ProHoster > Blogs > interneta ziņas > Starlink ir liels darījums

Starlink ir liels darījums

Starlink ir liels darījums
Šis raksts ir no sērijas izglītības programma kosmosa tehnoloģiju jomā.

Starlink ā€“ Kosmosa preses galvenā tēma ir SpaceX plāns izplatÄ«t internetu caur desmitiem tÅ«kstoÅ”u satelÄ«tu. Raksti par jaunākajiem sasniegumiem tiek publicēti katru nedēļu. Ja kopumā shēma ir skaidra, bet pēc izlasÄ«Å”anas ziņo Federālajai sakaru komisijai, labi motivēts cilvēks (teiksim, patiesi tavs) var izrakt daudz detaļu. Tomēr joprojām ir daudz nepareizu priekÅ”statu, kas saistÄ«ti ar Å”o jauno tehnoloÄ£iju, pat starp apgaismotiem novērotājiem. Nav neparasti redzēt rakstus, kuros Starlink tiek salÄ«dzināts ar OneWeb un Kuiper (cita starpā), it kā tie konkurētu ar vienādiem nosacÄ«jumiem. Citi autori, nepārprotami noraizējuÅ”ies par planētas labumu, kliedz par kosmosa atkritumiem, kosmosa likumu, astronomijas standartiem un droŔību. Es ceru, ka pēc Ŕī - diezgan garā - raksta izlasÄ«Å”anas lasÄ«tājs labāk sapratÄ«s un sajutÄ«s Starlink ideju.

Starlink ir liels darījums

IepriekŔējais raksts negaidÄ«ti aizskāra jÅ«tÄ«gu akordu manu nedaudzo lasÄ«tāju dvēselēs. Tajā es paskaidroju, kā Starship uz ilgu laiku izvirzÄ«tu SpaceX vadÄ«bā un tajā paŔā laikā nodroÅ”inātu mehānismu jaunai kosmosa izpētei. Tas nozÄ«mē, ka tradicionālā satelÄ«tu industrija nevar sekot lÄ«dzi SpaceX, kas nepārtraukti palielina Falcon raÄ·eÅ”u saimes jaudu un samazina izmaksas, nostādot SpaceX sarežģītā situācijā. No vienas puses, tas veidoja tirgu labākajā gadÄ«jumā vairākus miljardus gadā. No otras puses, tas jau pats par sevi izraisÄ«ja nevaldāmu naudas kāri ā€“ pēc milzÄ«gas raÄ·etes uzbÅ«vÄ“Å”anas, uz kuras tomēr tikpat kā nav, ko sÅ«tÄ«t uz Marsu, un arÄ« uz tÅ«lÄ«tēju peļņu nevar cerēt.

Å Ä«s dvīņu problēmas risinājums ir Starlink. Saliekot un palaižot savus satelÄ«tus, SpaceX varētu izveidot un definēt jaunu tirgu ļoti efektÄ«vai un demokratizētai piekļuvei kosmosa sakariem, nodroÅ”ināt finansējumu raÄ·etes uzbÅ«vÄ“Å”anai, pirms tā noslÄ«cina uzņēmumu, un paaugstināt tās ekonomisko vērtÄ«bu lÄ«dz triljoniem. Nenovērtējiet par zemu Elona ambÄ«ciju mērogu. Kopumā nav tik daudz nozaru, kurās griežas triljoni dolāru: enerģētika, ātrgaitas transports, sakari, IT, veselÄ«bas aprÅ«pe, lauksaimniecÄ«ba, valdÄ«ba, aizsardzÄ«ba. Neskatoties uz izplatÄ«tajiem nepareizajiem priekÅ”statiem, kosmosa urbÅ”ana, Å«dens ieguve uz Mēness Šø kosmosa saules paneļi Bizness nav dzÄ«votspējÄ«gs. Elons ar savu Teslu ir iebrucis enerģētikas nozarē, taču tikai telekomunikācijas nodroÅ”inās uzticamu un ietilpÄ«gu satelÄ«tu un raÄ·eÅ”u palaiÅ”anas tirgu.

Starlink ir liels darījums

Pirmo reizi ÄŖlons Masks pievērsa acis uz kosmosu, kad viņŔ vēlējās ziedot 80 miljonus dolāru misijai augu audzÄ“Å”anai Marsa zondē. Pilsētas celtniecÄ«ba uz Marsa, iespējams, izmaksātu 100 000 reižu vairāk, tāpēc Starlink ir galvenā Muska likme, lai nodroÅ”inātu tik ļoti nepiecieÅ”amo sponsoru naudas jÅ«ru. autonoma pilsēta uz Marsa.

Par ko?

Å o rakstu plānoju jau sen, bet tikai pagājuÅ”ajā nedēļā man radās pilnÄ«ga aina. Tad SpaceX prezidents Gvins Å otvels sniedza Robam Baronam lielisku interviju, ko viņŔ vēlāk atspoguļoja CNBC lieliskā filmā. Twitter pavediens Michael Schitz un kam viņi veltÄ«ja daži raksti. Å Ä« intervija parādÄ«ja milzÄ«gas atŔķirÄ«bas pieejās satelÄ«tu sakariem starp SpaceX un visiem pārējiem.

Jēdziens Starlink dzimis 2012. gadā, kad SpaceX saprata, ka viņu klientiem - galvenokārt satelÄ«tu pakalpojumu sniedzējiem - ir milzÄ«gas naudas rezerves. PalaiÅ”anas paliktņi paaugstina cenas par satelÄ«tu izvietoÅ”anu, un, to darot, kaut kādā veidā tiek zaudēts viens darba posms ā€” kā tas tā ir? ÄŖlons sapņoja izveidot satelÄ«ta konstelāciju internetam un, nespēdams pretoties gandrÄ«z neiespējamam uzdevumam, pagrieza Å”o procesu. Starlink attÄ«stÄ«ba ne bez grÅ«tÄ«bām, taču Ŕī raksta beigās jÅ«s, mans lasÄ«tāj, droÅ”i vien bÅ«siet pārsteigti, cik patiesÄ«bā Ŕīs grÅ«tÄ«bas ir nelielas, ņemot vērā idejas apjomu.

Vai tieŔām internetam ir nepiecieÅ”ams Ŕāds milzÄ«gs grupējums? Un kāpēc tagad?

Tikai manā atmiņā internets ir attÄ«stÄ«jies no tÄ«ri akadēmiskas lutināŔanas lÄ«dz pirmajai un vienÄ«gajai revolucionārai infrastruktÅ«rai. Å Ä« nav tēma, kurai bÅ«tu vērts veltÄ«t izvērstajā rakstā, taču pieņemu, ka globālā mērogā nepiecieÅ”amÄ«ba pēc interneta un tā radÄ«tie ienākumi turpinās pieaugt par aptuveni 25% gadā.

MÅ«sdienās gandrÄ«z visi no mums internetu iegÅ«st no neliela skaita Ä£eogrāfiski izolētu monopolu. ASV AT&T, Time Warner, Comcast un nedaudzi mazāki spēlētāji ir sadalÄ«juÅ”i teritoriju, lai izvairÄ«tos no konkurences, cÄ«nÄ«tos trÄ«s ādas par pakalpojumiem un peldētu gandrÄ«z universāla naida staros.

Interneta pakalpojumu sniedzējiem ir labs iemesls nekonkurētspējÄ«gai uzvedÄ«bai, ne tikai visu patērējoÅ”ai alkatÄ«bai. Interneta infrastruktÅ«ras izveide ā€” mikroviļņu Ŕūnu torņi un optiskās Ŕķiedras ā€” ir ļoti, ļoti dārgi. Ir viegli aizmirst par interneta brÄ«niŔķīgo dabu. Mana vecmāmiņa vispirms devās strādāt Otrajā pasaules karā par signalizāciju, un pēc tam telegrāfs sacentās par vadoÅ”o stratēģisko lomu ar pasta baložiem! Lielākajai daļai no mums informācijas lielceļŔ ir kaut kas Ä«slaicÄ«gs, nemateriāls, bet fragmenti ceļo pa fizisko pasauli, kurā ir robežas, upes, kalni, okeāni, vētras, dabas katastrofas un citi ŔķērŔļi. Vēl 1996. gadā, kad okeāna dibenā tika uzlikta pirmā optiskās Ŕķiedras lÄ«nija, NÄ«ls StÄ«vensons uzrakstÄ«ja visaptveroÅ”u eseju par kibertÅ«rismu. Ar savu zÄ«mÄ«go aso stilu viņŔ spilgti raksturo Å”o lÄ«niju ieklāŔanas tukÅ”o cenu un sarežģītÄ«bu, pa kurām toreiz joprojām tiek nēsātas nolādētās ā€œkotegasā€. Lielāko daļu 2000. gadu kabelis tika vilkts tik daudz, ka izvietoÅ”anas izmaksas bija pārsteidzoÅ”as.

