բեկորները ճանապարհորդում են ֆիզիկական աշխարհով, որն ունի սահմաններ, գետեր, լեռներ, օվկիանոսներ, փոթորիկներ, բնական աղետներ և այլ խոչընդոտներ: Դեռևս 1996 թվականին, երբ օվկիանոսի հատակին տեղադրվեց առաջին օպտիկամանրաթելային գիծը, . Իր ապրանքանիշի սուր ոճով նա վառ կերպով նկարագրում է այս տողերը դնելու մերկ ծախսերն ու բարդությունը, որոնցով անիծված «կոտեգները» հետո, այնուամենայնիվ, շտապում են: 2000-ականների մեծ մասի համար մալուխն այնքան էր ձգվել, որ տեղակայման արժեքը ապշեցուցիչ էր:
Ժամանակին ես աշխատել եմ օպտիկական լաբորատորիայում և (եթե հիշողությունը ծառայում է) մենք գերազանցեցինք այն ժամանակվա ռեկորդը՝ թողարկելով մուլտիպլեքսային փոխանցման արագություն 500 Գբ/վ։ Էլեկտրոնային սահմանափակումները թույլ են տվել յուրաքանչյուր մանրաթել բեռնել տեսական թողունակության 0,1%-ով: Տասնհինգ տարի անց մենք պատրաստ ենք անցնել շեմը. եթե տվյալների փոխանցումը գերազանցի այն, ապա մանրաթելը կհալվի, և մենք արդեն շատ մոտ ենք դրան։
Բայց անհրաժեշտ է տվյալների հոսքը բարձրացնել մեղավոր երկրից վեր՝ դեպի տիեզերք, որտեղ արբանյակը հինգ տարվա ընթացքում 30 անգամ թռչում է «գնդակի» շուրջը։ Ակնհայտ, թվում է, լուծում, ուրեմն ինչո՞ւ նախկինում ոչ ոք դա չէր ընդունում:
Արբանյակների Iridium համաստեղությունը, որը մշակվել և տեղակայվել է 1990-ականների սկզբին Motorola-ի կողմից (դեռ հիշո՞ւմ եք դրանք), դարձավ առաջին գլոբալ ցածր ուղեծրով կապի ցանցը (ինչպես գայթակղիչ կերպով նկարագրված է. ) Այն ժամանակ, երբ այն տեղադրվեց, փոքր տվյալների փաթեթները ակտիվների հետքերից ուղղորդելու խորքային հնարավորությունը դրա միակ օգտագործումն էր. բջջային հեռախոսներն այնքան էժան էին, որ արբանյակային հեռախոսները երբեք չէին մտնում: Iridium-ն ուներ 66 արբանյակ (գումարած ևս մի քանի պահեստամաս) 6 ուղեծրում՝ նվազագույնը, որը նախատեսված էր ամբողջ մոլորակը ծածկելու համար:
Եթե Iridium-ի համար բավարար էր 66 արբանյակ, ապա ինչի՞ն էր պետք SpaceX-ին տասնյակ հազարավորներ: Ինչու է նա այդքան տարբեր:
SpaceX-ը մտավ այս բիզնեսը հակառակ ծայրից՝ այն սկսվեց արձակումներից: Դարձավ ռահվիրա մեկնարկային մեքենաների պահպանման ոլորտում և այդպիսով գրավեց էժան մեկնարկային հարթակների շուկան: Ավելի ցածր գնով դրանք գերազանցելու փորձը մեծ գումար չի վաստակի, ուստի նրանց ավելցուկային կարողությունից շահույթ ստանալու միակ միջոցը հաճախորդ դառնալն է: SpaceX-ը ծախսում է սեփական արբանյակների արձակման համար. (1 կգ-ի դիմաց) Iridium, և, հետևաբար, նրանք կարողանում են մտնել շատ ավելի լայն շուկա:
Starlink-ի համաշխարհային ծածկույթը ձեզ հնարավորություն կտա օգտվել բարձրորակ ինտերնետից աշխարհի ցանկացած կետում: Առաջին անգամ ինտերնետի հասանելիությունը կախված կլինի ոչ թե երկրի կամ քաղաքի մոտիկությունից օպտիկամանրաթելային գծին, այլ վերևում գտնվող երկնքի մաքրությունից: Ողջ աշխարհի օգտատերերը մուտք կունենան առանց կապանքների գլոբալ ինտերնետի՝ անկախ իրենց տարբեր աստիճանի վատ և/կամ անազնիվ պետական մենաշնորհներից: Այս մենաշնորհները կոտրելու Starlink-ի կարողությունը կատալիզացնում է անհավատալի մեծության դրական փոփոխությունը, որը վերջապես կմիավորի միլիարդավոր մարդկանց ապագայի համաշխարհային կիբեռնետիկ համայնքին:
Մի փոքրիկ լիրիկական շեղում. ի՞նչ է սա նույնիսկ նշանակում:
Մարդկանց համար, ովքեր այսօր մեծանում են համատարած կապի դարաշրջանում, ինտերնետը նման է այն օդին, որը մենք շնչում ենք: Նա պարզապես կա: Բայց սա, եթե մոռանաք դրական փոփոխություններ բերելու նրա անհավատալի ուժի մասին, և մենք արդեն դրանց կենտրոնում ենք: Ինտերնետի օգնությամբ մարդիկ կարող են պատասխանատվության կանչել իրենց ղեկավարներին, շփվել աշխարհի մյուս ծայրում գտնվող այլ մարդկանց հետ, կիսվել մտքերով, նոր բան հորինել։ Համացանցը միավորում է մարդկությանը. Թարմացումների պատմությունը տվյալների փոխանակման հնարավորությունների էվոլյուցիայի պատմությունն է: Նախ՝ ելույթների և էպիկական պոեզիայի միջոցով։ Այնուհետև - նամակի վրա, որը ձայն է տալիս մահացածներին, և նրանք դիմում են ողջերին. գրելը թույլ է տալիս տվյալները պահել և հնարավոր է դարձնում ասինխրոն հաղորդակցությունը: Տպագիր մամուլը գործարկել է լրատվական արտադրությունը։ Էլեկտրոնային հաղորդակցություն - արագացրել է տվյալների փոխանցումն ամբողջ աշխարհում: Անձնական նշումներ անելու սարքերն աստիճանաբար դարձել են ավելի բարդ՝ նոթատետրից վերածվելով բջջային հեռախոսների, որոնցից յուրաքանչյուրը ինտերնետին միացված համակարգիչ է՝ լցոնված սենսորներով և ամեն օր ավելի լավանում է մեր կարիքները կանխատեսելու հարցում:
Մարդը, ով ճանաչողության գործընթացում օգտագործում է գրավոր և համակարգիչ, ավելի մեծ հնարավորություն ունի հաղթահարելու անկատար զարգացած ուղեղի սահմանափակումները: Նույնիսկ ավելի հուսադրող է, որ բջջային հեռախոսները և՛ հզոր պահեստային սարքեր են, և՛ գաղափարների փոխանակման մեխանիզմ: Եթե նախկինում մարդիկ, կիսվելով մտքերով, ապավինում էին նոթատետրերում իրենց ուրվագծած ելույթին, ապա այսօր սովորական է, եթե նոթատետրերն իրենք կիսում են մարդկանց ստեղծած գաղափարները: Ավանդական սխեման ենթարկվել է շրջադարձի. Գործընթացի տրամաբանական շարունակությունը կոլեկտիվ մետաճանաչման ինչ-որ ձև է՝ անձնական սարքերի միջոցով, և կապված միմյանց հետ: Եվ չնայած մենք դեռ կարող ենք նոստալգիա ունենալ բնության և մենության հետ մեր կորցրած կապի համար, կարևոր է հիշել, որ տեխնոլոգիան և միայն տեխնոլոգիան պատասխանատու են տգիտության, վաղաժամ մահվան «բնական» ցիկլերից մեր ազատագրման առյուծի բաժինը (որը. կարելի է խուսափել), բռնությունից, սովից և ատամների քայքայումից:
Ինչպես?
