Artykuł ten pochodzi z serii poświęconej .
— plan SpaceX dostarczania internetu za pomocą dziesiątek tysięcy satelitów — to główny temat w prasie poświęconej kosmosowi. Co tydzień publikowane są artykuły o najnowszych osiągnięciach. Jeśli ogólny schemat jest jasny, to zapoznawszy się z , dobrze zmotywowany człowiek (powiedzmy, twój pokorny sługa) może odkryć wiele szczegółów. Niemniej jednak, w związku z tą nową technologią wciąż istnieje wiele nieporozumień, nawet wśród oświeconych komentatorów. Często zdarzają się artykuły, w których Starlink porównywany jest z OneWeb i Kuiper (wśród innych), jakby rywalizowały na równych warunkach. Inni autorzy, wyraźnie zaniepokojeni dobrem planety, lamentują nad kosmicznymi odpadami, prawem kosmicznym, standardami i bezpieczeństwem astronomii. Mam nadzieję, że po przeczytaniu tego — dość długiego — artykułu, czytelnik lepiej zrozumie i zainspiruje się ideą Starlink.
niespodziewanie poruszyła wrażliwą strunę w duszach moich nielicznie czytelników. W niej wyjaśniałem, jak Starship na długo zapewni SpaceX pozycję lidera i jednocześnie stworzy mechanizm dla nowych badań kosmosu. Podtekst jest taki, że tradycyjny przemysł satelitarny nie jest w stanie nadążyć za SpaceX, która stabilnie zwiększa moce i obniża koszty rodziny rakiet Falcon, stawiając SpaceX w trudnej sytuacji. Z jednej strony kształtowała rynek wart, w najlepszym razie, kilka miliardów rocznie. Z drugiej strony, rozpalała w sobie niepohamowany apetyt na pieniądze — na budowę ogromnej rakiety, na którą jednak niemal nie ma kogo wysłać na Marsa, a zysków na razie nie można oczekiwać.
Rozwiązaniem tego podwójnego problemu jest Starlink. Dzięki zbieraniu i uruchamianiu własnych satelitów, SpaceX mogłaby stworzyć i zdefiniować nowy rynek dla wysoko wydajnego i zdemokratyzowanego dostępu do komunikacji przez kosmos, zapewniając przypływ finansów na budowę rakiety, zanim ta jeszcze pogrąży firmę, i zwiększając swoją wartość ekonomiczną do bilionów. Nie należy lekceważyć skali ambicji Elona. Istnieje niewiele branż, w których obracają się biliony dolarów: energetyka, szybkie transporty, komunikacja, IT, zdrowie, rolnictwo, rząd, obronność. Pomimo powszechnych nieporozumień, , i — biznes nie jest rentowny. Elon wszedł w sektor energetyczny ze swoją Teslą, ale jedynie telecomunikacja zapewni niezawodny i pojemny rynek dla satelitów i startów rakiet.
Po raz pierwszy Elon Musk zwrócił wzrok w stronę kosmosu, gdy chciał bezinteresownie zainwestować 80 milionów dolarów w misję uprawy roślin na marsjańskim lądowaniu. Budowa miasta na Marsie prawdopodobnie kosztowałaby 100 000 razy więcej, więc Starlink to główna stawka Muska na zapewnienie morza pieniędzy tak potrzebnych na sponsorowanie .
Do czego?
Planuję ten artykuł od dłuższego czasu, ale dopiero w zeszłym tygodniu miałem pełny obraz. Wówczas prezydent SpaceX, Gwynne Shotwell, udzieliła Robowi Barrowowi niesamowitego wywiadu, który następnie relacjonował dla CNBC w znakomitej Michael Shchitz, i któremu poświęcono . Wywiad ten pokazał ogromną różnicę w podejściu do komunikacji satelitarnej między SpaceX a innymi.
Koncepcja powstała w 2012 roku, gdy w SpaceX zrozumiano, że ich klienci — w większości dostawcy komunikacji satelitarnej — mają ogromne zasoby pieniędzy. Platformy startowe podnoszą ceny za uruchamianie satelitów, a jednocześnie, w jakiś sposób, pomijają jeden etap pracy — jak to możliwe? Elon marzył o stworzeniu konstelacji satelitów dla internetu i, nie mogąc oprzeć się praktycznie niewykonalnemu zadaniu, rozpoczął ten proces. Rozwój Starlink , ale pod koniec tego artykułu, drogi czytelniku, z pewnością zdziwisz się, jak małe są te trudności — biorąc pod uwagę rozmach idei.
Czy rzeczywiście potrzebna jest taka olbrzymia grupowanie dla Internetu? I dlaczego teraz?
Tylko w mojej pamięci Internet z czysto akademickiego żartu przekształcił się w pierwszą i jedyną rewolucyjną infrastrukturę. To nie jest temat, który warto poświęcać szczegółowemu artykułowi, ale przypuszczam, że globalne zapotrzebowanie na Internet i dochody, które przynosi, będą nadal rosnąć o około 25% rocznie.
Dziś prawie wszyscy otrzymujemy Internet od niewielkiej liczby geograficznie izolowanych monopoli. W USA AT&T, Time Warner, Comcast i garstka mniejszych graczy podzielili terytorium, aby uniknąć konkurencji, a ich ceny za usługi są absurdalnie wysokie, co spotyka się z prawie wszechobecną nienawiścią.
Istnieje solidny powód dla niekonkurencyjnego zachowania dostawców — poza wszechogarniającą chciwością. Budowa infrastruktury dla Internetu — stacje mikrofalowe i światłowody — jest bardzo, bardzo kosztowna. Łatwo zapomnieć o cudownej naturze Internetu. Moja babcia po raz pierwszy zaczęła pracować w czasie II wojny światowej jako radiotelegrafistka, a wtedy telegraf konkurencjonował o czołową strategiczną rolę z gołębiami pocztowymi! Dla większości z nas informacyjna superautostrada to coś efemerycznego, niematerialnego, jednak bity podróżują po fizycznym świecie, w którym są granice, rzeki, góry, oceany, burze, katastrofy naturalne i inne przeszkody. Już w 1996 roku, gdy położono pierwszą linię światłowodową po dnie oceanu, . Swoim charakterystycznym, ostrym stylem żywo opisuje listopadową cenę i złożoność układania tych linii, po których potem i tak przemycane są przeklęte 'koteksy'. Przez większą część lat 2000-tch kable były przeciągane w takim tempie, że koszty wdrożenia były zadziwiające.
W swoim czasie pracowałem w laboratorium optycznym i (jeśli pamięć mnie nie myli) pobiliśmy rekord, osiągając prędkość multiplexu 500 Gb/s. Ograniczenia w elektronice pozwalały nam obciążać każde włókno na 0,1% teoretycznej przepustowości. Piętnaście lat później jesteśmy gotowi przekroczyć ten próg: jeśli transfer danych wyjdzie poza niego, włókno się stopi, a jesteśmy już bardzo blisko.