Savulaik strādāju optiskajā laboratorijā un (ja atmiņa neviļ) pārspējām tā laika rekordu, izdodot multipleksa pārraides ātrumu 500 Gb/s. Elektroniskie ierobežojumi ļāva katru Ŕķiedru noslogot par 0,1% no teorētiskās joslas platuma. Pēc piecpadsmit gadiem mēs esam gatavi pārsniegt slieksni: ja datu pārraide pārsniegs to, Ŕķiedra izkusÄ«s, un mēs jau esam ļoti tuvu tam.

Bet vajag pacelt datu plÅ«smu virs grēcÄ«gās zemes ā€“ kosmosā, kur satelÄ«ts piecu gadu laikā aplido "bumbu" 30 000 reižu. Å Ä·iet, ka risinājums ir acÄ«mredzams ā€” kāpēc gan neviens to iepriekÅ” nepieņēma?

Iridium satelÄ«tu konstelācija, ko 1990. gadu sākumā izstrādāja un izvietoja Motorola (vēl tos atceraties?), kļuva par pirmo globālo zemas orbÄ«tas sakaru tÄ«klu (kā kārdinoÅ”i aprakstÄ«ts Ŕī grāmata). LÄ«dz tam laikam, kad tas tika ieviests, niÅ”a spēja marÅ”rutēt nelielas datu paketes no aktÄ«vu izsekotājiem bija tā vienÄ«gā izmantoÅ”ana: mobilie tālruņi bija tik lēti, ka satelÄ«ttālruņi nekad neienāca. Iridium bija 66 satelÄ«ti (plus vēl dažas rezerves) 6 orbÄ«tās - minimālais, kas noteikts, lai aptvertu visu planētu.

Ja Iridium pietika ar 66 satelÄ«tiem, tad kāpēc SpaceX vajadzēja desmitiem tÅ«kstoÅ”u? Kāpēc viņa ir tik atŔķirÄ«ga?

SpaceX ienāca Å”ajā biznesā no pretējā gala ā€“ tas sākās ar palaiÅ”anu. Kļuva par pionieri nesējraÄ·eÅ”u saglabāŔanas jomā un tādējādi iekaroja lētu palaiÅ”anas platformu tirgu. Mēģinot pārsolÄ«t tos ar zemāku cenu, netiks gÅ«ta liela peļņa, tāpēc vienÄ«gais veids, kā gÅ«t peļņu no viņu pārpalikuma, ir kļūt par klientu. SpaceX izdevumi, lai palaistu savus satelÄ«tus - vienu desmito daļu no izmaksām (uz 1 kg) Iridium, un tāpēc tie spēj ienākt daudz plaŔākā tirgÅ«.

Starlink pārklājums visā pasaulē nodroÅ”inās jums piekļuvi augstas kvalitātes internetam visā pasaulē. Pirmo reizi interneta pieejamÄ«ba bÅ«s atkarÄ«ga nevis no valsts vai pilsētas tuvuma optiskās Ŕķiedras lÄ«nijai, bet gan no augÅ”as debesu tÄ«rÄ«bas. Lietotājiem visā pasaulē bÅ«s piekļuve globālam internetam bez važām neatkarÄ«gi no viņu dažāda lÄ«meņa sliktajiem un/vai negodÄ«gajiem valdÄ«bas monopoliem. Starlink spēja izjaukt Å”os monopolus katalizē neticami lielas pozitÄ«vas pārmaiņas, kas beidzot apvienos miljardus cilvēku nākotnes globālajā kibernētiskajā kopienā.

Neliela liriska atkāpe: ko tas vispār nozīmē?

Cilvēkiem, kas mÅ«sdienās aug visuresoÅ”as savienojamÄ«bas laikmetā, internets ir kā gaiss, ko mēs elpojam. ViņŔ vienkārÅ”i ir. Bet tas - ja aizmirstat par viņa neticamo spēku nest pozitÄ«vas pārmaiņas - un mēs jau esam viņu paŔā centrā. Ar interneta palÄ«dzÄ«bu cilvēki var saukt pie atbildÄ«bas savus vadÄ«tājus, sazināties ar citiem cilvēkiem otrā pasaules malā, dalÄ«ties pārdomās, izdomāt ko jaunu. Internets vieno cilvēci. Jauninājumu vēsture ir datu koplietoÅ”anas iespēju attÄ«stÄ«bas vēsture. Pirmkārt, caur runām un episko dzeju. Tad - uz vēstules, kas dod balsi miruÅ”ajiem, un viņi vērÅ”as pie dzÄ«vajiem; rakstÄ«Å”ana ļauj uzglabāt datus un padara iespējamu asinhronu saziņu. Drukātā prese ir aktivizējusi ziņu ražoÅ”anu. Elektroniskā saziņa ā€“ ir paātrinājusi datu pārsÅ«tÄ«Å”anu visā pasaulē. PersonÄ«gās piezÄ«mju veikÅ”anas ierÄ«ces pakāpeniski ir kļuvuÅ”as sarežģītākas, no piezÄ«mjdatoriem pārtopot par mobilajiem tālruņiem, no kuriem katrs ir ar internetu savienots dators, kas ir pildÄ«ts ar sensoriem un ar katru dienu kļūst labāks, lai prognozētu mÅ«su vajadzÄ«bas.

Cilvēkam, kurÅ” izziņas procesā izmanto rakstÄ«Å”anu un datoru, ir lielākas iespējas pārvarēt nepilnÄ«gi attÄ«stÄ«to smadzeņu ierobežojumus. Vēl iepriecinoŔāk ir tas, ka mobilie tālruņi ir gan jaudÄ«gas atmiņas ierÄ«ces, gan ideju apmaiņas mehānisms. Ja agrāk cilvēki, daloties pārdomās, paļāvās uz runu, ko viņi ieskicēja piezÄ«mju grāmatiņās, tad mÅ«sdienās ir ierasts, ka klades dalās ar idejām, ko cilvēki ir radÄ«juÅ”i. Tradicionālā shēma ir piedzÄ«vojusi inversiju. Procesa loÄ£isks turpinājums ir sava veida kolektÄ«vā metakognicija, izmantojot personÄ«gās ierÄ«ces, vēl cieŔāk integrēti mÅ«su smadzenēs un saistÄ«ti viens ar otru. Lai gan mums joprojām var bÅ«t nostalÄ£ija pēc zaudētas saiknes ar dabu un vientulÄ«bu, ir svarÄ«gi atcerēties, ka tikai tehnoloÄ£ija un tehnoloÄ£ijas ir atbildÄ«gas par lielāko daļu mÅ«su atbrÄ«voÅ”anās no "dabiskajiem" neziņas, priekÅ”laicÄ«gas nāves cikliem (no kuriem var izvairÄ«ties) , vardarbÄ«ba, bads un zobu bojājums.

Kā?

Parunāsim par Starlink projekta biznesa modeli un arhitektūru.

Lai Starlink kļūtu par ienesÄ«gu uzņēmumu, lÄ«dzekļu ieplÅ«dei jāpārsniedz bÅ«vniecÄ«bas un ekspluatācijas izmaksas. Tradicionāli kapitālieguldÄ«jumi ir saistÄ«ti ar palielinātām sākuma izmaksām, izsmalcinātu specializētu finansÄ“Å”anas un apdroÅ”ināŔanas mehānismu izmantoÅ”anu un visu, lai palaistu satelÄ«tu. Ä¢eostacionārs sakaru satelÄ«ts var maksāt 500 miljonus ASV dolāru, un tā izveide un palaiÅ”ana var aizņemt piecus gadus. Tāpēc uzņēmumi Å”ajā jomā vienlaikus bÅ«vē reaktÄ«vo kuÄ£u vai konteinerkuÄ£us. MilzÄ«gi tēriņi, lÄ«dzekļu pieplÅ«dums, kas knapi sedz finansÄ“Å”anas izmaksas, un salÄ«dzinoÅ”i neliels darbÄ«bas budžets. Turpretim sākotnējā Iridium neveiksme bija tāda, ka Motorola piespieda operatoru maksāt slepkavas licences maksu, kas uzņēmumam bankrotēja tikai dažu mēneÅ”u laikā.