Եկեք խոսենք Starlink նախագծի բիզնես մոդելի և ճարտարապետության մասին:
Որպեսզի Starlink-ը դառնա եկամտաբեր ձեռնարկություն, միջոցների ներհոսքը պետք է գերազանցի շինարարության և շահագործման ծախսերը: Ավանդաբար, կապիտալ ներդրումները ներառում են մեկնարկային ծախսերի ավելացում, ֆինանսավորման և ապահովագրության բարդ մասնագիտացված մեխանիզմների կիրառում և ամեն ինչ արբանյակի արձակման համար: Գեոստացիոնար կապի արբանյակը կարող է արժենալ 500 միլիոն դոլար, իսկ կառուցումն ու արձակումը տևում է հինգ տարի: Հետեւաբար, այս ոլորտում ընկերությունները միաժամանակ կառուցում են ռեակտիվ նավեր կամ կոնտեյներային նավեր: Հսկայական ծախսեր, միջոցների ներհոսք, որը հազիվ է ծածկում ֆինանսավորման ծախսերը, և համեմատաբար փոքր գործառնական բյուջե: Ի հակադրություն, սկզբնական Iridium-ի ձախողումն այն էր, որ Motorola-ն ստիպեց օպերատորին վճարել մարդասպանի լիցենզիայի վճար՝ ընդամենը մի քանի ամսում սնանկացնելով ձեռնարկությունը:
Նման բիզնես վարելու համար ավանդական արբանյակային ընկերությունները պետք է սպասարկեին մասնավոր հաճախորդներին և գանձեին տվյալների փոխանցման բարձր սակագներ: Ավիաընկերությունները, հեռավոր ֆորպոստները, նավերը, պատերազմական գոտիները և հիմնական ենթակառուցվածքային կայքերը վճարում են մոտ $5 մեկ ՄԲ-ի համար, ինչը 1 անգամ գերազանցում է ավանդական ADSL-ի արժեքը՝ չնայած տվյալների հապաղմանը և արբանյակային համեմատաբար ցածր թողունակությանը:
Starlink-ը նախատեսում է մրցակցել ցամաքային ծառայություններ մատուցողների հետ, ինչը նշանակում է, որ այն պետք է ավելի էժան տրամադրի տվյալներ և, իդեալականը, 1 ՄԲ-ի դիմաց 1 դոլարից շատ ավելի քիչ գանձի: Դա հնարավոր է? Կամ, քանի որ դա հնարավոր է, պետք է հարցնել՝ ինչպե՞ս է դա հնարավոր։
Նոր ուտեստի առաջին բաղադրիչը էժան մեկնարկն է։ Այսօր Falcon-ը վաճառում է 24 տոննա կշռող լամպը մոտ 60 միլիոն դոլարով, որը կազմում է 2500 դոլար մեկ կգ-ի համար: Պարզվում է, սակայն, որ ներքին ծախսերը շատ ավելի շատ են։ Starlink արբանյակները կգործարկվեն բազմակի օգտագործման արձակման մեքենաներով, ուստի մեկ մեկնարկի սահմանային արժեքը նոր երկրորդ փուլի արժեքն է (մոտ 1 միլիոն դոլար), ֆեյրինգների (4 միլիոն) և ցամաքային աջակցության արժեքը (~1 միլիոն): Ընդհանուր՝ մոտ 1 հազար դոլար արբանյակի համար, այսինքն. ավելի քան 100 անգամ ավելի էժան, քան սովորական կապի արբանյակի արձակումը:
Starlink արբանյակների մեծ մասը, սակայն, կարձակվի Starship-ով: Իրոք, Starlink-ի էվոլյուցիան, ինչպես ցույց են տալիս FCC-ին տրամադրված թարմացված զեկույցները, որոշ չափով ապահովում է նախագծի ներքին ճարտարապետությունը: Համաստեղության արբանյակների ընդհանուր թիվը 1-ից հասել է 584-ի, այնուհետև՝ 2-ի և վերջապես՝ 825-ի։Համախառն խնայողությունների համաձայն՝ այդ ցուցանիշն էլ ավելի է։ Ծրագրի կենսունակ լինելու համար մշակման առաջին փուլի արբանյակների նվազագույն թիվը 7 է 518 ուղեծրում (ընդհանուր 30), մինչդեռ հասարակածից 000 աստիճանի սահմաններում ամբողջական ծածկույթը պահանջում է 60 արբանյակների 6 ուղեծիր (ընդհանուր 360): Դա Falcon-ի 53 արձակում է՝ մոտ 24 միլիոն դոլար ներքին ծախսերի համար: Մյուս կողմից, Starship-ը նախատեսված է մինչև 60 արբանյակներ միաժամանակ արձակելու համար՝ մոտավորապես նույն գնով: Starlink արբանյակները պետք է փոխարինվեն յուրաքանչյուր 1440 տարին մեկ, ուստի 24 արբանյակների համար կպահանջվի տարեկան 150 Starship արձակում: Այն կարժենա մոտ 400 միլիոն/տարի, կամ 5 հազար/արբանյակ։ Falcon-ի յուրաքանչյուր արբանյակը կշռում է 6000 կգ; Starship-ով բարձրացված արբանյակները կարող են կշռել 15 կգ և կրել երրորդ կողմի սարքեր, լինել մի փոքր ավելի մեծ և, այնուամենայնիվ, չգերազանցել թույլատրելի բեռը:
Որքա՞ն է արբանյակների արժեքը: Եղբայրների մեջ Starlink արբանյակները որոշ չափով անսովոր են: Դրանք հավաքվում, պահվում և գործարկվում են հարթ վիճակում և, հետևաբար, բացառիկ հեշտ է զանգվածային արտադրությունը: Ինչպես ցույց է տալիս փորձը, արտադրության արժեքը պետք է մոտավորապես հավասար լինի գործարկիչի արժեքին: Եթե գների տարբերությունը մեծ է, դա նշանակում է, որ ռեսուրսները ճիշտ չեն բաշխվում, քանի որ սահմանային ծախսերի համապարփակ կրճատումը ծախսերի կրճատմամբ այնքան էլ մեծ չէ։ Արդյո՞ք դա իսկապես 100 հազար դոլար է մեկ արբանյակի համար մի քանի հարյուրի առաջին խմբաքանակով: Այլ կերպ ասած, Starlink արբանյակը սարքում ավելի բարդ չէ, քան մեքենան:
Այս հարցին լիարժեք պատասխանելու համար պետք է հասկանալ, թե ինչու է ուղեծրային կապի արբանյակի արժեքը 1000 անգամ ավելի բարձր, նույնիսկ եթե այն 1000 անգամ ավելի բարդ չէ: Պարզ ասած, ինչո՞ւ է տիեզերական սարքավորումներն այդքան թանկ: Դրա համար շատ պատճառներ կան, բայց այս դեպքում ամենաազդեցիկը սա է. եթե արբանյակի ուղեծիր (մինչև Falcon) արձակումը արժե ավելի քան 100 միլիոն, ապա այն պետք է երաշխավորված լինի երկար տարիներ աշխատելու համար. շահույթ. Առաջին և միակ արտադրանքի շահագործման մեջ նման հուսալիություն ապահովելը ցավոտ գործընթաց է և կարող է ձգվել տարիներ շարունակ՝ պահանջելով հարյուրավոր մարդկանց ջանքեր: Դրան գումարեք ծախսերը, և հեշտ կլինի արդարացնել լրացուցիչ գործընթացները, երբ դրա գործարկումն արդեն թանկ է:
Starlink-ը խախտում է այդ պարադիգմը՝ կառուցելով հարյուրավոր արբանյակներ, արագորեն շտկելով դիզայնի վաղ թերությունները և ներգրավելով զանգվածային արտադրության տեխնիկների՝ ծախսերը կառավարելու համար: Ինձ համար հեշտ է անձամբ պատկերացնել Starlink խողովակաշարը, որտեղ տեխնիկը դիզայնի մեջ ինտեգրում է ինչ-որ նոր բան և ամեն ինչ ամրացնում պլաստիկ փողկապով (իհարկե, ՆԱՍԱ-ի մակարդակով) մեկ-երկու ժամում՝ պահպանելով օրական 16 արբանյակների փոխարինման պահանջվող արագությունը: Starlink արբանյակը բաղկացած է շատ բարդ մասերից, բայց ես պատճառ չեմ տեսնում, որ հավաքման գծից դուրս եկող հազարերորդ միավորի արժեքը չի կարող իջեցվել մինչև 20 հազար: Իրոք, մայիսին Իլոնը գրել է Twitter-ում, որ արժեքը Արբանյակի արտադրությունն արդեն ավելի ցածր է, քան արձակման արժեքը:
Վերցնենք միջին դեպքը և վերլուծենք վերադարձի ժամանակը` թվերը կլորացնելով: Մեկ Starlink արբանյակը, որի հավաքումն ու արձակումը արժե 100 հազար, գործում է արդեն 5 տարի։ Արդյո՞ք այն կվճարի իր համար, և եթե այո, ապա որքան շուտ:
5 տարի հետո Starlink արբանյակը 30 անգամ պտտվելու է Երկրի շուրջ։ Այս մեկուկես ժամյա ուղեծրից յուրաքանչյուրում նա ժամանակի մեծ մասը կանցկացնի օվկիանոսում և, հավանաբար, 000 վայրկյան՝ խիտ բնակեցված քաղաքում: Այս կարճ պատուհանում նա փոխանցում է տվյալներ՝ շտապելով գումար աշխատել։ Ենթադրելով, որ ալեհավաքն ապահովում է 100 ճառագայթ, և յուրաքանչյուր ճառագայթ փոխանցում է 100 Մբիթ/վրկ՝ օգտագործելով ժամանակակից կոդավորումը, ինչպիսին է. , ապա արբանյակը ստեղծում է $1000 շահույթ մեկ ուղեծրի համար՝ 1 ԳԲ-ի համար $1 բաժանորդագրության գնով: Դա բավական է մեկ շաբաթվա ընթացքում 100 դոլար տեղակայման ծախսերը մարելու համար և զգալիորեն պարզեցնում է կապիտալի կառուցվածքը: Մնացած 29 հերթափոխը շահույթն է՝ հանած ֆիքսված ծախսերը:
Մոտավոր թվերը կարող են շատ տարբեր լինել և երկու ուղղություններով: Բայց ամեն դեպքում, եթե դուք կարող եք արբանյակների որակյալ համաստեղություն դնել ցածր ուղեծիր 100-ի կամ նույնիսկ 000 միլիոն/միավորի համար, սա լուրջ կիրառություն է: Նույնիսկ անհեթեթորեն կարճ օգտագործման դեպքում, Starlink արբանյակը կարող է իր կյանքի ընթացքում տրամադրել 1 Pb տվյալներ՝ ամորտիզացված $30 մեկ ԳԲ արժեքով: Միևնույն ժամանակ, ավելի երկար հեռավորությունների վրա փոխանցելիս սահմանային ծախսերը գործնականում չեն ավելանում։
Այս մոդելի նշանակությունը հասկանալու համար եկեք համառոտ համեմատենք այն սպառողներին տվյալների փոխանցման երկու այլ մոդելների հետ. ավանդական օպտիկամանրաթելային մալուխ և արբանյակային համաստեղություն, որն առաջարկվում է արբանյակների արձակման մեջ մասնագիտացած ընկերության կողմից:
Ֆրանսիան և Սինգապուրը միացնողը շահագործման է հանձնվել 2005թ. Թողունակությունը՝ 1,28 Տբ/վ, տեղակայման արժեքը՝ 500 մլն դոլար: Եթե այն աշխատում է 10% հզորությամբ 100 տարի, և վերադիր ծախսերը կազմում են կապիտալ ծախսերի 100%-ը, ապա փոխանցման գինը կկազմի 0,02 դոլար 1 ԳԲ-ի դիմաց: Անդրատլանտյան մալուխները ավելի կարճ են և մի փոքր ավելի էժան, բայց սուզանավային մալուխը ընդամենը մեկ միավոր է մարդկանց երկար շարքից, ովքեր փող են ուզում տվյալների փոխանցման համար: Starlink-ի միջին գնահատականը 8 անգամ ավելի էժան է, և միևնույն ժամանակ նրանք ունեն «all inclusive»:
Ինչպե՞ս է դա հնարավոր: Starlink արբանյակը ներառում է բոլոր բարդ էլեկտրոնային կոմուտացիոն նյութերը, որոնք անհրաժեշտ են օպտիկամանրաթելային մալուխները միացնելու համար, միայն այն օգտագործում է վակուում` թանկարժեք և փխրուն մետաղալարերի փոխարեն տվյալների փոխանցման համար: Տիեզերական փոխանցումը նվազեցնում է հարմարավետ և հնացած մենաշնորհների թիվը՝ թույլ տալով օգտատերերին շփվել նույնիսկ ավելի քիչ սարքավորումների միջոցով:
Համեմատելի է մրցակից OneWeb արբանյակային ծրագրավորողի հետ: OneWeb-ը նախատեսում է ստեղծել 600 արբանյակներից բաղկացած համաստեղություն, որը կգործարկի առևտրային վաճառողների միջոցով 20 կգ-ի դիմաց մոտ 000 դոլար գնով: Մեկ արբանյակի քաշը 1 կգ է, այսինքն՝ իդեալական սցենարի դեպքում մեկ միավորի արձակումը կկազմի մոտավորապես 150 միլիոն: Արբանյակային սարքավորումների արժեքը գնահատվում է 3 միլիոն արբանյակի համար, այսինքն. մինչև 1 թվականը ամբողջ խմբավորման արժեքը կկազմի 2027 միլիարդ OneWeb-ի կողմից անցկացված թեստերը ցույց են տվել 2,6 Մբ/վ թողունակություն: գագաթնակետին, իդեալականը, 50 ճառագայթներից յուրաքանչյուրի համար: Հետևելով նույն սխեմայով, որով մենք հաշվարկել ենք Starlink-ի արժեքը, մենք ստանում ենք. OneWeb-ի յուրաքանչյուր արբանյակ արտադրում է 16 դոլար մեկ ուղեծրի համար, և ընդամենը 80 տարում այն կբերի 5 միլիոն դոլար՝ հազիվ ծածկելով մեկնարկի ծախսերը, եթե հաշվի առնենք նաև տվյալների փոխանցումը դեպի հեռահար: շրջաններ. Ընդհանուր առմամբ մենք ստանում ենք 2,4 դոլար 1,70 ԳԲ-ի համար:
Գվին Շոթվելը վերջերս մեջբերվեց այդ մասին , ինչը ենթադրում է մրցակցային գին՝ $0,10 մեկ ԳԲ-ի համար: Եվ սա Starlink-ի սկզբնական կոնֆիգուրացիայի դեպքում. ավելի քիչ օպտիմիզացված արտադրությամբ, գործարկում Falcon-ի վրա և տվյալների փոխանցման սահմանափակումներով, և միայն ԱՄՆ-ի հյուսիսային հատվածի ծածկույթով: Պարզվում է, որ SpaceX-ն ունի անհերքելի առավելություն՝ այսօր նրանք կարող են արձակել շատ ավելի հարմար արբանյակ՝ մրցակիցներից 1 անգամ ցածր գնով (մեկ միավորի համար)։ Starship-ը կավելացնի առաջատարությունը 15-ով, եթե ոչ ավելի, այնպես որ դժվար չէ պատկերացնել, որ SpaceX-ը մինչև 100 թվականը 2027 արբանյակներ կարձակի 30 միլիարդ դոլարից պակաս արժողությամբ, որոնց մեծ մասը նա կտրամադրի սեփական դրամապանակից:
Վստահ եմ, որ կան ավելի լավատեսական վերլուծություններ OneWeb-ի և համաստեղության այլ նորածին ծրագրավորողների վերաբերյալ, բայց ես դեռ չգիտեմ, թե ինչպես են դրանք աշխատում:
Վերջերս Morgan Stanley որ Starlink արբանյակների հավաքումը կարժենա 1 մլն, իսկ արձակման համար՝ 830 հազ. . Հետաքրքիր է, որ թվերը նման են OneWeb-ի ծախսերի մեր հաշվարկներին և մոտավորապես 10 անգամ ավելի բարձր Starlink-ի սկզբնական գնահատականից: Starship-ի և առևտրային արբանյակների արտադրության օգտագործումը կարող է նվազեցնել արբանյակների տեղակայման արժեքը մինչև 35/միավոր: Եվ սա ապշեցուցիչ ցածր թիվ է։