A trzeba podnieść strumień danych nad grzeszną ziemią — w kosmos, gdzie satelita obiega "kulę" 30 000 razy w ciągu pięciu lat. Oczywiste, wydawałoby się, rozwiązanie — dlaczego wcześniej nikt się tym nie zajął?
Grupowanie satelitów Iridium, zaprojektowane i wdrożone na początku lat 90. przez firmę Motorola (jeszcze pamiętacie ich?), stało się pierwszą globalną niskoorbitalną siecią komunikacyjną (jak kusząco opisano w ). W momencie, gdy zostało wdrożone, niszowa zdolność do routowania małych pakietów danych od trackerów zasobów okazała się jego jedynym zastosowaniem: telefony komórkowe tak bardzo staniały, że telefony satelitarne nie zdobyły rynku. Iridium miało 66 satelitów (plus jeszcze kilka zapasowych) na 6 orbitach — minimalny zestaw do pokrycia całej planety.
Jeśli Iridium wystarczało 66 satelitów, to po co SpaceX dziesiątki tysięcy? Czym się tak różni?
SpaceX weszło w ten biznes z przeciwnego końca — zaczynało od startów. Stało się pionierem w dziedzinie pozyskiwania rakiet nośnych i tym samym zdobyło rynek tanich platform startowych. Próby zepchnięcia ich oferty niższą ceną nie przyniosą dużych zysków, więc jedyny sposób, żeby jakoś skorzystać na ich nadmiarowej mocy — to zostać ich klientem. Koszty SpaceX na wystrzelenie własnych satelitów — (na 1 kg) Iridium, dlatego mają możliwość wejścia na znacznie szerszy rynek.
Globalny zasięg Starlink zapewni dostęp do wysokiej jakości internetu w każdym zakątku świata. Po raz pierwszy dostępność internetu nie będzie zależała od bliskości kraju czy miasta do linii światłowodowej, lecz od czystości nieba nad głową. Użytkownicy na całym świecie uzyskają dostęp do wolnego od okowów globalnego internetu, niezależnie od swoich mniej lub bardziej złośliwych i/lub nieuczciwych monopolii rządowych. Zdolność Starlink do zakłócania tych monopolii katalizuje niesamowite pozytywne zmiany, które w końcu połączą miliardy ludzi w globalną cybernetyczną społeczność przyszłości.
Małe liryczne dygresja: co to w ogóle oznacza?
Dla ludzi, którzy rosną dzisiaj, w erze wszechobecnej łączności, internet jest jak powietrze, którym oddychamy. Po prostu jest. Ale to, zapominając o jego niesamowitej sile wprowadzania pozytywnych zmian, jesteśmy już w ich centrum. Dzięki internetowi ludzie mogą pociągać do odpowiedzialności swoich liderów, komunikować się z innymi po drugiej stronie świata, dzielić się myślami, wymyślać coś nowego. Internet łączy ludzkość. Historia modernizacji to historia rozwoju możliwości wymiany danych. Najpierw — poprzez mowy i epicką poezję. Potem — w piśmie, które daje głos umarłym, a oni zwracają się do żywych; pismo pozwala przechowywać dane i umożliwia asynchroniczną komunikację. Prasa drukowana wprowadziła produkcję wiadomości na masową skalę. Komunikacja elektroniczna przyspieszyła przekazywanie danych na całym świecie. Osobiste urządzenia do przechowywania notatek stawały się stopniowo coraz bardziej zaawansowane, ewoluując od notesów do telefonów komórkowych, z których każdy jest podłączonym do internetu komputerem, wypełnionym czujnikami i coraz lepiej przewidującym nasze potrzeby każdego dnia.
Człowiek, korzystający z pisma i komputera w procesie poznawania, ma większe szanse na pokonanie ograniczeń niedoskonałego mózgu. Jeszcze bardziej cieszy to, że telefony komórkowe są zarówno potężnymi urządzeniami do przechowywania danych, jak i mechanizmem wymiany pomysłów. Jeśli wcześniej ludzie, dzieląc się myślami, polegali na mowie, którą notowali w notesach, to dzisiaj normą jest, że notesy same dzielą się pomysłami, które wygenerowali ludzie. Tradycyjny schemat uległ inwersji. Logicznym następstwem procesu jest pewna forma kolektywnego metapoznania za pomocą osobistych urządzeń, i powiązanych ze sobą. I chociaż nadal tęsknimy za utraconą więzią z naturą i samotnością, ważne jest, aby pamiętać, że technologia i tylko technologia odpowiada za znaczną część naszego wyzwolenia od „naturalnych” cykli niewiedzy, przedwczesnej śmierci (której można uniknąć), przemocy, głodu i zepsutych zębów.
Jak?
Porozmawiajmy o modelu biznesowym i architekturze projektu Starlink.
Aby Starlink stał się rentownym przedsięwzięciem, napływ funduszy musi przewyższać koszty budowy i eksploatacji. Tradycyjnie inwestycje kapitowe wiążą się z wyższymi wydatkami początkowymi, stosowaniem wyspecjalizowanego finansowania oraz mechanizmów ubezpieczeniowych — wszystko po to, aby uruchomić satelitę. Geostacjonarny satelita komunikacyjny może kosztować 500 milionów dolarów, a montaż i uruchomienie mogą trwać 5 lat. Dlatego firmy w tej branży jednocześnie budują odrzutowce lub kontenerowce. Ogromne wydatki, napływ funduszy, który ledwo pokrywa koszty finansowania, oraz stosunkowo mały budżet operacyjny. Przeciwnie, pierwsza porażka Iridium polegała na tym, że Motorola zmusiła operatora do zapłacenia zabójczych opłat licencyjnych, co doprowadziło do bankructwa firmy w zaledwie kilka miesięcy.
Aby prowadzić podobny biznes, tradycyjne firmy satelitarne musiały obsługiwać klientów prywatnych i pobierać wysokie opłaty za przesył danych. Linie lotnicze, odległe posterunki, statki, obszary działań bojowych oraz kluczowe obiekty infrastrukturalne płacą około 5 dolarów za 1 MB, co jest 5000 razy droższe od kosztów tradycyjnego połączenia ADSL, mimo opóźnień w przesyłaniu danych i stosunkowo niskiej przepustowości połączenia satelitarnego.
Starlink planuje konkurować z dostawcami usług naziemnych, co oznacza, że musi dostarczać dane taniej i, idealnie, pobierać znacznie mniej niż 1 dolar za 1 MB. Czy to możliwe? A jeśli tak, należy zapytać: w jaki sposób jest to możliwe?