Lai vadÄ«tu Ŕādu biznesu, tradicionālajām satelÄ«tu kompānijām bija jāapkalpo privātie klienti un jāmaksā lieli datu pārraides ātrumi. Aviokompānijas, attālie priekÅ”posteņi, kuÄ£i, karadarbÄ«bas zonas un galvenās infrastruktÅ«ras vietas maksā apmēram 5 USD par MB, kas ir 1 reižu vairāk nekā tradicionālās ADSL izmaksas, neskatoties uz datu latentumu un salÄ«dzinoÅ”i zemo satelÄ«ta joslas platumu.

Starlink plāno konkurēt ar virszemes pakalpojumu sniedzējiem, kas nozīmē, ka tai būs jāpiegādā dati lētāk un ideālā gadījumā jāmaksā daudz mazāk nekā USD 1 par 1 MB. Vai tas ir iespējams? Vai arī, tā kā tas ir iespējams, jājautā: kā tas ir iespējams?

Pirmā jaunā ēdiena sastāvdaļa ir lēta palaiÅ”ana. Å odien Falcon pārdod 24 tonnas smagu palaiÅ”anu par aptuveni 60 miljoniem USD, kas ir USD 2500 par kg. Izrādās, ka tomēr ir daudz lielākas iekŔējās izmaksas. Starlink satelÄ«ti tiks palaisti ar atkārtoti lietojamām nesējraÄ·etēm, tāpēc vienas palaiÅ”anas robežizmaksas ir jauna otrā posma (kaut kur aptuveni 1 miljoni USD), apÅ”uvuma (4 miljons) un zemes atbalsta (~1 miljons) izmaksas. Kopā: aptuveni 1 tÅ«kstoÅ”i dolāru par satelÄ«tu, t.i. vairāk nekā 100 reižu lētāk nekā parastā sakaru satelÄ«ta palaiÅ”ana.

Tomēr lielākā daļa Starlink satelÄ«tu tiks palaisti uz Starship. PatieŔām, Starlink attÄ«stÄ«ba, kā liecina atjauninātie ziņojumi FCC, sniedz dažus ideja par to, kā tika Ä«stenota Starship ideja projekta iekŔējā arhitektÅ«ra. Kopējais satelÄ«tu skaits zvaigznājā pieauga no 1 lÄ«dz 584, pēc tam lÄ«dz 2 un visbeidzot lÄ«dz 825 7. Ja ticēt bruto kapitālieguldÄ«jumiem, tad Å”is rādÄ«tājs ir vēl lielāks. Minimālais satelÄ«tu skaits pirmajam attÄ«stÄ«bas posmam, lai projekts bÅ«tu dzÄ«votspējÄ«gs, ir 518 30 orbÄ«tās (kopā 000), savukārt pilnam pārklājumam 60 grādu robežās no ekvatora ir nepiecieÅ”amas 6 orbÄ«tas no 360 satelÄ«tiem (kopā 53). Tie ir 24 Falcon palaiÅ”anas gadÄ«jumi par aptuveni 60 miljoniem USD iekŔējiem izdevumiem. Savukārt Starship ir paredzēts palaist lÄ«dz pat 1440 satelÄ«tiem vienlaikus par aptuveni tādu paÅ”u cenu. Starlink satelÄ«ti ir jānomaina ik pēc 24 gadiem, tāpēc 150 satelÄ«tiem bÅ«tu nepiecieÅ”ami 400 Starship palaiÅ”anas gadÄ«jumi gadā. Tas maksās apmēram 5 miljonus gadā vai 6000 tÅ«kstoÅ”us par satelÄ«tu. Katrs Falcon satelÄ«ts sver 15 kg; uz Starship paceltie satelÄ«ti varētu svērt 100 kg un pārvadāt treÅ”o puÅ”u ierÄ«ces, bÅ«t nedaudz lielāki un tomēr nepārsniegt pieļaujamo slodzi.

Kādas ir satelÄ«tu izmaksas? Starp brāļiem Starlink satelÄ«ti ir nedaudz neparasti. Tie tiek montēti, uzglabāti un palaisti plakaniski, tāpēc tos ir ārkārtÄ«gi viegli ražot masveidā. Kā liecina pieredze, ražoÅ”anas izmaksām jābÅ«t aptuveni vienādām ar palaiÅ”anas iekārtas izmaksām. Ja cenu starpÄ«ba ir liela, tas nozÄ«mē, ka resursi netiek pareizi sadalÄ«ti, jo visaptveroÅ”ais robežizmaksu samazinājums, samazinot izmaksas, nav tik liels. Vai tieŔām tie ir 100 tÅ«kstoÅ”i dolāru par satelÄ«tu ar pirmo vairāku simtu partiju? Citiem vārdiem sakot, vai Starlink satelÄ«ts ierÄ«cē nav sarežģītāks par maŔīnu?

Lai pilnÄ«bā atbildētu uz Å”o jautājumu, jums ir jāsaprot, kāpēc orbÄ«tā sakaru satelÄ«ta izmaksas ir 1000 reižu lielākas, pat ja tas nav 1000 reižu sarežģītāks. VienkārÅ”i sakot, kāpēc kosmosa aparatÅ«ra ir tik dārga? Tam ir daudz iemeslu, bet pārliecinoŔākais Å”ajā gadÄ«jumā ir Ŕāds: ja satelÄ«ta palaiÅ”ana orbÄ«tā (pirms Falcon) izmaksā vairāk nekā 100 miljonus, tam ir jāgarantē, ka tas darbosies daudzus gadus - lai nogādātu vismaz kādu peļņa. Šādas uzticamÄ«bas nodroÅ”ināŔana pirmā un vienÄ«gā produkta darbÄ«bā ir sāpÄ«gs process un var ievilkties gadiem, prasot simtiem cilvēku pÅ«les. Pievienojiet tai izmaksas, un bÅ«s viegli attaisnot papildu procesus, kad to palaiÅ”ana jau ir dārga.

Starlink lauž Å”o paradigmu, izveidojot simtiem satelÄ«tu, ātri novērÅ”ot agrÄ«nās dizaina nepilnÄ«bas un piesaistot masveida ražoÅ”anas tehniÄ·us, lai pārvaldÄ«tu izmaksas. Man ir viegli personÄ«gi iedomāties Starlink cauruļvadu, kurā tehniÄ·is integrē dizainā kaut ko jaunu un visu nostiprina ar plastmasas saiti (protams, NASA lÄ«menÄ«) stundas vai divu laikā, saglabājot nepiecieÅ”amo nomaiņas ātrumu 16 satelÄ«ti dienā. Starlink satelÄ«ts sastāv no daudzām sarežģītām detaļām, taču es neredzu iemeslu, kāpēc izmaksas par tÅ«kstoÅ”daļu, kas nāk no montāžas lÄ«nijas, nevarētu samazināt lÄ«dz 20 tÅ«kstoÅ”iem. PatieŔām maijā Elons Twitter rakstÄ«ja, ka satelÄ«ta izgatavoÅ”ana jau ir zemāka par palaiÅ”anas izmaksām.

Ņemsim vidējo gadÄ«jumu un analizēsim atmaksāŔanās laiku, noapaļojot skaitļus. Viens Starlink satelÄ«ts, kura montāža un palaiÅ”ana maksā 100 5, darbojas jau XNUMX gadus. Vai tas atmaksāsies, un ja tā, tad cik drÄ«z?

5 gadu laikā Starlink satelÄ«ts apriņķos ap Zemi 30 000 reižu. Katrā no Ŕīm pusotras stundas orbÄ«tām viņŔ lielāko daļu laika pavadÄ«s virs okeāna un, iespējams, 100 sekundes virs blÄ«vi apdzÄ«votas pilsētas. Å ajā Ä«sajā logā viņŔ pārraida datus, steidzoties nopelnÄ«t naudu. Pieņemot, ka antena atbalsta 100 starus un katrs stars pārraida 100 Mb/s, izmantojot modernu kodējumu, piemēram, 4096QAM, tad satelÄ«ts Ä£enerē 1000 USD peļņu uz vienu orbÄ«tu ā€” par abonÄ“Å”anas cenu 1 USD par 1 GB. Tas ir pietiekami, lai nedēļas laikā atmaksātu 100 29 USD izvietoÅ”anas izmaksas, un tas ievērojami vienkārÅ”o kapitāla struktÅ«ru. AtlikuÅ”ie 900 XNUMX apgriezieni ir peļņa mÄ«nus fiksētās izmaksas.

Aprēķinātie skaitļi var ievērojami atŔķirties abos virzienos. Bet jebkurā gadÄ«jumā, ja jÅ«s varat novietot kvalitatÄ«vu satelÄ«tu konstelāciju zemā orbÄ«tā par 100 000 - vai pat par 1 miljonu / vienÄ«ba - tas ir nopietns pielietojums. Pat ar smieklÄ«gi Ä«su lietoÅ”anas laiku Starlink satelÄ«ts spēj piegādāt 30 Pb datu visā tā kalpoÅ”anas laikā ā€” par amortizētajām izmaksām USD 0,003 par GB. Tajā paŔā laikā, pārraidot lielākos attālumos, robežizmaksas praktiski nepalielinās.