Մնում է վերջին կետը՝ համեմատել Starlink-ի համար գեներացված արևային էներգիայի 1 Վտ շահույթը: Ըստ նրանց կայքի լուսանկարների՝ յուրաքանչյուր արբանյակի արևային զանգվածը մոտավորապես 60 քառ. միջինում արտադրում է մոտավորապես 3 կՎտ կամ 4,5 կՎտ/ժ մեկ հերթափոխով: Ենթադրվում է, որ յուրաքանչյուր ուղեծիր կստեղծի $1000, իսկ յուրաքանչյուր արբանյակը կգեներացնի մոտավորապես $220 մեկ կՎտժ-ի համար: Սա 10 անգամ ավելի է, քան արևային էներգիայի մեծածախ արժեքը, ինչը ևս մեկ անգամ հաստատում է. . Իսկ տվյալների փոխանցման համար միկրոալիքային մոդուլյացիան չափազանց մեծ ծախս է:
ճարտարապետություն
Նախորդ բաժնում ես բավականին կոպիտ ներկայացրեցի Starlink ճարտարապետության ոչ տրիվիալ նշանակալի մասը՝ ինչպես է այն աշխատում մոլորակի բնակչության խիստ անհավասար խտության դեպքում: Starlink արբանյակը կենտրոնացված ճառագայթներ է արձակում, որոնք բծեր են կազմում մոլորակի մակերեսին: Տեղում գտնվող բաժանորդները կիսում են մեկ թողունակություն: Կետի չափերը որոշվում են հիմնարար ֆիզիկայով. սկզբում դրա լայնությունը (արբանյակի բարձրությունը x միկրոալիքային երկարություն/ալեհավաքի տրամագիծը), որը Starlink արբանյակի համար լավագույն դեպքում մի քանի կիլոմետր է:
Քաղաքների մեծ մասում բնակչության խտությունը կազմում է մոտ 1000 մարդ/քմ, թեև որոշ տեղերում այն ավելի բարձր է։ Տոկիոյի կամ Մանհեթենի որոշ շրջաններում մեկ տեղում կարող է լինել ավելի քան 100 մարդ: Բարեբախտաբար, ցանկացած նման խիտ բնակեցված քաղաք ունի լայնաշերտ ինտերնետի մրցունակ ներքին շուկա, էլ չեմ խոսում բարձր զարգացած բջջային հեռախոսների ցանցի մասին: Բայց այդպես էլ լինի, եթե ցանկացած պահի նույն համաստեղության բազմաթիվ արբանյակներ կան քաղաքի վերևում, թողունակությունը կարելի է մեծացնել՝ տարածականորեն դիվերսիֆիկացնելով ալեհավաքները, ինչպես նաև բաշխելով հաճախականությունները: Այլ կերպ ասած, տասնյակ արբանյակներ կարող են կենտրոնացնել ամենահզոր ճառագայթը մեկ կետում, և այդ տարածաշրջանի օգտվողները կօգտագործեն վերգետնյա տերմինալներ, որոնք կբաշխեն հարցումը արբանյակների միջև:
Եթե սկզբնական փուլերում ծառայությունների վաճառքի համար ամենահարմար շուկան հեռավոր, գյուղական կամ ծայրամասային շրջաններն են, ապա հետագա գործարկման համար միջոցները կգան ավելի լավ ծառայություններից, մասնավորապես, խիտ բնակեցված քաղաքներում: Սցենարը ճիշտ հակառակն է ստանդարտ շուկայի ընդլայնման օրինակին, երբ քաղաքակենտրոն ծառայությունները անխուսափելիորեն տուժում են շահույթի անկում, քանի որ փորձում են ընդլայնվել դեպի ավելի աղքատ և ավելի քիչ խիտ բնակեցված տարածքներ:
Մի քանի տարի առաջ, երբ ես հաշվարկեցի, .
Ես վերցրեցի տվյալները այս պատկերից և կազմեցի ստորև ներկայացված 3 սյուժեները: Առաջինը ցույց է տալիս հողատարածքի հաճախականությունը ըստ բնակչության խտության: Ամենահետաքրքիրն այն է, որ Երկրի մեծ մասն ընդհանրապես բնակեցված չէ, մինչդեռ գործնականում ոչ մի տարածաշրջանում քառակուսի կիլոմետրում 100-ից ավելի մարդ չկա։
Երկրորդ գրաֆիկը ցույց է տալիս մարդկանց հաճախականությունը ըստ բնակչության խտության: Եվ չնայած մոլորակի մեծ մասն անմարդաբնակ է, մարդկանց հիմնական մասն ապրում է այն տարածքներում, որտեղ 100-1000 մարդ կա մեկ քառ. Այս գագաթնակետի ընդլայնված բնույթը (մագնիտուդով ավելի մեծ կարգ) արտացոլում է ուրբանիզացիայի օրինաչափությունների երկմոդալությունը: 100 մարդ/քմ. - սա համեմատաբար սակավաբնակ գյուղական տարածք է, մինչդեռ 1000 մարդ / քառ. բնորոշ արվարձաններին. Քաղաքի կենտրոնները հեշտությամբ ցույց են տալիս 10 մարդ/կմ000, սակայն Մանհեթենի բնակչությունը կազմում է 25 մարդ/կմ քառ.
Երրորդ գրաֆիկը ցույց է տալիս բնակչության խտությունն ըստ լայնության: Կարելի է տեսնել, որ գրեթե բոլոր մարդիկ կենտրոնացած են հյուսիսային լայնության 20-40 աստիճանի միջակայքում։ Այսպիսով, մեծ հաշվով այն զարգացել է աշխարհագրորեն և պատմականորեն, քանի որ հարավային կիսագնդի հսկայական մասը զբաղեցնում է օվկիանոսը։ Այնուամենայնիվ, բնակչության այս խտությունը սարսափելի մարտահրավեր է խմբի ճարտարապետների համար, քանի որ արբանյակները հավասար ժամանակ են ծախսում երկու կիսագնդերում: Ավելին, արբանյակը, որը պտտվում է Երկրի շուրջ, ասենք, 50 աստիճանի անկյան տակ, ավելի շատ ժամանակ կանցկացնի լայնության մեջ նշված սահմաններին: Ահա թե ինչու Starlink-ին անհրաժեշտ է ընդամենը 6 ուղեծիր ԱՄՆ-ի հյուսիսը սպասարկելու համար, մինչդեռ 24 ուղեծիր՝ հասարակածը ծածկելու համար:
Իսկապես, եթե միավորենք բնակչության խտության գրաֆիկը արբանյակային համաստեղության խտության գրաֆիկի հետ, ուղեծրերի ընտրությունը ակնհայտ է դառնում։ Յուրաքանչյուր գծային գրաֆիկ ներկայացնում է FCC-ին ներկայացված SpaceX-ի չորս հաշվետվություններից մեկը: Անձամբ ինձ թվում է, որ յուրաքանչյուր նոր զեկույցը նման է նախորդի լրացմանը, բայց ամեն դեպքում, դժվար չէ տեսնել, թե ինչպես են լրացուցիչ արբանյակները մեծացնում հզորությունը հյուսիսային կիսագնդի համապատասխան շրջանների նկատմամբ: Ի հակադրություն, կա տպավորիչ քանակությամբ չօգտագործված թողունակություն հարավային կիսագնդի վրա. ուրախացեք, սիրելի Ավստրալիա:
Ի՞նչ է պատահում օգտագործողի տվյալների հետ, երբ դրանք հասնում են արբանյակին: Սկզբնական տարբերակում Starlink արբանյակը դրանք անմիջապես փոխանցել է սպասարկման տարածքների մոտ գտնվող հատուկ վերգետնյա կայան: Այս կոնֆիգուրացիան կոչվում է «ուղիղ ռելե»: Հետագայում Starlink արբանյակները կկարողանան միմյանց հետ շփվել լազերի միջոցով։ Տվյալների փոխանակումը կհասնի գագաթնակետին խիտ բնակեցված քաղաքներում, սակայն տվյալները կարող են բաշխվել լազերների ցանցի վրա երկու հարթություններում: Գործնականում դա նշանակում է, որ արբանյակների ցանցում թաքնված հետքայլի հսկայական հնարավորություն կա, այսինքն՝ օգտագործողի տվյալները կարող են «վերահանձնվել Երկիր» ցանկացած հարմար վայրում։ Գործնականում ինձ թվում է, որ SpaceX ցամաքային կայանները համատեղվելու են քաղաքներից դուրս։