Pierwszym składnikiem nowego dania jest tani start. Obecnie Falcon sprzedaje start na 24 tony za około 60 milionów dolarów, co przekłada się na 2500 dolarów za 1 kg. Wysokość kosztów wewnętrznych jest jednak znacznie większa. Satelity Starlink będą uruchamiane na rakietach nośnych wielokrotnego użytku, więc marżowe koszty jednego startu to koszt nowego drugiego etapu (około 4 miliony dolarów), osłon (1 milion) i obsługi naziemnej (~1 milion). Razem: około 100 tysięcy dolarów za satelitę, co jest ponad 1000 razy tańsze od startu tradycyjnego satelity komunikacyjnego.
Jednak większość satelitów Starlink będzie uruchamiana na Starship. Rzeczywiście, ewolucja Starlink, jak pokazują zaktualizowane raporty w FCC, daje pewne... wewnętrzna architektura projektu. Łączna liczba satelitów w konstelacji wzrosła z 1 584 do 2 825, następnie do 7 518, a w końcu do 30 000. Jeśli wierzyć ogólnym szacunkom, liczba ta jest jeszcze wyższa. Minimalna liczba satelitów dla pierwszego etapu rozwoju, aby projekt był wykonalny, wynosi 60 sztuk na 6 orbitach (łącznie 360), podczas gdy dla pełnego pokrycia w obrębie 53 stopni od równika potrzebne jest 24 orbity po 60 satelitów (łącznie 1440). To 24 starty dla Falcon za jakieś 150 mln dolarów kosztów wewnętrznych. Starship jest zdolny do wystrzelenia do 400 satelitów za jednym razem, w przybliżeniu za tę samą cenę. Satelity Starlink muszą być wymieniane co 5 lat, więc 6 000 satelitów będzie wymagać 15 startów Starship rocznie. To będzie kosztować około 100 mln dolarów rocznie, czyli 15 tys. dolarów za satelitę. Każdy satelita wystrzelony na Falcon waży 227 kg; satelity wystrzeliwane na Starship mogłyby ważyć 320 kg i mieć na pokładzie dodatkowe urządzenia, być nieco większe, a jednocześnie nie przekraczać dopuszczalnego obciążenia.
Z czego składa się koszt satelitów? Wśród swoich krewnych satelity Starlink są dość nietypowe. Są składane, przechowywane i uruchamiane w płaskiej formie, dlatego są wyjątkowo proste w masowej produkcji. Jak pokazuje doświadczenie, koszt produkcji powinien być orientacyjnie równy kosztowi instalacji startowej. Jeśli różnica w cenie jest duża, oznacza to niewłaściwe rozdzielenie zasobów, ponieważ kompleksowe obniżenie kosztów marży podczas zmniejszania wydatków nie jest aż tak duże. Czy naprawdę 100 tys. dolarów za satelitę przy pierwszej partii kilku setek to realistyczne? Innymi słowy, czy satelita Starlink w budowie nie jest bardziej skomplikowany od samochodu?
Aby w pełni odpowiedzieć na to pytanie, należy zrozumieć, dlaczego koszt orbitalnego satelity komunikacyjnego jest 1000 razy wyższy, mimo że nie jest on 1000 razy bardziej skomplikowany. Mówiąc zupełnie prosto, dlaczego sprzęt kosmiczny kosztuje tak dużo? Powodów jest wiele, ale najważniejszy w tym przypadku jest taki: jeśli wystrzelenie satelity na orbitę (do Falcona) kosztuje ponad 100 mln, musi on gwarantować wieloletnią pracę — aby przynieść jakikolwiek zysk. Zapewnienie takiej niezawodności w eksploatacji pierwszego i jedynego egzemplarza — to proces bolesny i może zająć lata, wymagając wysiłku setek ludzi. Dodaj do tego wydatki, a wtedy łatwo uzasadnić dodatkowe procesy, skoro sam launch już i tak kosztuje fortunę.
Starlink łamie tę paradigmatę, tworząc setki satelitów, szybko naprawiając wczesne błędy w projektowaniu i wykorzystując techniki masowej produkcji w celu kontrolowania kosztów. Osobiście łatwo mi sobie wyobrazić taśmę produkcyjną Starlink, na której technik integruje w budowie coś nowego i zabezpiecza wszystko plastikową opaską (na poziomie NASA, oczywiście) w ciągu godziny lub dwóch, utrzymując konieczny poziom produkcji na poziomie 16 satelitów dziennie. Satelita Starlink składa się z wielu skomplikowanych części, ale nie widzę powodów, dla których koszt tysięcznego egzemplarza, schodzącego z taśmy, nie mógłby spaść do 20 tys. I rzeczywiście, w maju Elon pisał na Twitterze, że koszt produkcji satelity jest już niższy niż koszt jego wystrzelenia.
Weźmy przeciętny przypadek i przeanalizujmy czas zwrotu inwestycji, zaokrąglając liczby. Jeden satelita Starlink, którego koszt budowy i wystrzelania wynosi 100 tys., działa przez 5 lat. Czy zwróci się i jeśli tak, to jak szybko?
Przez 5 lat satelita Starlink okrąży Ziemię 30 000 razy. W każdym z tych półtoragodzinnych okrążeń spędzi większość czasu nad oceanem, a prawdopodobnie 100 sekund nad gęsto zaludnionym miastem. W tym krótkim oknie transmituje dane, starając się zarobić pieniądze. Jeśli założymy, że antena obsługuje 100 wiązek, a każda wiązka przesyła 100 Mb/s, wykorzystując nowoczesne kodowanie typu , więc satelita generuje 1000 dolarów dochodu za jeden obrót — przy cenie subskrypcji wynoszącej 1 dolar za 1 GB. To wystarczy, aby w ciągu tygodnia zwrócić koszt uruchomienia wynoszący 100 tys. i znacząco upraszcza strukturę kapitału. Pozostałe 29 900 obrotów to zysk po odliczeniu stałych kosztów.
Szacowane liczby mogą się znacznie różnić, zarówno w górę, jak i w dół. Niemniej jednak, jeśli potrafisz wynieść na niską orbitę wysokiej jakości grupę satelitów za 100 000 — a nawet za 1 mln./jednostkę, — to jest to poważne wyzwanie. Nawet biorąc pod uwagę absurdalnie mały czas użytkowania, satelita Starlink jest w stanie dostarczyć 30 PB danych w trakcie eksploatacji — przy amortyzowanej cenie wynoszącej 0,003 dolara za 1 GB. Przy tym koszty marginalne praktycznie się nie zwiększają przy przesyłaniu na większe odległości.
Aby zrozumieć znaczenie tego modelu, porównajmy go krótko z dwoma innymi modelami dostarczania danych do konsumentów: tradycyjnym — światłowodowym kablem i grupą satelitów oferowaną przez firmę, która nie specjalizuje się w wynoszeniu satelitów.