Lai saprastu Ŕī modeļa nozÄ«mi, ātri salÄ«dzināsim to ar diviem citiem modeļiem datu piegādei patērētājiem: tradicionālo optiskās Ŕķiedras kabeli un satelÄ«tu konstelāciju, ko piedāvā uzņēmums, kas nav specializējies satelÄ«tu palaiÅ”anā.

SEA-WE-ME - liels zemÅ«dens interneta kabelis2005. gadā tika nodots ekspluatācijā, kas savieno Franciju un SingapÅ«ru. Joslas platums - 1,28 Tb / s., IzvērÅ”anas izmaksas - 500 miljoni USD. Ja tas darbojas ar 10% jaudu 100 gadus un pieskaitāmās izmaksas ir 100% no kapitāla izmaksām, pārsÅ«tÄ«Å”anas cena bÅ«s 0,02 USD par 1 GB. Transatlantiskie kabeļi ir Ä«sāki un nedaudz lētāki, taču zemÅ«dens kabelis ir tikai viena vienÄ«ba garajā cilvēku rindā, kas vēlas naudu par datu pārsÅ«tÄ«Å”anu. Starlink vidējais novērtējums ir 8 reizes lētāks, un tajā paŔā laikā viņiem ir "viss iekļauts".

Kā tas ir iespējams? Starlink satelÄ«ts ietver visas sarežģītās elektroniskās komutācijas lietas, kas nepiecieÅ”amas optisko Ŕķiedru kabeļu savienoÅ”anai, tikai datu pārraidei tas izmanto vakuumu, nevis dārgu un trauslu vadu. Kosmosa pārraide samazina mājÄ«gu un novecojuÅ”u monopolu skaitu, ļaujot lietotājiem sazināties, izmantojot vēl mazāku aparatÅ«ru.

SalÄ«dzināms ar konkurējoÅ”o satelÄ«tu izstrādātāju OneWeb. OneWeb plāno izveidot 600 satelÄ«tu konstelāciju, ko tas palaist ar komerciālu pārdevēju starpniecÄ«bu par cenu aptuveni 20 000 USD par 1 kg. Viena satelÄ«ta svars ir 150 kg, t.i., ideālā scenārijā vienas vienÄ«bas palaiÅ”ana bÅ«s aptuveni 3 milj.SatelÄ«ta aparatÅ«ras izmaksas tiek lēstas 1 miljons uz vienu satelÄ«tu, t.i. lÄ«dz 2027. gadam visas grupas izmaksas bÅ«s 2,6 miljardi. OneWeb veiktie testi parādÄ«ja caurlaidspēju 50 Mb / s. maksimumā, ideālā gadÄ«jumā katram no 16 stariem. Pēc tās paÅ”as shēmas, pēc kuras mēs aprēķinājām Starlink izmaksas, mēs iegÅ«stam: katrs OneWeb satelÄ«ts Ä£enerē USD 80 par orbÄ«tu, un tikai 5 gados tas ienesÄ«s USD 2,4 miljonus, kas tik tikko nosedz palaiÅ”anas izmaksas, ja rēķinām arÄ« datu pārraidi uz attālo. reÄ£ioni . Kopā mēs saņemam 1,70 USD par 1 GB.

To nesen citēja Gvina Å otvela Starlink ir 17 reizes lētāks un ātrāks nekā OneWeb, kas nozÄ«mē konkurētspējÄ«gu cenu 0,10 USD par GB. Un tas ir ar sākotnējo Starlink konfigurāciju: ar mazāk optimizētu ražoÅ”anu, Falcon palaiÅ”anu un datu pārsÅ«tÄ«Å”anas ierobežojumiem - un tikai ar pārklājumu ASV ziemeļos. Izrādās, ka SpaceX ir nenoliedzama priekÅ”rocÄ«ba: Å”odien viņi var palaist daudz piemērotāku satelÄ«tu par cenu (par vienÄ«bu) 1 reizes zemāku nekā konkurentiem. Starship palielinās pārsvaru par 15, ja ne vairāk, tāpēc nav grÅ«ti iedomāties, ka SpaceX lÄ«dz 100. gadam varētu palaist 2027 30 satelÄ«tu par mazāk nekā vienu miljardu dolāru, no kuriem lielāko daļu nodroÅ”inās no sava maka.

Esmu pārliecināts, ka ir daudz optimistiskākas analÄ«zes par OneWeb un citiem topoÅ”ajiem konstelācijas izstrādātājiem, taču es vēl nezinu, kā tie darbojas.

Nesen Morgan Stanley aprēķinātska Starlink satelÄ«tu montāža maksās 1 miljonu un palaiÅ”ana 830 tÅ«kstoÅ”us. Gvins Å otvels atbildēja: viņŔ paņēma tik ooooooooooooooooooooooooooooo ooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooo grÅ«ti. Interesanti, ka skaitļi ir lÄ«dzÄ«gi mÅ«su aprēķiniem par OneWeb izdevumiem un aptuveni 10 reizes pārsniedz sākotnējo Starlink aplēsi. Starship izmantoÅ”ana un komerciāla satelÄ«tu ražoÅ”ana varētu samazināt satelÄ«tu izvietoÅ”anas izmaksas lÄ«dz aptuveni 35 XNUMX par vienÄ«bu. Un tas ir pārsteidzoÅ”i zems rādÄ«tājs.

Atliek pēdējais punkts - salīdzināt Starlink saražoto peļņu uz 1 W saules enerģijas. Saskaņā ar fotogrāfijām viņu vietnē, katra satelīta saules masīvs ir aptuveni 60 kv.m. vidēji ģenerē aptuveni 3 kW vai 4,5 kWh vienā apgriezienā. Tiek lēsts, ka katra orbīta radīs 1000 USD, un katrs satelīts radīs aptuveni 220 USD par kWh. Tas ir 10 000 reižu vairāk nekā saules enerģijas vairumtirdzniecības izmaksas, kas vēlreiz apliecina: saules enerģijas ieguve kosmosā ir bezcerīgs uzņēmums. Un mikroviļņu modulācija datu pārraidei ir pārmērīgas papildu izmaksas.

Arhitektūra

IepriekŔējā sadaļā es diezgan aptuveni iepazÄ«stināju ar nenozÄ«mÄ«gu Starlink arhitektÅ«ras daļu - kā tā darbojas ar ļoti nevienmērÄ«gu planētas iedzÄ«votāju blÄ«vumu. Starlink satelÄ«ts izstaro fokusētus starus, kas veido plankumus uz planētas virsmas. Uz vietas esoÅ”ajiem abonentiem ir viens joslas platums. Punkta izmērus nosaka fundamentālā fizika: sākotnēji tā platums ir (satelÄ«ta augstums x mikroviļņu garums / antenas diametrs), kas Starlink satelÄ«tam labākajā gadÄ«jumā ir pāris kilometri.

Lielākajā daļā pilsētu iedzÄ«votāju blÄ«vums ir aptuveni 1000 cilvēku/kv.km, lai gan dažviet tas ir lielāks. Dažos Tokijas vai Manhetenas apgabalos vienā vietā var bÅ«t vairāk nekā 100 000 cilvēku. Par laimi, jebkurā tik blÄ«vi apdzÄ«votā pilsētā ir konkurētspējÄ«gs vietējais platjoslas interneta tirgus, nemaz nerunājot par augsti attÄ«stÄ«tu mobilo tālruņu tÄ«klu. Bet lai kā arÄ« bÅ«tu, ja jebkurā brÄ«dÄ« virs pilsētas atrodas daudz vienas zvaigznājas satelÄ«tu, caurlaidspēju var palielināt, telpiski dažādojot antenas, kā arÄ« sadalot frekvences. Citiem vārdiem sakot, desmitiem satelÄ«tu var fokusēt visspēcÄ«gāko staru vienā punktā, un lietotāji Å”ajā reÄ£ionā izmantos zemes termināļus, kas sadalÄ«s pieprasÄ«jumu starp satelÄ«tiem.

Ja sākotnēji piemērotākais tirgus pakalpojumu pārdoÅ”anai ir attāli, lauku vai piepilsētas rajoni, tad lÄ«dzekļi turpmākai darbÄ«bas uzsākÅ”anai tiks nodroÅ”ināti no labākiem pakalpojumiem tieÅ”i blÄ«vi apdzÄ«votām pilsētām. Scenārijs ir tieÅ”i pretējs standarta tirgus paplaÅ”ināŔanās modelim, kurā konkurētspējÄ«gi uz pilsētu orientēti pakalpojumi neizbēgami cieÅ” no peļņas samazināŔanās, mēģinot paplaÅ”ināties nabadzÄ«gākos un mazāk apdzÄ«votos apgabalos.