Պարզվում է, որ արբանյակից արբանյակ կապը մանրուք չէ, եթե արբանյակները միասին չեն շարժվում։ FCC-ին ուղղված ամենավերջին զեկույցները հայտնում են 11 տարբեր արբանյակային ուղեծրային խմբերի մասին: Տվյալ խմբի ներսում արբանյակները շարժվում են նույն բարձրությամբ, նույն թեքությամբ, նույն էքսցենտրիկությամբ, ինչը նշանակում է, որ լազերները կարող են համեմատաբար հեշտությամբ գտնել արբանյակներ մոտակայքում: Բայց խմբերի միջև փակման արագությունը չափվում է կմ/վրկ-ով, ուստի խմբերի միջև հաղորդակցությունը, հնարավորության դեպքում, պետք է լինի կարճ, արագ կառավարվող միկրոալիքային կապերի միջոցով:
Ուղեծրային խմբի տոպոլոգիան նման է լույսի ալիք-մասնիկների տեսությանը և իրականում չի վերաբերում մեր օրինակին, բայց ես կարծում եմ, որ դա հիանալի է, ուստի ես այն ներառեցի հոդվածում: Եթե այս բաժինը ձեզ չի հետաքրքրում, անմիջապես անցեք «Ֆունդամենտալ ֆիզիկայի սահմանափակումները»:
Տորուսը կամ բլիթը մաթեմատիկական օբյեկտ է, որը սահմանվում է երկու շառավղով: Բավականին պարզ է տորուսի մակերևույթի վրա շրջանագծեր նկարելը` դրա ձևին զուգահեռ կամ ուղղահայաց: Հնարավոր է, որ ձեզ հետաքրքիր լինի բացահայտելը, որ կան շրջանակների երկու այլ ընտանիքներ, որոնք կարող են գծվել տորուսի մակերեսի վրա, և երկուսն էլ անցնում են նրա կենտրոնում և եզրագծի շուրջ գտնվող անցքով: Սա այսպես կոչված. , և ես օգտագործեցի այս դիզայնը, երբ 2015 թվականին նախագծեցի տորոիդը Burning Man Tesla Coil-ի համար:
Եվ չնայած արբանյակների ուղեծրերը, խստորեն ասած, էլիպսներ են, այլ ոչ թե շրջանակներ, նույն կառուցվածքը գործում է Starlink-ի դեպքում։ 4500 արբանյակներից բաղկացած համաստեղությունը մի քանի ուղեծրային հարթություններում, բոլորը միևնույն անկյան տակ, Երկրի մակերևույթից բարձր անընդհատ շարժվող շերտ են կազմում: Տրված լայնության կետի վերևում դեպի հյուսիս ուղղված շերտը շրջվում և հետ է շարժվում դեպի հարավ: Բախումներից խուսափելու համար ուղեծրերը փոքր-ինչ երկարաձգվելու են, այնպես որ դեպի հյուսիս շարժվող շերտը մի քանի կիլոմետր ավելի բարձր (կամ ցածր) կլինի, քան հարավ շարժվող շերտը։ Այս երկու շերտերն էլ միասին կազմում են փչված ձևավորված տորուս, ինչպես ցույց է տրված ստորև՝ խիստ չափազանցված դիագրամում:
Հիշեցնեմ, որ այս տորուսի շրջանակներում հաղորդակցությունն իրականացվում է հարևան արբանյակների միջև։ Ընդհանուր առմամբ, տարբեր շերտերում արբանյակների միջև ուղղակի և երկարաժամկետ կապեր չկան, քանի որ լազերային ուղղորդման կոնվերգենցիայի արագությունը չափազանց բարձր է: Շերտերի միջև տվյալների փոխանցման հետագիծն իր հերթին անցնում է տորուսից վեր կամ ներքև:
Ընդհանուր առմամբ 30 արբանյակներ կտեղակայվեն 000 բնադրված Թորիում, ISS-ի ուղեծրի հետևում: Այս դիագրամը ցույց է տալիս, թե ինչպես են այս բոլոր շերտերը փաթեթավորված՝ առանց չափազանցված էքսցենտրիկության:
Եվ վերջապես, պետք է մտածել թռիչքի օպտիմալ բարձրության մասին։ Կա երկընտրանք՝ ցածր բարձրություն, որն ավելի մեծ թողունակություն է տալիս ավելի փոքր ճառագայթների չափերով, թե՞ բարձր բարձրություն, որը թույլ է տալիս ծածկել ամբողջ մոլորակը ավելի քիչ արբանյակներով: Ժամանակի ընթացքում, SpaceX-ից FCC-ին ուղարկված զեկույցները խոսում էին ավելի ցածր բարձրությունների մասին, քանի որ Starship-ը բարելավվում է ավելի մեծ համաստեղությունների ավելի արագ տեղակայման համար:
Ցածր բարձրությունը նաև ունի այլ առավելություններ, ներառյալ տիեզերական աղբի ազդեցության նվազեցման ռիսկը կամ սարքավորումների խափանման բացասական հետևանքները: Մթնոլորտային դիմադրության ավելացման պատճառով ամենացածր Starlink արբանյակները (330 կմ) կվառվեն դիրքի վերահսկողությունը կորցնելուց մի քանի շաբաթվա ընթացքում: Իրոք, 300 կմ-ն այն բարձրությունն է, որով արբանյակները գրեթե երբեք չեն թռչում, և բարձրությունը պահպանելու համար կպահանջվի ներկառուցված Krypton էլեկտրական հրթիռային շարժիչ, ինչպես նաև պարզեցված դիզայն: Տեսականորեն, բավականին սուր ձևով արբանյակը, որը սնուցվում է էլեկտրական հրթիռային շարժիչով, կարող է կայուն բարձրություն պահպանել 160 կմ, բայց SpaceX-ը դժվար թե արբանյակներ արձակի այդքան ցածր, քանի որ դեռևս մի քանի հնարքներ կան՝ թողունակությունը մեծացնելու համար:
Հիմնարար ֆիզիկայի սահմանափակումները
Թվում է, թե քիչ հավանական է, որ արբանյակների տեղակայման գները երբևէ իջնեն $35-ից ցածր, նույնիսկ եթե արտադրությունն առաջադեմ և լիովին ավտոմատացված է, և Starship նավերը լիովին կրկնակի օգտագործելի են, և դեռ լիովին հայտնի չէ, թե ֆիզիկան ինչ սահմանափակումներ կսահմանի արբանյակի վրա: Վերոնշյալ վերլուծությունը ենթադրում է առավելագույն թողունակություն 80 Գբ/վ: (եթե կլորացվում է մինչև 100 ճառագայթ, որոնցից յուրաքանչյուրը կարող է փոխանցել 100 Մբ/վրկ):
Ալիքի թողունակության սահմանաչափը սահմանված է և տրված է թողունակության վիճակագրության մեջ (1+SNR): Թողունակությունը հաճախ սահմանափակ է , մինչդեռ SNR-ը հասանելի արբանյակային էներգիան է, ֆոնային աղմուկը և ալիքի միջամտությունը . Մեկ այլ ուշագրավ խոչընդոտ է մշակման արագությունը: Վերջին Xilinx Ultrascale+ FPGA-ներն ունեն , ինչը լավ է հաշվի առնելով ընթացիկ թողունակության սահմանափակումները՝ առանց հատուկ ASIC-ների մշակման: Բայց նույնիսկ այդ դեպքում 58 Գբ / վ: կպահանջվի տպավորիչ հաճախականության բաշխում, ամենայն հավանականությամբ Ka-band կամ V-տիրույթում: V-ն (40–75 ԳՀց) ունի ավելի մատչելի ցիկլեր, սակայն ենթարկվում է ավելի շատ կլանման մթնոլորտի կողմից, հատկապես բարձր խոնավության վայրերում։