, łączący Francję i Singapur, został oddany do użytku w 2005 roku. Przepustowość — 1,28 Tb/s., koszt uruchomienia — 500 mln dolarów. Jeśli przez 10 lat będzie działał na 100% mocy, a koszty ogólne wyniosą 100% wydatków kapitałowych, koszt przesyłu wyniesie 0,02 dolara za 1 GB. Kable transatlantyckie są krótsze i nieco tańsze, ale kabel podmorski to tylko jeden element w długim łańcuchu ludzi, którzy chcą zarabiać na przesyłaniu danych. Średnia ocena dla Starlink okazuje się być 8 razy tańsza, przy tym mają „wszystko w cenie”.
Jak to możliwe? Satelita Starlink zawiera wszystkie złożone elementy potrzebne do elektronicznego przełączania, które są wymagane do komunikacji światłowodowej, tylko zamiast drogiego i delikatnego kabla używa próżni do przesyłania danych. Przesyłanie przez kosmos redukuje liczbę przytulnych i przestarzałych monopoli, umożliwiając użytkownikom łączenie się za pomocą jeszcze mniejszej ilości „sprzętu”.
Porównując z konkurencyjnym dostawcą satelitów OneWeb. OneWeb planuje stworzyć konstelację 600 satelitów, które zostaną wystrzelone przez dostawców komercyjnych w cenie około 20 000 dolarów za 1 kg. Waga jednego satelity wynosi 150 kg, więc w idealnym układzie wystrzelenie jednego jednostki wyniesie około 3 mln. Koszt „sprzętu” satelitarnego szacowany jest na 1 mln za satelitę, więc do 2027 roku całkowity koszt konstelacji wyniesie 2,6 mld. Testy przeprowadzone przez OneWeb wykazały przepustowość 50 Mb/s w szczycie, idealnie, na każdym z 16 wiązek. Według tej samej kalkulacji, którą użyliśmy do obliczenia kosztów Starlink, otrzymujemy: każdy satelita OneWeb generuje 80 dolarów za orbitę, a w ciągu 5 lat przyniesie 2,4 mln — ledwie pokrywając koszty uruchomienia, biorąc pod uwagę także przesył danych do odległych regionów. W sumie otrzymujemy 1,70 dolarów za 1 GB.
Niedawno zacytowano słowa Gwynne Shotwell, że , co sugeruje konkurencyjną cenę wynoszącą 0,10 dolarów za 1 GB. I to jeszcze w początkowej konfiguracji Starlink: z mniej zoptymalizowanym procesem produkcji, wystrzeleniem na Falconie i ograniczeniami w przesyłaniu danych — i tylko z pokryciem północnych Stanów Zjednoczonych. Okazuje się, że SpaceX ma niezaprzeczalną przewagę: już dziś mogą wystrzelić znacznie lepszy satelita w cenie (za jednostkę) 15 razy niższej niż u konkurencji. Starship zwiększy tę przewagę 100 razy, jeśli nie więcej, więc łatwo wyobrazić sobie, jak do 2027 roku SpaceX wystrzeli 30 000 satelitów za mniej niż 1 miliard dolarów, z czego większość sfinansują z własnej kieszeni.
Jestem pewien, że są też bardziej optymistyczne analizy dotyczące OneWeb i innych obiecujących dostawców konstelacji satelitarnych, ale na razie nie wiem, jak to u nich wygląda.
Niedawno Morgan Stanley , że satelity Starlink będą kosztować 1 mln za montaż i 830 tys. za wystrzelenie. . Ciekawe, że liczby są podobne do naszych obliczeń dotyczących kosztów OneWeb, i w przybliżeniu 10 razy wyższe od pierwszej wersji Starlink. Wykorzystanie Starship i przemysłowej produkcji satelitów może obniżyć koszty rozmieszczenia satelitów do około 35 tys. za jednostkę. A to — niezwykle niska kwota.
Został ostatni punkt — porównanie zysku na 1 W energii słonecznej generowanej dla Starlink. Zgodnie z zdjęciami na ich stronie, ogniwo słoneczne każdego satelity zajmuje około 60 m², co średnio generuje około 3 kW lub 4,5 kWh na orbitę. Według wstępnych oszacowań, każda orbita przynosi 1000 dolarów, a każdy satelita generuje około 220 dolarów na kWh. To 10 000 razy więcej niż hurtowa cena energii słonecznej, co dodatkowo potwierdza: . A modulacja mikrofalowa do przesyłania danych to nieproporcjonalny koszt dodatkowy.
Architektura
W poprzedniej sekcji dość luźno przedstawiłem znaczącą część architektury Starlink — jak działa z niezwykle nierównomierną gęstością zaludnienia na planecie. Satelita Starlink emituje skupione wiązki, które tworzą plamy na powierzchni ziemi. Subskrybenci w obrębie plamy dzielą jedną szerokość pasma. Rozmiary plamy określa fundamentalna fizyka: jej początkowa szerokość to (wysokość satelity x długość fali mikrofalowej / średnica anteny), co dla satelity Starlink wynosi w najlepszym przypadku kilka kilometrów.
W większości miast gęstość zaludnienia wynosi około 1000 osób/km², chociaż miejscami jest wyższa. W niektórych obszarach Tokio lub na Manhattanie na plamę może przypadać ponad 100 000 osób. Na szczęście, w każdym takim gęsto zaludnionym mieście istnieje konkurencyjny wewnętrzny rynek szerokopasmowego internetu, nie wspominając o wysoko rozwiniętej sieci telefonii komórkowej. Jednak, w każdym momencie nad miastem znajduje się wiele satelitów tej samej grupy, to zdolność przepustowości może być zwiększona poprzez rozdzielenie anten w przestrzeni, jak również przez podział częstotliwości. Innymi słowy, dziesiątki satelitów mogą skupić najsilniejszą wiązkę w jednym punkcie, a użytkownicy w tym rejonie będą korzystać z terminali ziemskich, które podzielą zapytania pomiędzy satelitami.
Jeśli na wczesnych etapach najbardziej odpowiednim rynkiem zbytu usług są odległe, wiejskie lub podmiejskie obszary, to środki na dalsze uruchomienia będą pochodziły z lepszej jakości usług w gęsto zaludnionych miastach. Scenariusz jest całkowicie przeciwny standardowemu schematowi rozszerzenia rynku, w którym konkurencyjne usługi skierowane na miasta nieuchronnie doświadczają spadku zysków w miarę prób rozszerzenia w kierunku biedniejszych i słabiej zaludnionych obszarów.
Kilka lat temu, kiedy przeprowadziłem obliczenia, .
Zebrałem dane z tego obrazu i stworzyłem 3 poniższe wykresy. Pierwszy pokazuje częstotliwość powierzchni ziemi w zależności od gęstości zaludnienia. Najciekawsze jest to, że duża część ziemi w ogóle nie jest zaludniona, podczas gdy w prawie żadnym regionie nie ma więcej niż 100 os./km².