Pirms dažiem gadiem, kad es veicu matemātiku, Ŕī bija labākā iedzīvotāju blīvuma karte.

Starlink ir liels darījums

Es paņēmu datus no Ŕī attēla un apkopoju 3 diagrammas zemāk. Pirmais parāda zemes platÄ«bas biežumu pēc iedzÄ«votāju blÄ«vuma. Interesantākais ir tas, ka lielākā daļa Zemes nav apdzÄ«vota, savukārt praktiski nevienā reÄ£ionā nav vairāk par 100 cilvēkiem uz kmXNUMX.

Starlink ir liels darījums

Otrais grafiks parāda cilvēku biežumu pēc iedzÄ«votāju blÄ«vuma. Un, lai gan lielākā daļa planētas ir neapdzÄ«vota, lielākā daļa cilvēku dzÄ«vo apgabalos, kur ir 100-1000 cilvēku uz kvadrātkilometru. Å Ä« pÄ«Ä·a paplaÅ”inātais raksturs (par lielumu lielāks) atspoguļo bimodalitāti urbanizācijas modeļos. 100 cilvēki/kv.km. - Ŕī ir salÄ«dzinoÅ”i mazapdzÄ«vota lauku teritorija, savukārt rādÄ«tājs 1000 cilv./kv.km. raksturÄ«gs priekÅ”pilsētām. Pilsētu centros viegli uzrāda 10 000 cilvēku/kv.km, bet Manhetenā iedzÄ«votāju skaits ir 25 000 cilvēku/kv.km.

Starlink ir liels darījums

TreÅ”ais grafiks parāda iedzÄ«votāju blÄ«vumu pēc platuma grādiem. Redzams, ka gandrÄ«z visi cilvēki koncentrējas diapazonā no 20-40 grādiem ziemeļu platuma. Tātad kopumā tas ir attÄ«stÄ«jies Ä£eogrāfiski un vēsturiski, jo lielu daļu dienvidu puslodes aizņem okeāns. Tomēr Å”is iedzÄ«votāju blÄ«vums ir biedējoÅ”s izaicinājums grupas arhitektiem, kā satelÄ«ti abās puslodēs pavada vienādu laiku. Turklāt satelÄ«ts, kas riņķo ap Zemi, piemēram, 50 grādu leņķī, pavadÄ«s vairāk laika tuvāk norādÄ«tajām platuma robežām. Tāpēc Starlink ir vajadzÄ«gas tikai 6 orbÄ«tas, lai apkalpotu ASV ziemeļus, bet 24, lai nosegtu ekvatoru.

Starlink ir liels darījums

PatieŔām, ja mēs apvienojam iedzÄ«votāju blÄ«vuma grafiku ar satelÄ«ta zvaigznāju blÄ«vuma grafiku, orbÄ«tu izvēle kļūst acÄ«mredzama. Katra joslu diagramma attēlo vienu no četriem SpaceX ziņojumiem FCC. Man personÄ«gi Ŕķiet, ka katrs jauns ziņojums ir kā papildinājums iepriekŔējam, taču jebkurā gadÄ«jumā nav grÅ«ti redzēt, kā papildu satelÄ«ti palielina jaudu pār attiecÄ«gajiem reÄ£ioniem ziemeļu puslodē. Turpretim virs dienvidu puslodes paliek iespaidÄ«gs neizmantots joslas platums ā€“ priecājieties, dārgā Austrālija!

Starlink ir liels darījums

Kas notiek ar lietotāja datiem, kad tie sasniedz satelÄ«tu? Sākotnējā versijā Starlink satelÄ«ts tos nekavējoties nosÅ«tÄ«ja atpakaļ uz Ä«paÅ”u zemes staciju netālu no apkalpoÅ”anas zonām. Å o konfigurāciju sauc par "tieÅ”o releju". Nākotnē Starlink satelÄ«ti varēs sazināties savā starpā, izmantojot lāzeru. Datu apmaiņas maksimums bÅ«s pār blÄ«vi apdzÄ«votām pilsētām, bet datus var izplatÄ«t lāzeru tÄ«klā divās dimensijās. Praksē tas nozÄ«mē, ka satelÄ«tu tÄ«klā ir milzÄ«ga iespēja slēptam atpakaļceļam, tas ir, lietotāja datus var "atkārtoti pārsÅ«tÄ«t uz Zemi" jebkurā piemērotā vietā. Praksē man Ŕķiet, ka SpaceX zemes stacijas tiks apvienotas ar satiksmes apmaiņas mezgli ārpus pilsētām.

Izrādās, ka sakari no satelÄ«ta uz satelÄ«tu nav mazsvarÄ«gs uzdevums, ja satelÄ«ti nepārvietojas kopā. Jaunākie ziņojumi FCC ziņo par 11 atŔķirÄ«gām satelÄ«tu orbitālajām grupām. Noteiktas grupas ietvaros satelÄ«ti pārvietojas vienā augstumā, vienā slÄ«pumā, ar tādu paÅ”u ekscentriskumu, kas nozÄ«mē, ka lāzeri var salÄ«dzinoÅ”i viegli atrast satelÄ«tus tieŔā tuvumā. Taču tuvoÅ”anās ātrumu starp grupām mēra kilometros sekundē, tāpēc saziņai starp grupām, ja iespējams, jānotiek, izmantojot Ä«sas, ātri vadāmas mikroviļņu saites.

Orbitālo grupu topoloÄ£ija ir kā gaismas viļņu daļiņu teorija, un tā Ä«sti neattiecas uz mÅ«su piemēru, taču es domāju, ka tā ir lieliska, tāpēc es to iekļāvu rakstā. Ja jÅ«s neinteresē Ŕī sadaļa, pārejiet tieÅ”i uz "Fundamentālās fizikas ierobežojumi".

Torus jeb virtulis ir matemātisks objekts, ko nosaka divi rādiusi. Uz tora virsmas ir diezgan vienkārÅ”i uzzÄ«mēt apļus: paralēli vai perpendikulāri tā formai. Jums var bÅ«t interesanti atklāt, ka ir divas citas apļu grupas, kuras var uzzÄ«mēt uz tora virsmas, un abas iet caur caurumu tā centrā un ap kontÅ«ru. Å is ir tā sauktais. "Vallarso apļi", un es izmantoju Å”o dizainu, kad 2015. gadā izstrādāju toroidu Burning Man Tesla Coil.

Un, lai gan satelÄ«tu orbÄ«tas, stingri ņemot, ir elipses, nevis apļi, tāda pati konstrukcija attiecas uz Starlink. 4500 satelÄ«tu konstelācija vairākās orbitālajās plaknēs, kas atrodas vienā leņķī, veido nepārtraukti kustÄ«gu slāni virs Zemes virsmas. Uz ziemeļiem vērsts slānis virs noteiktā platuma punkta apgriežas un virzās atpakaļ uz dienvidiem. Lai izvairÄ«tos no sadursmēm, orbÄ«tas bÅ«s nedaudz izstieptas, tā ka ziemeļu virzienā kustÄ«gais slānis bÅ«s vairākus kilometrus augstāks (vai zemāks) nekā tas, kas virzās uz dienvidiem. Abi Å”ie slāņi kopā veido izpÅ«stas formas toru, kā parādÄ«ts tālāk ļoti pārspÄ«lētajā diagrammā.

Starlink ir liels darījums

AtgādināŔu, ka Å”ajā torā sakari notiek starp blakus esoÅ”ajiem satelÄ«tiem. VispārÄ«gi runājot, starp satelÄ«tiem dažādos slāņos nav tieÅ”u un ilgtermiņa savienojumu, jo lāzera vadÄ«bas konverÄ£ences rādÄ«tāji ir pārāk augsti. Datu pārraides trajektorija starp slāņiem savukārt iet virs vai zem tora.

Kopumā 30 000 satelÄ«tu atradÄ«sies 11 ligzdotajos tori tālu aiz ISS orbÄ«tas! Å Ä« diagramma parāda, kā visi Å”ie slāņi ir iepakoti, bez pārspÄ«lētas ekscentriskuma.

Starlink ir liels darījums

Starlink ir liels darījums

Un visbeidzot, jums vajadzētu padomāt par optimālo lidojuma augstumu. Pastāv dilemma: zems augstums, kas nodroÅ”ina lielāku caurlaidÄ«bu ar mazāku staru kūļa izmēru, vai liels augstums, kas ļauj aptvert visu planētu ar mazāku satelÄ«tu skaitu? Laika gaitā ziņojumos FCC no SpaceX ir runāts par arvien zemākiem augstumiem, jo ā€‹ā€‹Starship uzlabojas, lai nodroÅ”inātu lielāku lielāku zvaigznāju izvietoÅ”anu.