Արդյո՞ք 100 ճառագայթները գործնական են: Այս խնդիրն ունի երկու ասպեկտ՝ ճառագայթային լայնություն և փուլային զանգվածի տարրերի խտություն: Փնջի լայնությունը որոշվում է ալեհավաքի տրամագծի վրա բաժանված ալիքի երկարությամբ: Թվային փուլային զանգվածի ալեհավաքը դեռևս մասնագիտացված տեխնոլոգիա է, բայց առավելագույն օգտագործելի չափերը որոշվում են լայնությամբ (մոտ 1մ), իսկ ռադիոհաճախականության կապի օգտագործումն ավելի թանկ է։ Ալիքի լայնությունը Ka-band-ում մոտ 1 սմ է, մինչդեռ ճառագայթի լայնությունը պետք է լինի 0,01 ռադիան - սպեկտրի լայնությամբ 50% ամպլիտուդով: Ենթադրելով, որ ճառագայթի ամուր անկյունը 1 ստերադիան է (նման է 50 մմ տեսախցիկի ոսպնյակի ծածկույթին), ապա 2500 առանձին ճառագայթները բավական կլինեն այս տարածքում: Գծայինությունը ենթադրում է, որ 2500 ճառագայթները կպահանջեն նվազագույնը 2500 ալեհավաք տարրեր զանգվածի ներսում, ինչը սկզբունքորեն իրագործելի է, թեև դժվար: Եվ ամեն ինչ շատ թեժ կլինի:
Ընդհանուր առմամբ 2500 ալիքները, որոնցից յուրաքանչյուրն աջակցում է 58 Գբ/վրկ, հսկայական քանակությամբ տեղեկատվություն է, եթե մոտավորապես, ապա 145 Տբ/վրկ: Համեմատության համար նշենք, որ ամբողջ ինտերնետ տրաֆիկը 2020թ . Լավ լուր նրանց համար, ովքեր մտահոգված են արբանյակային ինտերնետի սկզբունքորեն ցածր թողունակությամբ: Եթե մինչև 30 թվականը գործարկվի 000 արբանյակների համաստեղությունը, ապա համաշխարհային ինտերնետ տրաֆիկը պոտենցիալ կհասնի 2026 Թբ/վրկ-ի: Եթե դրա կեսը փոխանցվում է ~800 արբանյակների կողմից խիտ բնակեցված տարածքների վրա ցանկացած պահի, ապա յուրաքանչյուր արբանյակի թողունակության գագաթնակետը մոտ 500 Գբ/վ է, ինչը 800 անգամ ավելի է, քան մեր սկզբնական ելակետային գնահատականը, այսինքն. Ֆինանսների ներհոսքը պոտենցիալ աճում է 10 անգամ։
330 կմ ուղեծրում գտնվող արբանյակի համար 0,01 ռադիանի ճառագայթը ծածկում է 10 քառակուսի կիլոմետր տարածք: Մանհեթենի նման հատկապես խիտ բնակեցված տարածքներում այս տարածքում ապրում է մինչև 300 մարդ: Իսկ եթե նրանք բոլորը միաժամանակ նստեն Netflix (000 Մբ/վ HD որակով) դիտելու: Տվյալների ընդհանուր պահանջը կկազմի 7 ԳԲ/վ, ինչը մոտ 2000 անգամ գերազանցում է FPGA-ի սերիական ելքային սահմանաչափը: Այս իրավիճակից երկու ելք կա, որոնցից միայն մեկն է ֆիզիկապես հնարավոր։
Առաջինը ավելի շատ արբանյակներ ուղեծիր դնելն է, որպեսզի ցանկացած պահի ավելի քան 35 կտոր կախված լինի աճող պահանջարկ ունեցող տարածքների վրա: Եթե երկնքի ողջամիտ հասցեային տարածքի և 1 կմ ուղեծրային միջին բարձրության համար նորից վերցնենք 400 ստերադիան, ապա կստանանք համաստեղության խտությունը 0,0002/քմ, կամ ընդհանուր առմամբ 100, եթե դրանք հավասարաչափ բաշխված են ամբողջ մակերեսի վրա։ երկրագնդի։ Հիշեցնենք, որ SpaceX-ի ընտրված ուղեծրերը կտրուկ մեծացնում են խիտ բնակեցված տարածքների ծածկույթը հյուսիսային լայնության 000-20 աստիճանի սահմաններում, և այժմ 40 արբանյակների թիվը կախարդական է թվում:
Երկրորդ գաղափարը շատ ավելի սառն է, բայց, ցավոք, անիրագործելի: Հիշեցնենք, որ ճառագայթի լայնությունը որոշվում է փուլային ալեհավաքի լայնությամբ: Ինչ կլինի, եթե մի քանի արբանյակների վրա շատ զանգվածներ միավորեն ուժերը՝ ստեղծելով ավելի նեղ ճառագայթ, ինչպես նույն ռադիոաստղադիտակները: (շատ մեծ ալեհավաք համակարգ): Այս մեթոդն ունի մեկ բարդություն՝ արբանյակների միջև հիմքը պետք է ուշադիր հաշվարկվի՝ ենթամիլիմետրային ճշգրտությամբ, որպեսզի կայունացվի ճառագայթի փուլը: Եվ նույնիսկ եթե դա հնարավոր լիներ, ստացված ճառագայթը հազիվ թե պարունակի կողային բլիթները՝ երկնքում արբանյակային համաստեղության ցածր խտության պատճառով: Գետնի վրա ճառագայթի լայնությունը կնվազի մինչև մի քանի միլիմետր (բավական է բջջային հեռախոսի ալեհավաքին հետևելու համար), բայց դրանք կլինեն միլիոնավոր թույլ միջանկյալ զրոյացման պատճառով: Շնորհակալություն .
Պարզվում է, որ ալիքների բաժանումը անկյան բաժանմամբ, քանի որ արբանյակները տարածված են երկնքում, ապահովում է թողունակության համապատասխան բարելավումներ՝ չխախտելով ֆիզիկայի օրենքները:
Դիմում
Ի՞նչ է Starlink հաճախորդի պրոֆիլը: Լռելյայնորեն, սրանք հարյուր միլիոնավոր օգտատերեր են, ովքեր իրենց տանիքներին ունեն պիցցայի տուփի չափ ալեհավաքներ, սակայն կան բարձր եկամտի այլ աղբյուրներ:
Հեռավոր և գյուղական վայրերում վերգետնյա կայանները փուլային զանգվածի ալեհավաքների կարիք չունեն ճառագայթների լայնությունը առավելագույնի հասցնելու համար, ուստի օգտագործողների ավելի փոքր սարքավորումները կարող են օգտագործվել՝ սկսած IoT ակտիվների հետքերից մինչև գրպանի արբանյակային հեռախոսներ, վթարային փարոսներ կամ կենդանիներին հետևելու գիտական գործիքներ:
Խիտ քաղաքային միջավայրերում Starlink-ը կտրամադրի բջջային ցանցի առաջնային և պահեստային կապը: Յուրաքանչյուր բջջային աշտարակ կարող է վերևում ունենալ բարձր արդյունավետության վերգետնյա կայան, բայց օգտագործել ցամաքային էներգիայի աղբյուրներ վերջին մղոնի ընթացքում ուժեղացնելու և փոխանցելու համար:
Եվ, վերջապես, նույնիսկ մարդաշատ վայրերում սկզբնական թողարկման ժամանակ հնարավոր է օգտագործել ցածր ուղեծրով արբանյակների համար բացառիկ նվազագույն ուշացումով: Ֆինանսական ընկերություններն իրենք մեծ գումարներ են դնում ձեր ձեռքերում՝ ընդամենը մի փոքր ավելի արագ՝ ամբողջ աշխարհից կենսական տվյալներ ստանալու համար: Եվ չնայած Starlink-ի միջոցով ստացված տվյալները սովորականից ավելի երկար ճանապարհ կունենան՝ տարածության միջով, լույսի տարածման արագությունը վակուումում 50%-ով ավելի բարձր է, քան քվարցային ապակու մեջ, և դա ավելի շատ է վճարում տարբերությունը ավելի երկար հեռավորությունների վրա փոխանցելիս:
Բացասական հետևանքներ
Վերջին բաժինը նվիրված է բացասական հետևանքներին։ Հոդվածի նպատակն է ձերբազատել նախագծի վերաբերյալ սխալ պատկերացումներից, և վեճերի հնարավոր բացասական հետևանքները ամենաշատն են առաջացնում: Որոշ տեղեկություններ կտամ՝ զերծ մնալով ավելորդ մեկնաբանություններից։ Ես դեռ պայծառատես չեմ, և SpaceX-ից էլ ինսայդերներ չունեմ։