Drugi wykres ilustruje częstotliwość ludzi według gęstości zaludnienia. I chociaż duża część planety nie jest zaludniona, większość ludzi żyje w obszarach, gdzie występuje od 100 do 1000 osób na km². Rozszerzona natura tego szczytu (o rząd wielkości większa) odzwierciedla bimodalność w schematach urbanizacji. 100 os./km² to stosunkowo słabo zaludniona wieś, podczas gdy liczba 1000 os./km² jest charakterystyczna dla przedmieść. Centra miast łatwo pokazują 10 000 os./km², a populacja Manhattanu wynosi 25 000 os./km².
Trzeci wykres pokazuje gęstość zaludnienia w zależności od szerokości geograficznej. Widać, że prawie wszyscy ludzie koncentrują się w granicach 20-40 stopni szerokości geograficznej północnej. W taki sposób, generalnie, uformowały się zmiany geograficzne i historyczne, ponieważ ogromną część południowej półkuli zajmuje ocean. Niemniej jednak taka gęstość zaludnienia jest przerażającym wyzwaniem dla architektów grupowania, ponieważ w obu półkulach satelity spędzają równą ilość czasu. Co więcej, satelita krążący wokół ziemi, pod kątem, powiedzmy, 50 stopni, będzie spędzał więcej czasu bliżej wskazanych granic szerokości. Dlatego Starlink potrzebuje tylko 6 orbit do obsługi północnych Stanów Zjednoczonych, podczas gdy do pokrycia równika potrzeba 24.
Rzeczywiście, gdy połączymy wykres gęstości zaludnienia z wykresem gęstości grupy satelitarnej, wybór orbit staje się oczywisty. Każda histogram reprezentuje jeden z czterech raportów SpaceX w FKS. Osobiście wydaje mi się, że każdy nowy raport jest jak uzupełnienie poprzedniego, ale tak czy inaczej, łatwo zauważyć, jak dodatkowe satelity zwiększają przepustowość nad odpowiednimi regionami na półkuli północnej. W przeciwieństwie do tego, znacząca niewykorzystana przepustowość pozostaje nad półkulą południową — raduj się, kochana Australią!
Co się dzieje z danymi użytkowników, gdy docierają do satelity? W pierwotnej wersji satelita Starlink natychmiast przesyłał je z powrotem do dedykowanej stacji naziemnej w pobliżu stref serwisowych. Taka konfiguracja nazywana jest „bezpośrednią retransmisją”. W przyszłości satelity Starlink zyskają możliwość komunikowania się ze sobą za pomocą lasera. Szczyt wymiany danych osiąga się nad gęsto zaludnionymi miastami, ale dane można rozprowadzać w sieci laserów w dwóch wymiarach. W praktyce oznacza to, że istnieje ogromny potencjał dla ukrytej sieci transportowej w sieci satelitów, co oznacza, że dane użytkowników można „ponownie przesyłać na Ziemię” w dowolnym odpowiednim miejscu. W praktyce, wydaje mi się, że stacje naziemne SpaceX będą się łączyć z poza miastami.
Okazuje się, że komunikacja satelita-satelita to niebanalne zadanie, jeśli satelity nie poruszają się wspólnie. W najnowszych raportach w FKS wspomniano o 11 wyraźnych orbitalnych grupach satelitów. W obrębie konkretnej grupy satelity poruszają się na tej samej wysokości, pod tym samym kątem, z równym ekscentrycznością, co oznacza, że lasery mogą łatwo znajdować satelity w bliskiej odległości. Jednak prędkości zbliżania się między grupami mierzone są w km/s, dlatego komunikacja między grupami, jeśli jest możliwa, powinna odbywać się za pomocą krótkich, szybko zarządzanych połączeń mikrofalowych.
Topology grup orbitalnych jest jak korpuskularno-falowa teoria światła i nie odnosi się szczególnie do naszego przykładu, ale, moim zdaniem, jest wspaniała, dlatego ją uwzględniłem w artykule. Jeśli ten fragment nie interesuje Cię, przejdź od razu do "Ograniczeń fizyki fundamentalnej."
Torus – czyli pączek – to obiekt matematyczny zdefiniowany przez dwa promienie. Na powierzchni torusa narysowanie okręgów jest całkiem proste: równolegle lub prostopadle do jego kształtu. Może zaskoczy Cię odkrycie – istnieją jeszcze dwie inne rodziny okręgów, które można przedstawić na powierzchni torusa, a oba przechodzą przez otwór w jego centrum i wokół konturu. To tzw. , i wykorzystałem tę konstrukcję, gdy w 2015 roku projektowałem toroid dla cewki Tesli "Płonący człowiek".
I chociaż orbity satelitów są ściśle rzecz biorąc, elipsami, a nie okręgami, ta sama konstrukcja ma zastosowanie w przypadku Starlink. Grupa 4500 satelitów na kilku orbitalnych płaszczyznach, wszystkie pod jednym kątem, tworzą na powierzchni Ziemi ciągle poruszającą się płaszczyznę. Płaszczyzna skierowana na północ wokół danej szerokości geograficznej obraca się i porusza z powrotem na południe. Aby uniknąć kolizji, orbity będą nieco wydłużone, dzięki czemu płaszczyzna poruszająca się na północ znajdzie się kilka kilometrów wyżej (lub niżej) od tej poruszającej się na południe. Razem te dwie płaszczyzny tworzą tor o wydłużonym kształcie, jak pokazano poniżej na mocno uproszczonym schemacie.
Przypominam, że w obrębie tego torusa komunikacja odbywa się między sąsiadującymi satelitami. Generalnie między satelitami w różnych płaszczyznach nie ma bezpośrednich i długotrwałych połączeń, ponieważ prędkości zbliżania się dla laserowego naprowadzania są zbyt wysokie. Trasa przesyłu danych między płaszczyznami z kolei przebiega nad lub pod torusem.
Łącznie 30 000 satelitów będzie rozmieszczonych w 11 wbudowanych torusach, znacznie odstających od orbity ISS! Na tym schemacie pokazano, jak rozmieszczone są wszystkie te płaszczyzny, bez przesadnego ekcentryczności.
Wreszcie warto zastanowić się nad optymalną wysokością lotu. Istnieje dylemat: niska wysokość, która zapewnia większą przepustowość przy mniejszych rozmiarach wiązek, lub wysoka – która pozwala na pokrycie całej planety przy mniejszej liczbie satelitów? Z biegiem czasu w raportach FCC od SpaceX mówiło się o coraz niższych wysokościach, ponieważ doskonaląc się, Starship umożliwia szybkie rozmieszczanie większych konstelacji.
Niska wysokość ma też inne zalety, w tym zmniejszone ryzyko kolizji z kosmicznymi odpadkami lub negatywnych skutków awarii sprzętu. Z powodu zwiększonego oporu atmosferycznego satelity Starlink umiejscowione niżej (na wysokości 330 km) będą spalać się w ciągu kilku tygodni po utracie kontroli nad orientacją. Rzeczywiście, 300 km to wysokość, na której satelity prawie nie latają, a utrzymanie wysokości wymagałoby wbudowanego silnika elektro- rakietowego Krypton, podobnie jak opływowej konstrukcji. Teoretycznie, satelita o odpowiednio ostrej formie, z elektro-rakietowym silnikiem, może stabilnie utrzymywać wysokość na poziomie 160 km, ale mało prawdopodobne, aby SpaceX zdecydowało się na uruchamianie satelitów na tak niskiej wysokości, zważywszy, że mają jeszcze kilka sztuczek w rezerwie na zwiększenie przepustowości.