Zemam augstumam ir arÄ« citas priekÅ”rocÄ«bas, tostarp samazināts kosmosa atlÅ«zu trieciena risks vai aprÄ«kojuma atteices negatÄ«vās sekas. Paaugstinātās atmosfēras pretestÄ«bas dēļ zemākie Starlink satelÄ«ti (330 km) izdegs dažu nedēļu laikā pēc attieksmes kontroles zaudÄ“Å”anas. PatieŔām, 300 km ir augstums, kurā satelÄ«ti gandrÄ«z nekad nelido, un augstuma uzturÄ“Å”anai bÅ«s nepiecieÅ”ams iebÅ«vēts Krypton elektriskais raÄ·eÅ”u dzinējs, kā arÄ« racionalizēts dizains. Teorētiski satelÄ«ts ar diezgan smailu formu, ko darbina elektriskais raÄ·eÅ”u dzinējs, var noturēt stabilu 160 km augstumu, taču diez vai SpaceX izdosies palaist satelÄ«tus tik zemu, jo ir vēl daži triki, lai palielinātu caurlaidspēju.

Fundamentālās fizikas ierobežojumi

Å Ä·iet maz ticams, ka satelÄ«tu izvietoÅ”anas cenas kādreiz pazemināsies zem 35 80 USD, pat ja ražoÅ”ana ir progresÄ«va un pilnÄ«bā automatizēta, un Starship kuÄ£i ir pilnÄ«bā atkārtoti lietojami, un vēl nav pilnÄ«bā zināms, kādus ierobežojumus fizika uzliks satelÄ«tam. IepriekÅ” minētajā analÄ«zē tiek pieņemts, ka maksimālā caurlaidspēja ir 100 Gb/s. (ja noapaļo lÄ«dz 100 stariem, no kuriem katrs spēj pārraidÄ«t XNUMX Mb / s).

Kanāla joslas platuma ierobežojums ir iestatÄ«ts uz Å enona-Hārtlija teorēma un ir norādÄ«ts joslas platuma statistikā (1+SNR). Joslas platums bieži ir ierobežots pieejamais spektrs, savukārt SNR ir pieejamā satelÄ«ta enerÄ£ija, fona troksnis un kanāla traucējumi, ko izraisa antenas nepilnÄ«bas. Vēl viens ievērojams Ŕķērslis ir apstrādes ātrums. Jaunākās Xilinx Ultrascale+ FPGA ir GTM sērijas caurlaidspēja lÄ«dz 58 Gb/s., kas ir labi, ņemot vērā paÅ”reizējos joslas platuma ierobežojumus, neizstrādājot pielāgotus ASIC. Bet pat tad 58 Gb/s. bÅ«s nepiecieÅ”ams iespaidÄ«gs frekvenču sadalÄ«jums, visticamāk, Ka joslā vai V joslā. V (40ā€“75 GHz) cikli ir pieejamāki, taču atmosfēra to vairāk absorbē, Ä«paÅ”i vietās ar augstu mitruma lÄ«meni.

Vai 100 stari ir praktiski? Å ai problēmai ir divi aspekti: staru kūļa platums un fāzēta masÄ«va elementa blÄ«vums. Stara platumu nosaka viļņa garums, kas dalÄ«ts ar antenas diametru. Digitālā fāzētā bloka antena joprojām ir specializēta tehnoloÄ£ija, bet maksimālos izmantojamos izmērus nosaka platums reflow krāsnis (apm. 1m), un radiofrekvenču sakaru izmantoÅ”ana ir dārgāka. Viļņa platums Ka joslā ir aptuveni 1 cm, savukārt staru kūļa platumam jābÅ«t 0,01 radiānam - ar spektra platumu 50% no amplitÅ«das. Pieņemot, ka staru kūļa leņķis ir 1 steradiāns (lÄ«dzÄ«gi 50 mm kameras objektÄ«va pārklājumam), tad Å”ajā zonā pietiktu ar 2500 atseviŔķiem stariem. Linearitāte nozÄ«mē, ka 2500 stariem bÅ«tu nepiecieÅ”ami vismaz 2500 antenas elementi masÄ«vā, kas principā ir iespējams, lai gan grÅ«ti. Un tas viss kļūs ļoti karsts!

Kopā 2500 kanālu, no kuriem katrs atbalsta 58 Gb / s, ir milzÄ«gs informācijas apjoms - ja aptuveni, tad 145 Tb / s. SalÄ«dzinājumam visa interneta trafika 2020. gadā sagaidāms vidēji 640 Tb/s. Labas ziņas tiem, kurus uztrauc satelÄ«tinterneta bÅ«tiski mazais joslas platums. Ja lÄ«dz 30. gadam darbosies 000 2026 satelÄ«tu konstelācija, globālā interneta trafiks, iespējams, sasniegs 800 Tb/s. Ja pusi no tā jebkurā laikā nodroÅ”ina aptuveni 500 satelÄ«ti blÄ«vi apdzÄ«votās vietās, tad maksimālā caurlaidspēja uz vienu satelÄ«tu ir aptuveni 800 Gb/s, kas ir 10 reizes lielāka nekā mÅ«su sākotnējais bāzes lÄ«nijas novērtējums, t.i., finanÅ”u ieplÅ«de potenciāli pieaugs 10 reizes.

SatelÄ«tam 330 km orbÄ«tā 0,01 radiāna stars aptver 10 kvadrātkilometru platÄ«bu. ÄŖpaÅ”i blÄ«vi apdzÄ«votās vietās, piemēram, Manhetenā, Å”ajā apgabalā dzÄ«vo lÄ«dz 300 000 cilvēku. Ko darÄ«t, ja viņi visi apsēstos, lai skatÄ«tos Netflix (7 Mb/s HD kvalitātē) vienlaikus? Kopējais datu pieprasÄ«jums bÅ«s 2000 GB/s, kas ir aptuveni 35 reizes lielāks par paÅ”reizējo stingro ierobežojumu, ko nosaka seriālās izejas FPGA. No Ŕīs situācijas ir divas izejas, no kurām tikai viena ir fiziski iespējama.

Pirmais ir vairāk satelÄ«tu nosÅ«tÄ«Å”ana orbÄ«tā, lai jebkurā brÄ«dÄ« vairāk nekā 35 gabali karātos virs apgabaliem, kuros ir palielināts pieprasÄ«jums. Ja atkal ņemam 1 steradiānu saprātÄ«gam adresējamam debess laukumam un vidējam orbÄ«tas augstumam 400 km, mēs iegÅ«stam zvaigznāju blÄ«vumu 0,0002/kvkm jeb kopā 100 000 - ja tie ir vienmērÄ«gi sadalÄ«ti pa visu virsmu. no zemeslodes. Atgādiniet, ka SpaceX izvēlētās orbÄ«tas ievērojami palielina pārklājumu blÄ«vi apdzÄ«votās vietās 20ā€“40 grādu ziemeļu platuma grādos, un tagad 30 000 satelÄ«tu skaits Ŕķiet maÄ£isks.

Otrā ideja ir daudz forŔāka, bet diemžēl nerealizējama. Atcerieties, ka staru kūļa platumu nosaka fāzētās antenas bloka platums. Ko darÄ«t, ja daudzi masÄ«vi uz vairākiem satelÄ«tiem apvieno spēkus, radot Å”aurāku staru - tāpat kā radioteleskopi, piemēram, vienādi VLA (ļoti liela antenu sistēma)? Å Ä« metode ir saistÄ«ta ar vienu sarežģījumu: bāze starp satelÄ«tiem bÅ«s rÅ«pÄ«gi jāaprēķina - ar precizitāti lÄ«dz milimetram -, lai stabilizētu staru kūļa fāzi. Un pat ja tas bÅ«tu iespējams, iegÅ«tais stars diez vai saturētu sānu lāpstiņas, jo debesÄ«s ir mazs satelÄ«tu zvaigznāja blÄ«vums. Uz zemes staru kūļa platums samazinātos lÄ«dz dažiem milimetriem (pietiekami, lai izsekotu mobilā tālruņa antenu), taču vājas starpposma nulles dēļ to bÅ«tu miljoniem. Paldies atŔķaidÄ«tā antenu masÄ«va lāsts.