Ամենաշատը, իմ կարծիքով, ամենալուրջ հետևանքները ինտերնետ հասանելիության ավելացումն է։ Նույնիսկ իմ հայրենի քաղաքում՝ Փասադենայում, աշխույժ և տեխնոլոգիաներով հարուստ քաղաքում, որն ունի ավելի քան մեկ միլիոն բնակչություն, որտեղ կան մի քանի աստղադիտարաններ, համաշխարհային մակարդակի համալսարան և ՆԱՍԱ-ի ամենամեծ հաստատությունը, ընտրությունը սահմանափակ է, երբ խոսքը վերաբերում է ինտերնետ ծառայություններին: Ամբողջ ԱՄՆ-ում և ամբողջ աշխարհում ինտերնետը դարձել է վարձակալության կոմունալ ծառայություն, որտեղ ISP-ները պարզապես սեղմում են իրենց ամսական 50 միլիոն դոլարը հարմարավետ, ոչ մրցակցային միջավայրում: Թերևս, բնակարաններին և բնակելի շենքերին մատուցվող ցանկացած ծառայություն կոմունալ բնակարան է, սակայն ինտերնետի ծառայությունների որակն ավելի ցածր է, քան ջուրը, լույսը կամ գազը։
Ստատուս քվոյի խնդիրն այն է, որ, ի տարբերություն ջրի, էլեկտրաէներգիայի կամ գազի, ինտերնետը դեռ երիտասարդ է և արագ զարգանում է: Մենք անընդհատ դրա նոր կիրառություններ ենք գտնում: Ամենահեղափոխականը դեռ բաց չէ, բայց փաթեթային ծրագրերը խեղդում են մրցակցության և նորարարության հնարավորությունը։ Միլիարդավոր մարդիկ մնացել են հետևում ծննդյան հանգամանքների պատճառով կամ այն պատճառով, որ իրենց երկիրը շատ հեռու է հիմնական սուզանավային մալուխից: Մոլորակի խոշոր շրջաններում ինտերնետը դեռևս առաքվում է գեոստացիոնար արբանյակներով՝ շորթող գներով:
Մյուս կողմից, Starlink-ը, շարունակաբար տարածելով ինտերնետը երկնքից, խախտում է այս մոդելը։ Ես դեռ չգիտեմ միլիարդավոր մարդկանց ինտերնետին միացնելու այլ ավելի լավ միջոց: SpaceX-ը լավ ճանապարհին է դառնալու ISP և պոտենցիալ ինտերնետային ընկերություն, որը մրցակից է Google-ին և Facebook-ին: Գրազ կգամ, որ դու դրա մասին չես մտածել:
Այն, որ արբանյակային ինտերնետը լավագույն տարբերակն է, ակնհայտ չէ: SpaceX-ը և միայն SpaceX-ը ի վիճակի են արագ ստեղծել արբանյակների հսկայական համաստեղություն, որը միայն մեկ տասնամյակ է սպանել տիեզերանավերի արձակման կառավարական-ռազմական մենաշնորհը կոտրելու համար: Նույնիսկ եթե Iridium-ը տասը անգամ գերազանցեր բջջային հեռախոսների վաճառքը, այն դեռ լայն տարածում չի գտնի՝ օգտագործելով ավանդական գործարկման հարթակներ: Առանց SpaceX-ի և նրա յուրահատուկ բիզնես մոդելի, հավանականությունը մեծ է, որ համաշխարհային արբանյակային ինտերնետը պարզապես երբեք տեղի չի ունենա:
Երկրորդ մեծ հարվածը կհասնի աստղագիտությանը. Starlink-ի առաջին 60 արբանյակների արձակումից հետո միջազգային աստղագիտական հանրության կողմից քննադատության ալիք բարձրացավ՝ ասելով, որ արբանյակների բազմապատկած աճը կխանգարի նրանց մուտքը դեպի գիշերային երկինք: Մի ասացվածք կա. աստղագետների մեջ նա ավելի սառն է, ով ավելի մեծ աստղադիտակ ունի: Առանց չափազանցության, ժամանակակից դարաշրջանում աստղագիտություն անելը չափազանց բարդ խնդիր է, որը հիշեցնում է վերլուծության որակի բարելավման շարունակական պայքարը աճող լուսային աղտոտվածության և աղմուկի այլ աղբյուրների ֆոնի վրա:
Վերջին բանը, որ անհրաժեշտ է աստղագետին, հազարավոր պայծառ արբանյակներ են, որոնք փայլում են աստղադիտակի կիզակետում: Իրոք, սկզբնական Իրիդիումի համաստեղությունը տխրահռչակ էր նրանով, որ «ծաղկում էր» մեծ վահանակների պատճառով, որոնք արտացոլում էին արևի լույսը Երկրի փոքր տարածքների վրա: Պատահել է, որ նրանք հասել են Լուսնի մեկ քառորդի պայծառությանը և երբեմն նույնիսկ պատահաբար վնասել են զգայուն աստղագիտական տվիչները: Մտավախությունը, որ Starlink-ը կներխուժի ռադիոաստղագիտության մեջ օգտագործվող ռադիոալիքներ, նույնպես անհիմն չէ։
Եթե դուք ներբեռնում եք արբանյակային հետևելու հավելված, ապա պարզ երեկոյան կարող եք տեսնել տասնյակ արբանյակներ, որոնք թռչում են երկնքում: Արբանյակները տեսանելի են մայրամուտից և լուսաբացից առաջ, բայց միայն այն ժամանակ, երբ դրանք լուսավորված են արևի ճառագայթներով։ Ավելի ուշ՝ գիշերվա ընթացքում, արբանյակներն անտեսանելի են Երկրի ստվերում։ Փոքրիկ, չափազանց հեռավոր, նրանք շատ արագ են շարժվում: Հնարավորություն կա, որ նրանք կմթանեն հեռավոր աստղը մեկ միլիվայրկյանից պակաս ժամանակով, բայց կարծում եմ, որ նույնիսկ սա հայտնաբերելը ևս մեկ հեմոռոյ է:
Երկնքի բռնկման ուժեղ մտահոգությունը ծնվել է նրանից, որ առաջին արձակման արբանյակների շերտը շարվել է Երկրի տերմինատորի մոտ, այսինքն. գիշեր առ գիշեր Եվրոպան, և ամառ էր, դիտում էր արբանյակների էպիկական պատկերը, որոնք թռչում էին երկնքով երեկոյան մթնշաղին: Ավելին, FCC-ի զեկույցների վրա հիմնված սիմուլյացիան ցույց է տվել, որ 1150 կմ ուղեծրի արբանյակները տեսանելի կլինեն նույնիսկ աստղագիտական մթնշաղից հետո: Ընդհանուր առմամբ, մթնշաղն անցնում է երեք փուլով՝ քաղաքացիական, ծովային և աստղագիտական, այսինքն. երբ արևը գտնվում է հորիզոնից համապատասխանաբար 6, 12 և 18 աստիճանով ցածր: Աստղագիտական մթնշաղի վերջում արևի ճառագայթները գտնվում են մակերևույթից մոտ 650 կմ հեռավորության վրա՝ զենիթում, մթնոլորտից դուրս և Երկրի ցածր ուղեծրի մեծ մասը: տվյալների հիման վրա , կարծում եմ, որ բոլոր արբանյակները կտեղադրվեն 600 կմ-ից ցածր բարձրության վրա։ Այս դեպքում դրանք կարելի է տեսնել մթնշաղին, բայց ոչ գիշերվանից հետո, ինչը զգալիորեն կնվազեցնի աստղագիտության համար հնարավոր հետեւանքները։
Երրորդ խնդիրը ուղեծրի բեկորներն են: IN Ես մատնանշեցի, որ արբանյակները և 600 կմ-ից ցածր բեկորները մի քանի տարվա ընթացքում դուրս կգան ուղեծրից՝ մթնոլորտի ձգման պատճառով՝ զգալիորեն նվազեցնելով Քեսլերի համախտանիշի հավանականությունը: SpaceX-ը խառնում է կեղտը, կարծես նրանց ընդհանրապես չի հետաքրքրում տիեզերական աղբը: Այստեղ ես նայում եմ Starlink-ի իրականացման մանրամասներին, և ինձ համար դժվար է ավելի լավ միջոց պատկերացնել ուղեծրում բեկորների քանակը նվազեցնելու համար:
Արբանյակները արձակվում են 350 կմ բարձրության վրա, այնուհետև ներկառուցված շարժիչներով թռչում են իրենց նախատեսված ուղեծիր: Ցանկացած արբանյակ, որը մահանում է արձակման ժամանակ, մի քանի շաբաթից դուրս կգա ուղեծրից և հազարավոր տարիներ չի պտտվի որևէ այլ տեղ: Այս տեղադրումը ռազմավարական առումով ներառում է անվճար մուտքի փորձարկում: Ավելին, Starlink արբանյակները լայնակի կտրվածքով հարթ են, ինչը նշանակում է, որ կորցնելով բարձրության կառավարումը, նրանք մտնում են մթնոլորտի խիտ շերտեր:
Քչերը գիտեն, որ SpaceX-ը դարձել է տիեզերագնացության պիոներ՝ սկսելով օգտագործել մոնտաժի այլընտրանքային տեսակներ՝ squibs-ի փոխարեն: Գործնականում բոլոր արձակման հարթակներում օգտագործվում են squibs, երբ տեղակայում են փուլերը, արբանյակները, radomes եւ այլն, մեծացնելով պոտենցիալ բեկորներ. SpaceX-ը նաև միտումնավոր դուրս է հանում վերին աստիճանները՝ թույլ չտալով նրանց ընդմիշտ կախվել տիեզերքում, որպեսզի դրանք չքայքայվեն և չքայքայվեն դաժան տիեզերական միջավայրում:
Վերջապես, վերջին խնդիրը, որը ես կցանկանայի նշել, այն հնարավորությունն է, որ SpaceX-ը կփոխարինի գոյություն ունեցող ինտերնետի մենաշնորհին` ստեղծելով իր սեփականը: Իր տեղը SpaceX-ն արդեն մենաշնորհել է արձակումները: Միայն մրցակից կառավարությունների՝ տիեզերք երաշխավորված մուտք ունենալու ցանկությունն է խանգարում թանկարժեք և հնացած հրթիռներին, որոնք հաճախ հավաքվում են խոշոր մենաշնորհային պաշտպանական կապալառուների կողմից:
Դժվար չէ պատկերացնել, որ SpaceX-ը 2030 թվականին տարեկան արձակի իր 6000 արբանյակներ, գումարած մի քանի լրտեսական արբանյակներ՝ լավ չափման համար: Էժան և հուսալի SpaceX արբանյակները կվաճառեն «դարակ տարածություն» երրորդ կողմի սարքերի համար: Ցանկացած համալսարան, որը կառուցում է տիեզերական տեսախցիկ, կարող է այն ուղեծիր դուրս բերել՝ առանց ամբողջ տիեզերական հարթակի կառուցման ծախսերը հոգալու: Տիեզերք նման առաջադեմ և անսահմանափակ հասանելիությամբ Starlink-ն արդեն ասոցացվում է արբանյակների հետ, մինչդեռ պատմական արտադրողները դառնում են անցյալի բան:
Պատմության մեջ կան հեռատես ընկերությունների օրինակներ, որոնք շուկայում այնպիսի հսկայական տեղ են զբաղեցրել, որ նրանց անունները դարձել են հայտնի անուններ՝ Hoover, Westinghouse, Kleenex, Google, Frisbee, Xerox, Kodak, Motorola, IBM:
Խնդիրը կարող է առաջանալ, երբ ռահվիրա ընկերությունը հակամրցակցային պրակտիկա է իրականացնում՝ շուկայի իր մասնաբաժինը պահպանելու համար, թեև դա հաճախ թույլատրվել է նախագահ Ռեյգանից հետո: SpaceX-ը կարող է պահպանել Starlink-ի մենաշնորհը՝ ստիպելով համաստեղության այլ ծրագրավորողներին արբանյակներ արձակել հին խորհրդային հրթիռներով: Կատարված նմանատիպ գործողություններ փոստի փոխադրման համար գների սահմանման հետ մեկտեղ, այն հանգեցրեց փլուզման 1934 թվականին։ Բարեբախտաբար, SpaceX-ը դժվար թե ընդմիշտ պահպանի բազմակի օգտագործման հրթիռների բացարձակ մենաշնորհը:
Առավել անհանգստացնողն այն է, որ SpaceX-ի տասնյակ հազարավոր ցածր ուղեծրով արբանյակների տեղակայումը կարող է նախագծվել որպես ընդհանուր արբանյակների համատեղ տարբերակ: Անձնական շահեր հետապնդող մասնավոր ընկերությունը մշտական սեփականություն է գրավում երբեմնի հանրային և չզբաղեցրած ուղեծրի դիրքերը: Եվ չնայած SpaceX-ի նորարարությունները հնարավորություն են տվել իրականում գումար աշխատել վակուումում, SpaceX-ի մտավոր կապիտալի մեծ մասը կառուցվել է միլիարդավոր դոլարների հետազոտական բյուջեներով:
Մի կողմից մեզ անհրաժեշտ են օրենքներ, որոնք կպաշտպանեն մասնավոր ներդրումների, հետազոտությունների և զարգացման միջոցները։ Առանց այս պաշտպանության, նորարարները չեն կարողանա ֆինանսավորել հավակնոտ ծրագրեր, կամ նրանք կտեղափոխեն իրենց ընկերությունները այնտեղ, որտեղ նման պաշտպանություն է տրամադրվում իրենց: Ամեն դեպքում, հասարակությունը տուժում է, քանի որ շահույթ չի ստացվում։ Մյուս կողմից, անհրաժեշտ են օրենքներ, որոնք կպաշտպանեն մարդկանց՝ հանրային սեփականության, այդ թվում՝ երկնքի անվանական սեփականատերերին, վարձավճար փնտրող մասնավոր սուբյեկտներից, որոնք կցում են հանրային ապրանքները: Ինքնին երկուսն էլ ճշմարիտ չեն և նույնիսկ հնարավոր: SpaceX-ի զարգացումները հնարավորություն են տալիս գտնել երջանիկ միջավայր այս նոր շուկայում: Մենք կհասկանանք, որ այն հայտնաբերվել է, երբ առավելագույնի հասցնենք նորարարության հաճախականությունը և սոցիալական բարեկեցության ստեղծումը:
Վերջնական մտքեր
Ես գրեցի այս հոդվածը, հենց որ ավարտեցի ևս մեկը. . Շոգ շաբաթ էր։ Ե՛վ Starship-ը, և՛ Starlink-ը հեղափոխական տեխնոլոգիաներ են, որոնք ստեղծվում են մեր աչքի առաջ, մեր կյանքում: Եթե տեսնեմ, որ թոռներս մեծանում են, նրանք ավելի կզարմանան, որ ես ավելի մեծ եմ, քան Starlink-ը, և ոչ թե այն, որ իմ մանկության տարիներին բջջային (թանգարանային կտորներ) կամ հանրային ինտերնետ չկար:
Հարուստներն ու զինվորականները երկար ժամանակ օգտվում են արբանյակային ինտերնետից, սակայն ամենուր տարածված, ընդհանուր և էժան Starlink-ը պարզապես հնարավոր չէ առանց Starship-ի:
Մեկնարկի մասին խոսվում էր երկար ժամանակ, բայց Starship-ը, որը բավականին էժան է և հետևաբար հետաքրքիր հարթակ, անհնար է առանց Starlink-ի։
Օդափոխվող տիեզերագնացության մասին երկար ժամանակ խոսվել է, և եթե դուք. ապա դուք ունեք կանաչ լույս: Starship-ի և Starlink-ի միջոցով մարդկային տիեզերական հետազոտությունը հասանելի է, մոտ ապագայում՝ ուղեծրային ֆորպոստից մինչև խորը տարածության արդյունաբերական քաղաքներ:
Source: www.habr.com