Ograniczenia fundamentalnej fizyki
Wydaje się mało prawdopodobne, aby ceny za umieszczanie satelitów kiedykolwiek spadły znacząco poniżej 35 tys., nawet jeśli produkcja będzie zaawansowana i całkowicie zautomatyzowana, a statki Starship w pełni wielokrotnego użytku, dodatkowo nie jest do końca jasne, jakie ograniczenia na satelitach nałoży fizyka. Powyższa analiza zakłada szczytową przepustowość na poziomie 80 Gb/s. (jeśli zaokrąglić do 100 wiązek, z których każda jest w stanie przesyłać 100 Mb/s).
Ostateczna granica przepustowości kanału ustalona jest w i podana jest w statystyce szerokości pasma (1+SNR). Szerokość pasma często ograniczana jest przez , podczas gdy SNR to dostępna energia satelity, szum tła i zakłócenia na kanale z powodu . Kolejną istotną przeszkodą jest prędkość przetwarzania. Najnowsze FPGA Xilinx Ultrascale+ mają , co jest dobre przy obecnych ograniczeniach przepustowości kanału bez opracowywania niestandardowych ASIC. Ale nawet wtedy 58 Gb/s będzie wymagać znacznego rozdzielenia częstotliwości, najprawdopodobniej w pasmach Ka- lub V. Pasmo V (40–75 GHz) ma bardziej dostępne cykle, ale jest bardziej narażone na pochłanianie przez atmosferę, szczególnie w rejonach o podwyższonej wilgotności.
Czy 100 wiązek jest praktyczne? To zagadnienie ma dwa aspekty: szerokość wiązki i gęstość elementu fazowanej anteny. Szerokość wiązki określa się jako długość fali podzieloną przez średnicę anteny. Cyfrowa fazowana antena — wciąż jest to technologia specjalistyczna, ale maksymalne użyteczne wymiary są określane przez szerokość. (około 1 m), a korzystanie z komunikacji radiowej — to zbyteczne wydatki. Szerokość fali w paśmie Ka wynosi około 1 cm, przy czym szerokość wiązki powinna wynosić 0,01 radiana — przy szerokości spektrum na poziomie 50% amplitudy. Zakładając, że kąt cielesny wiązki wynosi 1 steradian (analogicznie do pola widzenia obiektywu 50 mm), wtedy w tej przestrzeni 2500 oddzielnych wiązek będzie wystarczających. Liniowość implikuje, że 2500 wiązek wymaga minimum 2500 elementów antenowych w obrębie siatki, co jest zasadniczo wykonalne, choć trudne do zrealizowania. A wszystko to będzie się mocno nagrzewać!
Łącznie 2500 kanałów, z których każdy obsługuje 58 Gb/s, to ogromna ilość informacji — w przybliżeniu 145 Tb/s. Dla porównania, cały ruch internetowy w 2020 roku . Dobre wiadomości dla tych, którzy są zaniepokojeni zasadniczo niską szerokością pasma satelitarnego internetu. Jeśli konstelacja 30 000 satelitów zacznie działać do 2026 roku, globalny ruch internetowy potencjalnie wyniesie 800 Tb/s. Jeśli połowa tej ilości będzie dostarczana przez ~500 satelitów nad gęsto zaludnionymi obszarami w dowolnym momencie, to szczytowa przepustowość na każdego satelitę wyniesie około 800 Gb/s, co jest 10 razy wyższe niż nasze pierwotne obliczenia, tj. potencjalny napływ zysków może wzrosnąć dziesięciokrotnie.
Dla satelity na orbicie wysokości 330 kilometrów wiązka o kącie 0,01 radiana pokrywa powierzchnię 10 km². W szczególnie gęsto zaludnionych obszarach, takich jak Manhattan, na tej powierzchni mieszka do 300 000 osób. A jeśli wszyscy naraz siądą oglądać Netflix (7 Mb/s w jakości HD)? Całkowite zapotrzebowanie na dane wyniesie 2000 GB/s, co jest około 35 razy większe od obecnie obowiązującego ograniczenia nałożonego przez interfejs FPGA dla wyjścia szeregowego. Z tej sytuacji istnieją dwa wyjścia, z których fizycznie możliwe jest tylko jedno.
Pierwsze — to wystrzelenie na orbitę większej liczby satelitów, aby w każdej chwili nad obszarami o zwiększonym zapotrzebowaniu znajdowało się więcej niż 35. Jeśli ponownie weźmiemy 1 steradian dla akceptowalnej części nieba i średniej wysokości orbit w 400 km, otrzymujemy gęstość grupy na poziomie 0,0002/km², czyli 100 000 łącznie — jeśli rozłożyć je równomiernie na całej powierzchni Ziemi. Przypomnijmy, że wybrane orbity SpaceX drastycznie zwiększają gęstość pokrycia nad gęsto zaludnionymi obszarami w zakresie 20–40 stopni szerokości geograficznej północnej, a już liczba 30 000 satelitów wydaje się magiczna.
Druga idea jest znacznie ciekawsza, ale, niestety, niemożliwa do wdrożenia. Przypomnijmy, że szerokość wiązki zależy od szerokości fazowanej macierzy antenowej. Co by było, gdyby wiele macierzy na kilku satelitach połączyło swoje moce, tworząc węższą wiązkę — dokładnie tak, jak radioteleskopy takie jak (bardzo duży system antenowy)? Ta metoda wiąże się z jedną trudnością: baza między satelitami musiałaby być obliczana bardzo dokładnie — z precyzją submilimetrową — aby ustabilizować fazę wiązki. A nawet gdyby to było możliwe, uzyskana w ten sposób wiązka ledwo powstrzymałaby boczne płatki, z uwagi na małą gęstość satelitarnej grupy na niebie. Na ziemi szerokość wiązki zawęziłaby się do kilku milimetrów (wystarczająco, aby śledzić antenę telefonu komórkowego), ale byłoby ich miliony — z powodu słabego pośredniego zerowania. Dziękuję .
Okazuje się, że rozdzielenie kanałów poprzez kątowe rozproszenie — przecież satelity są rozproszone po niebie — zapewnia odpowiednie poprawki w przepustowości bez łamania praw fizyki.
Zastosowanie
Jaki jest profil klienta Starlink? Domyślnie to setki milionów użytkowników, którzy mają na dachach domów anteny wielkości pudełka po pizzy, ale istnieją również inne źródła wysokich dochodów.