Izrādās, ka kanālu atdalÄ«Å”ana ar leņķa atdalÄ«Å”anu ā€” jo satelÄ«ti ir izvietoti debesÄ«s ā€” nodroÅ”ina atbilstoÅ”us caurlaidspējas uzlabojumus, nepārkāpjot fizikas likumus.

iesniegums

Kas ir Starlink klienta profils? Pēc noklusējuma tie ir simtiem miljonu lietotāju, kuriem uz jumtiem ir picas kastes izmēra antenas, taču ir arī citi lielu ienākumu avoti.

Attālos un lauku apvidos zemes stacijām nav vajadzÄ«gas fāzētu bloku antenas, lai palielinātu staru kūļa platumu, tāpēc var izmantot mazāku lietotāju aprÄ«kojumu, sākot no IoT lÄ«dzekļu izsekotājiem lÄ«dz kabatas satelÄ«ttālruņiem, avārijas bākugunÄ«m vai zinātniskiem dzÄ«vnieku izsekoÅ”anas instrumentiem.

BlÄ«vās pilsētas vidēs Starlink nodroÅ”inās primāro un rezerves atvilces marÅ”rutÄ“Å”anu mobilajam tÄ«klam. Katra Ŕūnu torņa augÅ”pusē varētu bÅ«t augstas veiktspējas zemes stacija, bet pastiprināŔanai un pārraidei pēdējās jÅ«dzes laikā izmantojiet zemes baroÅ”anas avotus.

Visbeidzot, pat pārpildÄ«tās vietās sākotnējās izlaiÅ”anas laikā ir iespēja izmantot zemas orbÄ«tas satelÄ«tus ar ārkārtÄ«gi minimālu aizkavi. PaÅ”i finanÅ”u uzņēmumi ieliek jÅ«su rokās lielu naudu ā€“ tikai nedaudz ātrāk, lai iegÅ«tu svarÄ«gus datus no visas pasaules. Un, lai gan datiem caur Starlink bÅ«s garāks ceļŔ nekā parasti - caur kosmosu, gaismas izplatÄ«Å”anās ātrums vakuumā ir par 50% lielāks nekā kvarca stiklā, un tas vairāk nekā maksā atŔķirÄ«bu, pārraidot lielākos attālumos.

Negatīvās sekas

Pēdējā sadaļa ir veltÄ«ta negatÄ«vajām sekām. Raksta mērÄ·is ir atbrÄ«vot jÅ«s no maldÄ«giem priekÅ”statiem par projektu, un strÄ«du iespējamās negatÄ«vās sekas izraisa visvairāk. SniegÅ”u informāciju, atturoties no liekām interpretācijām. Es joprojām neesmu gaiÅ”reÄ£is, un man nav arÄ« iekŔējās informācijas no SpaceX.

Manuprāt, visnopietnākās sekas ir palielināta piekļuve internetam. Pat manā dzimtajā pilsētā Pasadenā, rosÄ«gā un tehnoloÄ£ijām bagātā pilsētā ar vairāk nekā miljonu iedzÄ«votāju, kurā atrodas vairākas observatorijas, pasaules lÄ«meņa universitāte un NASA lielākā iestāde, interneta pakalpojumu izvēle ir ierobežota. Visā ASV un pārējā pasaulē internets ir kļuvis par komunālo pakalpojumu, kas meklē nomas pakalpojumu, un interneta pakalpojumu sniedzēji tikai izspiež savus 50 miljonus USD mēnesÄ« mājÄ«gā, nekonkurētspējÄ«gā vidē. Iespējams, jebkurÅ” dzÄ«vokļiem un dzÄ«vojamām ēkām sniegts pakalpojums ir komunālais dzÄ«voklis, taču interneta pakalpojumu kvalitāte ir zemāka par Å«deni, elektrÄ«bu vai gāzi.

Problēma ar status quo ir tā, ka atŔķirÄ«bā no Å«dens, elektrÄ«bas vai gāzes internets joprojām ir jauns un strauji attÄ«stās. Mēs pastāvÄ«gi atrodam tam jaunus lietojumus. Revolucionārākais joprojām nav atklāts, taču paketes plāni apslāpē konkurenci un inovācijas. Miljardiem cilvēku ir atstāti aiz muguras digitālā revolÅ«cija dzimÅ”anas apstākļu dēļ vai tāpēc, ka viņu valsts atrodas pārāk tālu no galvenā zemÅ«dens kabeļa. PlaÅ”os planētas reÄ£ionos internetu joprojām nodroÅ”ina Ä£eostacionāri satelÄ«ti par izspiedējcenām.

Savukārt Starlink, nepārtraukti izplatot internetu no debesÄ«m, pārkāpj Å”o modeli. Es vēl nezinu nevienu citu labāku veidu, kā savienot miljardus cilvēku ar internetu. SpaceX ir labi ceļā uz ISP un potenciāli interneta uzņēmumu, kas konkurē ar Google un Facebook. Varu derēt, ka tu par to neesi domājis.

Nav skaidrs, ka satelÄ«ta internets ir labākais risinājums. SpaceX un tikai SpaceX spēj ātri izveidot plaÅ”u satelÄ«tu konstelāciju, kas vien ir nogalinājusi desmit gadus, lai izjauktu valdÄ«bas un militāro monopolu kosmosa kuÄ£u palaiÅ”anā. Pat ja Iridium pārdotu mobilos tālruņus desmitkārtÄ«gi, tas joprojām nesasniegtu plaÅ”u ievieÅ”anu, izmantojot tradicionālos palaiÅ”anas paliktņus. Bez SpaceX un tā unikālā biznesa modeļa pastāv liela iespēja, ka globālais satelÄ«tu internets vienkārÅ”i nekad nenotiks.

Otrs lielais trieciens bÅ«s astronomijai. Pēc pirmo 60 Starlink satelÄ«tu palaiÅ”anas starptautiskās astronomijas aprindās izskanēja kritikas vilnis, sakot, ka vairākkārt palielinātais satelÄ«tu skaits bloķēs to piekļuvi nakts debesÄ«m. Ir teiciens: astronomu vidÅ« tas ir forŔāks, kam ir lielāks teleskops. Bez pārspÄ«lējumiem astronomijas nodarbÄ«bas mÅ«sdienu laikmetā ir ārkārtÄ«gi grÅ«ts uzdevums, kas atgādina nepārtrauktu cīņu par analÄ«zes kvalitātes uzlaboÅ”anu pieaugoŔā gaismas piesārņojuma un citu trokŔņa avotu fona apstākļos.

Pēdējais, kas vajadzÄ«gs astronomam, ir tÅ«kstoÅ”iem spilgtu satelÄ«tu, kas mirgo teleskopa fokusā. PatieŔām, sākotnējais irÄ«dija zvaigznājs bija bēdÄ«gi slavens ar to, ka tas "ziedēja", pateicoties lieliem paneļiem, kas atstaro saules gaismu nelielās Zemes vietās. GadÄ«jās, ka tie sasniedza ceturtdaļas Mēness spilgtumu un dažkārt pat nejauÅ”i sabojāja jutÄ«gos astronomiskos sensorus. ArÄ« bailes, ka Starlink iebruks radioastronomijā izmantotajās radiojoslās, nav nepamatotas.

Ja lejupielādējat satelÄ«tu izsekoÅ”anas lietojumprogrammu, skaidrā vakarā debesÄ«s var redzēt desmitiem satelÄ«tu. SatelÄ«ti ir redzami pēc saulrieta un pirms rÄ«tausmas, bet tikai tad, kad tos apgaismo saules stari. Vēlāk, naktÄ«, satelÄ«ti ir neredzami Zemes ēnā. SÄ«ki, ārkārtÄ«gi tālu, viņi pārvietojas ļoti ātri. Pastāv iespēja, ka tie aizsegs tālu zvaigzni mazāk nekā uz milisekundi, taču es domāju, ka pat tās noteikÅ”ana ir vēl viens hemoroÄ«ds.

SpēcÄ«gās bažas par debesu uzliesmojumu radās fakts, ka pirmās palaiÅ”anas satelÄ«tu slānis bija ierindots tuvu Zemes terminatoram, t.i. nakti no nakts Eiropa ā€” un tā bija vasara ā€” vēroja episko satelÄ«tu attēlu, kas vakara krēslā lidoja debesÄ«s. Turklāt simulācijas, kuru pamatā ir FCC ziņojumi, ir parādÄ«juÅ”i, ka satelÄ«ti 1150 km orbÄ«tā bÅ«s redzami pat pēc astronomiskās krēslas. Kopumā krēsla iziet trÄ«s posmus: civilo, jÅ«ras un astronomisko, t.i. kad saule ir attiecÄ«gi 6, 12 un 18 grādus zem horizonta. Astronomiskās krēslas beigās saules stari atrodas aptuveni 650 km attālumā no virsmas zenÄ«tā, krietni ārpus atmosfēras un lielākās daļas zemās Zemes orbÄ«tas. Pamatojoties uz datiem no Starlink vietne, Es uzskatu, ka visi satelÄ«ti tiks novietoti augstumā zem 600 km. Å ajā gadÄ«jumā tos var redzēt krēslas stundā, bet ne pēc nakts iestāŔanās, kas ievērojami samazinās iespējamās sekas astronomijā.