W odległych i wiejskich obszarach stacje ziemskie nie potrzebują fazowanych układów antenowych, aby zmaksymalizować szerokość wiązki, więc można zastosować mniejsze urządzenie abonenckie: od trackerów IoT po kieszonkowe telefony satelitarne, sygnalizatory awaryjne czy urządzenia naukowe do śledzenia zwierząt.
W gęsto zaludnionych miastach Starlink zapewni główną i zapasową sieć transportową dla sieci komórkowej. Na każdej stacji bazowej będzie można zainstalować wydajną stację ziemską, ale należy używać stacjonarnych źródeł zasilania do wzmocnienia i przesyłania danych w tzw. „ostatniej mili”.
I wreszcie, nawet w przeludnionych obszarach podczas początkowego wprowadzenia, istnieje możliwość zastosowania dla niskoorbitalnych satelitów z niezwykle minimalnym opóźnieniem. Firmy finansowe same wręczają Ci spore kwoty — byle tylko otrzymać kluczowe dane z każdego zakątka świata szybciej. I nawet jeśli dane przez Starlink pokonują dłuższą trasę — przez przestrzeń kosmiczną — prędkość światła w próżni jest o 50% wyższa niż w szkle kwarcowym, co znacznie rekompensuje różnice przy przesyłaniu na większe odległości.
Negatywne konsekwencje
Ostatnia sekcja poświęcona jest negatywnym konsekwencjom. Celem artykułu jest uwolnienie Cię od błędnych przekonań na temat projektu, a potencjalne negatywne skutki sporów budzą największe obawy. Podam kilka informacji, powstrzymując się od nadmiernych interpretacji. Nie jestem jasnowidzem i nie posiadam informacji z SpaceX.
Najpoważniejsze konsekwencje, moim zdaniem, niesie ze sobą zwiększony dostęp do internetu. Nawet w moim rodzinnym mieście Pasadenie, tętniącym życiem, rozwiniętym technologicznie mieście o milionowej populacji, gdzie znajdują się kilka obserwatoriów, uniwersytet klasy światowej oraz największe centrum NASA, wybór usług internetowych jest dość ograniczony. W całych Stanach Zjednoczonych i na reszcie świata internet stał się opłaconą usługą komunalną, a operatorzy próbują tylko zgarnąć swoje 50 milionów dolarów miesięcznie w wygodnym, niekonkurencyjnym otoczeniu. Można powiedzieć, że każda usługa dostarczana do mieszkań i domów to usługa komunalna, ale jakość usług internetowych jest mniej stabilna niż jakość wody, elektryczności czy gazu.
Problem status quo polega na tym, że, w przeciwieństwie do wody, energii elektrycznej czy gazu, internet jest nadal nową, szybko rozwijającą się dziedziną. Nieustannie znajdujemy mu nowe zastosowanie. Najbardziej rewolucyjne rozwiązania wciąż czekają na odkrycie, ale plany abonamentowe stłumiają możliwość konkurencji i innowacji. Miliony ludzi pozostają na uboczu z powodu okoliczności urodzenia, lub dlatego, że ich kraj jest zbyt daleko od głównych tras kabli podwodnych. W dużych regionach świata internet nadal dostarczają satelity geostacjonarne, w absurdalnie wysokich cenach.
Z kolei Starlink, nieustannie dostarczający internet z nieba, narusza ten model. Na razie nie znam lepszego sposobu na podłączenie miliardów ludzi do internetu. SpaceX zmierza ku temu, by stać się dostawcą internetu i potencjalnie firmą internetową, która będzie konkurować z Google i Facebookiem. Przyznam, że pewnie o tym nie myślałeś.
To, że internet satelitarny jest najlepszą z opcji, nie jest oczywiste. Tylko SpaceX jest w stanie szybko stworzyć rozległą konstelację satelitów, gdyż tylko ona zlikwidowała dziesięcioletnią monopolistyczną dominację rządowo-wojskową w zakresie wystrzeliwania statków kosmicznych. Nawet gdyby Iridium dziesięciokrotnie wyprzedziło rynek telefonów komórkowych, i tak nie zyskałoby szerokiego zastosowania korzystając z tradycyjnych wyrzutni. Bez SpaceX i jej unikalnego modelu biznesowego istnieje duże prawdopodobieństwo, że globalny internet satelitarny po prostu nigdy nie powstanie.
Drugi poważny cios spadnie na astronomię. Po wystrzeleniu pierwszych 60 satelitów Starlink zapanowała fala krytyki ze strony międzynarodowej społeczności astronomicznej, która obawia się, że wielokrotnie zwiększona liczba satelitów zablokuje im dostęp do nocnego nieba. Jest takie powiedzenie: wśród astronomów ten jest lepszy, kto ma większy teleskop. Bez przesady, uprawianie astronomii w nowoczesnych czasach to niezwykle trudne zadanie, przypominające nieustanną walkę o poprawę jakości analiz w obliczu rosnącego zanieczyszczenia światłem i innych źródeł hałasu.
Najmniej astronomowi potrzeba tysiąca jasnych satelitów migających w ognisku teleskopu. Rzeczywiście, pierwsza grupa Iridium zdobyła złą sławę dzięki temu, że powodowała "blaski" z powodu dużych paneli odbijających światło słoneczne na niewielkie obszary Ziemi. Zdarzało się, że osiągały jasność jednej czwartej Księżyca i czasami przypadkowo uszkadzały wrażliwe detektory astronomiczne. Nie bez powodu pojawiają się obawy, że Starlink wtargnie w pasma radiowe wykorzystywane w radioastronomii.
Jeśli pobierzesz aplikację do śledzenia satelitów, możesz zobaczyć dziesiątki satelitów latających po niebie w jasny wieczór. Satelity są widoczne po zachodzie słońca i przed wschodem, ale tylko wtedy, gdy są oświetlane przez promienie słoneczne. Później, w ciągu nocy, satelity są niewidoczne w cieniu Ziemi. Maleńkie, niesamowicie odległe, poruszają się bardzo szybko. Jest szansa, że zablokują odległą gwiazdę na mniej niż milisekundę, ale myślę, że nawet zarejestrowanie tego to nie lada wyzwanie.
Silne obawy związane z zanieczyszczeniem nieba powstały z powodu tego, że grupa satelitów pierwszej misji została umieszczona blisko terminatora Ziemi, co oznacza, że noc po nocy Europa – a to było latem – obserwowała epicką scenę, jak satelity przelatywały po niebie w wieczornych zmierzchach. Ponadto symulacje oparte na raportach w FKS pokazały, że satelity na orbicie na wysokości 1150 km będą widoczne nawet po zakończeniu astronomicznych zmierzchów. Generalnie, zmierzchy przechodzą przez trzy etapy: cywilny, morski i astronomiczny – tzn. kiedy słońce znajduje się odpowiednio 6, 12 i 18 stopni poniżej linii horyzontu. Na końcu astronomicznych zmierzchów promienie słoneczne znajdują się około 650 km od powierzchni w zenicie, daleko poza atmosferą i większością niskiej orbity ziemskiej. Na podstawie danych z , uważam, że wszystkie satelity zostaną umieszczone na wysokości poniżej 600 km. W takim przypadku będą widoczne w zmierzchu, ale nie po zapadnięciu nocy, co znacząco zmniejszy potencjalne konsekwencje dla astronomii.
Trzeci problem to zanieczyszczenie orbity. W wskazałem na to, że satelity i zanieczyszczenia poniżej 600 km zejdziesz z orbity w ciągu kilku lat – z powodu oporu atmosfery, co znacznie zmniejsza prawdopodobieństwo wystąpienia syndromu Kesslera. SpaceX mieszają się w brud, jakby wcale nie myśleli o zanieczyszczeniu kosmicznym. Przeglądam szczegóły realizacji Starlink i trudno mi wyobrazić sobie lepszy sposób na zmniejszenie ilości zanieczyszczeń na orbicie.
Satelity są wynoszone na wysokość 350 km, a następnie za pomocą wbudowanych silników odrywają się na przypisaną im orbitę. Każdy satelita, który zginie podczas startu, zejdzie z orbity w ciągu kilku tygodni i nie będzie się błąkał gdzieś wyżej przez najbliższe tysiące lat. Taki układ strategicznie zakłada testowanie swobodnego wejścia. Dodatkowo, satelity Starlink mają płaski przekrój, co oznacza, że tracąc kontrolę nad wysokością, wstępują w gęstsze warstwy atmosfery.
Niewielu wie, że SpaceX stał się pionierem w kosmonautyce, zaczynając używać alternatywnych rodzajów mocowania zamiast zapalników. Praktycznie wszystkie platformy startowe używają zapalników przy uruchamianiu stopni, satelitów, osłon i innych, co zwiększa potencjalną ilość śmieci. SpaceX celowo także zrzuca górne stopnie z orbity, nie pozwalając im na wieczne dryfowanie w kosmosie, aby nie ulegały degradacji w trudnym środowisku kosmicznym.
I w końcu ostatni problem, o którym chciałbym wspomnieć, to szansa, że SpaceX wyprze istniejącą monopolistyczną sytuację na rynku internetu, tworząc własną. W swojej niszy SpaceX już zmonopolizował starty. Tylko pragnienie rywalizujących rządów uzyskania gwarantowanego dostępu do kosmosu nie pozwala na wycofanie drogich i przestarzałych rakiet, które często są budowane przez dużych monopolistycznych kontrahentów z sektora obronnego.
Nie tak trudno wyobrazić sobie, jak w 2030 roku SpaceX będzie uruchamiał 6000 swoich satelitów rocznie, plus kilka satelitów szpiegowskich - dla tradycji. Tanie i niezawodne satelity SpaceX będą sprzedawać "miejsca do stawiania" dla urządzeń stron trzecich. Każdy uniwersytet, który stworzy kamerę nadającą się do użycia w kosmosie, będzie mógł wyprowadzić ją na orbitę, nie ponosząc kosztów budowy całej platformy kosmicznej. Z takim zaawansowanym i nieograniczonym dostępem do kosmosu Starlink już kojarzy się z satelitami, podczas gdy historyczni producenci odchodzą w przeszłość.
W historii były przykłady dalekowzrocznych firm, które zajęły na rynku tak ogromną niszę, że ich nazwy stały się synonimami: Hoover, Westinghouse, Kleenex, Google, Frisbee, Xerox, Kodak, Motorola, IBM.
Problem może wystąpić w momencie, gdy firma-pionier zacznie stosować antykonkurencyjne praktyki, aby utrzymać swoją pozycję na rynku, chociaż od czasów prezydenta Reagana często nie jest to zabronione. SpaceX może utrzymać monopol Starlink, zmuszając innych deweloperów grup satelitarnych do wystrzeliwania satelitów na starych radzieckich rakietach. Podobne działania podjęte przez , w połączeniu z ustaleniem cen transportu poczty, doprowadziło ją w 1934 roku do upadku. Na szczęście, SpaceX raczej na stałe nie zachowa absolutnej monopolu na rakiety wielokrotnego użytku.
Jeszcze większe obawy budzi to, że rozmieszczenie przez SpaceX dziesiątek tysięcy satelitów na niskiej orbicie może zostać zaprojektowane jako przywłaszczenie wspólnego dobra. Prywatna firma, dążąc do osobistych zysków, zagarnie na stałe publicznie dostępne i nieużywane wcześniej pozycje orbitalne. I chociaż innowacje SpaceX pozwoliły na realne zarabianie pieniędzy w próżni, większość kapitału intelektualnego SpaceX została zbudowana na miliardach dolarów przyznanych z budżetu na badania.
Z jednej strony potrzebne są przepisy, które będą chronić środki prywatnych inwestycji, badań i rozwoju. Bez tej ochrony innowatorzy nie będą mogli finansować ambitnych projektów lub przeniosą swoje firmy tam, gdzie taka ochrona będzie im zapewniona. W każdym razie, społeczeństwo ponosi straty, ponieważ nie generuje się zysk. Z drugiej strony potrzebne są przepisy, które ochronią ludzi, nominalnych właścicieli wspólnego dobra, w tym nieba — przed prywatnymi podmiotami nastawionymi na zyski, które przejmują dobra publiczne. Żadne z tych podejść nie jest samo w sobie słuszne ani możliwe. Opracowania SpaceX dają szansę na znalezienie złotego środka na tym nowym rynku. Zrozumiemy, że zostało to osiągnięte, gdy zmaksymalizujemy częstotliwość innowacji i tworzenia dobra publicznego.
Myśli na koniec
Ten artykuł napisałem zaraz po tym, jak zakończyłem inny — . Miałem gorący tydzień. Zarówno Starship, jak i Starlink — to rewolucyjne technologie, które powstają na naszych oczach, w naszych życiach. Jeśli zobaczę, jak dorastają moi wnukowie, bardziej będą zdziwieni tym, że jestem starszy od Starlinka, niż tym, że w moim dzieciństwie nie było telefonów komórkowych (muzealnych eksponatów) ani ogólnodostępnego internetu.
Bogaci i wojsko już od dawna korzystają z internetu satelitarnego, ale powszechny, wspólny i tani Starlink bez Starship po prostu jest niemożliwy.
O starcie mówi się od dawna, jednak Starship, całkiem tania i tym samym interesująca platforma, jest niemożliwa bez Starlink.
O załogowej kosmonautyce mówi się od dawna, a jeśli jesteś — , to macie zielone światło. Z Starship i Starlink eksploracja kosmosu przez ludzi staje się osiągalną, bliską przyszłością, w której zaledwie krok dzieli nas od orbitalnych przedpostów do rozwiniętych przemysłowo miast w dalekim kosmosie.
Źródło: habr.com