TreŔā problēma ir gruveÅ”i orbÄ«tā. IN iepriekŔējā ziņa Es norādÄ«ju, ka satelÄ«ti un gruveÅ”i, kas ir zemāki par 600 km, dažu gadu laikā atkāpsies no orbÄ«tas atmosfēras pretestÄ«bas dēļ, ievērojami samazinot Keslera sindroma iespējamÄ«bu. SpaceX jaucas ar netÄ«rumiem, it kā viņiem nebÅ«tu vienalga par kosmosa atkritumiem. Å eit es aplÅ«koju Starlink ievieÅ”anas detaļas, un man ir grÅ«ti iedomāties labāku veidu, kā samazināt gružu daudzumu orbÄ«tā.

SatelÄ«ti tiek palaisti 350 km augstumā, pēc tam ar iebÅ«vētiem dzinējiem izlido paredzētajā orbÄ«tā. JebkurÅ” satelÄ«ts, kas mirst palaiÅ”anas laikā, pēc dažām nedēļām izstāsies no orbÄ«tas un nekur citur negriezÄ«sies tÅ«kstoÅ”iem gadu. Å is izvietojums stratēģiski ietver bezmaksas ieejas pārbaudi. Turklāt Starlink satelÄ«ti ir plakanā Ŕķērsgriezumā, kas nozÄ«mē, ka, zaudējot augstuma kontroli, tie nonāk blÄ«vajos atmosfēras slāņos.

Tikai daži cilvēki zina, ka SpaceX ir kļuvis par pionieri astronautikas jomā, kas sāka izmantot alternatÄ«vus stiprinājumu veidus, nevis skavām. Praktiski visos palaiÅ”anas paliktņos tiek izmantoti svārki, izvietojot posmus, satelÄ«tus, aptecējus utt., tādējādi palielinot gružu iespējamÄ«bu. SpaceX arÄ« apzināti deorbitē augŔējos posmus, neļaujot tiem uz visiem laikiem karāties kosmosā, lai skarbajā kosmosa vidē tie nesabruktu un nesairtu.

Visbeidzot, pēdējais jautājums, ko vēlos pieminēt, ir iespēja, ka SpaceX aizstās esoÅ”o interneta monopolu, izveidojot savu. Savā niŔā SpaceX jau ir monopolizējis palaiÅ”anu. Tikai konkurējoÅ”o valdÄ«bu vēlme iegÅ«t garantētu piekļuvi kosmosam neļauj nodot metāllūžņos dārgas un novecojuÅ”as raÄ·etes, kuras bieži montē lieli monopolistiski aizsardzÄ«bas darbuzņēmēji.

Nav grÅ«ti iedomāties, ka SpaceX 2030. gadā gadā palaistu 6000 savu satelÄ«tu, kā arÄ« dažus spiegu satelÄ«tus. Lēti un uzticami SpaceX satelÄ«ti pārdos "statÄ«va vietu" treÅ”o puÅ”u ierÄ«cēm. Jebkura universitāte, kas bÅ«vē kosmosa kameru, var to novietot orbÄ«tā, nesedzot visas kosmosa platformas bÅ«vniecÄ«bas izmaksas. Ar Ŕādu progresÄ«vu un neierobežotu piekļuvi kosmosam Starlink jau ir saistÄ«ts ar satelÄ«tiem, savukārt vēsturiskie ražotāji kļūst par pagātni.

Vēsturē ir piemēri tālredzÄ«giem uzņēmumiem, kas ieņēmuÅ”i tik milzÄ«gu niÅ”u tirgÅ«, ka to nosaukumi kļuvuÅ”i par plaÅ”i pazÄ«stamiem nosaukumiem: Hoover, Westinghouse, Kleenex, Google, Frisbee, Xerox, Kodak, Motorola, IBM.

Problēma var rasties, ja pionieris uzņēmums iesaistās pret konkurenci vērstās darbÄ«bās, lai saglabātu savu tirgus daļu, lai gan tas bieži ir atļauts kopÅ” prezidenta Reigana. SpaceX varētu saglabāt Starlink monopolu, liekot citiem zvaigznāju izstrādātājiem palaist satelÄ«tus ar senām padomju raÄ·etēm. Veiktas lÄ«dzÄ«gas darbÄ«bas Apvienotais gaisa kuÄ£u un transporta uzņēmums, apvienojumā ar pasta sÅ«tÄ«jumu pārvadāŔanas cenu noteikÅ”anu, tas noveda pie tā sabrukuma 1934. gadā. Par laimi, maz ticams, ka SpaceX uz visiem laikiem saglabās absolÅ«tu monopolu uz atkārtoti lietojamām raÄ·etēm.

Vēl satraucoŔāk ir tas, ka SpaceX desmitiem tÅ«kstoÅ”u zemas orbÄ«tas satelÄ«tu izvietoÅ”ana varētu tikt izstrādāta kā koplietoÅ”anas iespēja. Privāts uzņēmums, tiecoties pēc personÄ«ga labuma, pārņem pastāvÄ«gā Ä«paÅ”umā kādreiz publiskās un neaizņemtās orbitālās pozÄ«cijas. Un, lai gan SpaceX inovācijas ļāva faktiski pelnÄ«t naudu vakuumā, liela daļa SpaceX intelektuālā kapitāla tika veidota, izmantojot miljardiem dolāru pētniecÄ«bas budžetu.

No vienas puses, mums ir vajadzÄ«gi likumi, kas aizsargās privāto investÄ«ciju, pētniecÄ«bas un attÄ«stÄ«bas lÄ«dzekļus. Bez Ŕīs aizsardzÄ«bas novatori nevarēs finansēt vērienÄ«gus projektus vai arÄ« pārvietos savus uzņēmumus uz vietu, kur viņiem tiek nodroÅ”ināta Ŕāda aizsardzÄ«ba. Jebkurā gadÄ«jumā cieÅ” sabiedrÄ«ba, jo peļņa netiek gÅ«ta. No otras puses, ir nepiecieÅ”ami likumi, lai aizsargātu cilvēkus, publiskā Ä«paÅ”uma, tostarp debesu, nominālos Ä«paÅ”niekus no privātām struktÅ«rām, kas meklē Ä«ri, kas pievieno sabiedriskos labumus. Pats par sevi neviens no tiem nav patiess vai pat iespējams. SpaceX izstrāde sniedz iespēju Å”ajā jaunajā tirgÅ« atrast laimÄ«gu vidi. Mēs sapratÄ«sim, ka tas ir atrasts, maksimāli palielinot inovāciju biežumu un sociālās labklājÄ«bas radÄ«Å”anu.

Pēdējās domas

Es uzrakstÄ«ju Å”o rakstu, tiklÄ«dz pabeidzu citu - par Starship. Ir bijusi karsta nedēļa. Gan Starship, gan Starlink ir revolucionāras tehnoloÄ£ijas, kas tiek radÄ«tas tieÅ”i mÅ«su acu priekŔā, mÅ«su dzÄ«vē. Ja es redzÄ“Å”u savus mazbērnus augam, viņi vairāk brÄ«nÄ«sies par to, ka esmu vecāks par Starlink, nevis par to, ka manā bērnÄ«bā nebija mobilā (muzeja daļas) vai publiskā interneta kā tāda.

Bagātie un militārpersonas jau ilgu laiku izmanto satelÄ«ta internetu, taču visuresoÅ”s, vispārējs un lēts Starlink vienkārÅ”i nav iespējams bez Starship.

Par palaiÅ”anu tiek runāts jau sen, taču Starship, kas ir diezgan lēts un lÄ«dz ar to arÄ« interesanta platforma, bez Starlink nav iespējams.

Par pilotējamo astronautiku tiek runāts jau ilgu laiku, un, ja jÅ«s ā€” reaktÄ«vo iznÄ«cinātāju pilots, un vienlaikus arÄ« neiroÄ·irurgstad jums ir zaļā gaisma. Izmantojot Starship un Starlink, cilvēka kosmosa izpēte ir sasniedzama tuvākā nākotnē, kas atrodas akmens metiena attālumā no orbitāla priekÅ”posteņa lÄ«dz rÅ«pnieciski attÄ«stÄ«tām pilsētām dziļā kosmosā.

Avots: www.habr.com

Pievieno komentāru