{"id":52898,"date":"2019-11-19T00:00:00","date_gmt":"2019-11-18T21:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/blog_prohoster\/starlink-delo-krupnoe"},"modified":"2020-02-18T14:00:43","modified_gmt":"2020-02-18T11:00:43","slug":"starlink-delo-krupnoe","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/pt\/blog\/news\/starlink-delo-krupnoe","title":{"rendered":"Starlink \u00e9 um grande neg\u00f3cio","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

\"Starlink
\nEste artigo faz parte de uma s\u00e9rie dedicada a um treinamento sobre tecnologias espaciais<\/a><\/noindex>.<\/em><\/p>\n

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Starlink<\/a><\/noindex> \u2014 o plano da SpaceX para fornecer internet atrav\u00e9s de dezenas de milhares de sat\u00e9lites \u2014 \u00e9 o tema principal na imprensa dedicada ao espa\u00e7o. Artigos sobre as \u00faltimas conquistas s\u00e3o publicados semanalmente. Embora a ideia geral seja clara, ao revisar relat\u00f3rios da Comiss\u00e3o Federal de Comunica\u00e7\u00f5es<\/a><\/noindex>, uma pessoa bem motivada (digamos, este humilde servo) pode descobrir muitos detalhes. No entanto, ainda existem muitos equ\u00edvocos associados a essa nova tecnologia, at\u00e9 mesmo entre analistas informados. Frequentemente, encontramos artigos em que a Starlink \u00e9 comparada \u00e0 OneWeb e \u00e0 Kuiper (entre outras), como se competissem em p\u00e9 de igualdade. Outros autores, claramente preocupados com o bem-estar do planeta, alertam sobre o lixo espacial, o direito espacial, padr\u00f5es e seguran\u00e7a da astronomia. Espero que, ao ler este artigo \u2014 bastante longo \u2014, o leitor compreenda melhor e se aproxime da ideia da Starlink.<\/p>\n

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\"Starlink<\/p>\n

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O artigo anterior<\/a><\/noindex> Surpreendentemente, toquei em uma corda sens\u00edvel nas almas dos meus poucos leitores. Nele, expliquei como o Starship ir\u00e1 solidificar a lideran\u00e7a da SpaceX por um longo tempo e ao mesmo tempo proporcionar\u00e1 um mecanismo para novas pesquisas espaciais. O subtexto \u00e9 que a ind\u00fastria tradicional de sat\u00e9lites n\u00e3o consegue acompanhar a SpaceX, que consistentemente aumenta sua capacidade e reduz os custos da fam\u00edlia de foguetes Falcon, colocando a SpaceX em uma posi\u00e7\u00e3o dif\u00edcil. Por um lado, ela criou um mercado avaliado, no melhor dos casos, em alguns bilh\u00f5es por ano. Por outro, alimentou um apetite insaci\u00e1vel por dinheiro \u2014 para a constru\u00e7\u00e3o de um enorme foguete, no qual, no entanto, quase n\u00e3o h\u00e1 ningu\u00e9m para enviar a Marte, e lucros imediatos n\u00e3o est\u00e3o \u00e0 vista.<\/p>\n

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A solu\u00e7\u00e3o para esse par de problemas \u00e9 a Starlink. Ao reunir e lan\u00e7ar seus pr\u00f3prios sat\u00e9lites, a SpaceX poderia criar e definir um novo mercado para acesso \u00e0 comunica\u00e7\u00e3o de alta efici\u00eancia e democratizado atrav\u00e9s do espa\u00e7o, garantir um fluxo financeiro para construir foguetes antes que eles afundem a empresa e aumentar seu valor econ\u00f4mico para trilh\u00f5es. N\u00e3o se deve subestimar a magnitude das ambi\u00e7\u00f5es de Elon. Existem muito poucas ind\u00fastrias que movimentam trilh\u00f5es de d\u00f3lares: energia, transporte de alta velocidade, comunica\u00e7\u00e3o, TI, sa\u00fade, agricultura, governo, defesa. Apesar de equ\u00edvocos comuns, perfura\u00e7\u00e3o espacial<\/a><\/noindex>, extra\u00e7\u00e3o de \u00e1gua na Lua<\/a><\/noindex> e pain\u00e9is solares espaciais<\/a><\/noindex> \u2014 o neg\u00f3cio n\u00e3o \u00e9 vi\u00e1vel. Elon entrou no setor de energia com sua Tesla, mas um mercado confi\u00e1vel e robusto para sat\u00e9lites e lan\u00e7amentos de foguetes s\u00f3 ser\u00e1 garantido pelas telecomunica\u00e7\u00f5es.<\/p>\n

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\"Starlink<\/p>\n

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Foi a primeira vez que Elon Musk olhou para o espa\u00e7o, quando quis investir 80 milh\u00f5es de d\u00f3lares sem fins lucrativos em uma miss\u00e3o para cultivar plantas em um m\u00f3dulo marciano. Construir uma cidade em Marte, provavelmente, custar\u00e1 100.000 vezes mais, ent\u00e3o a Starlink \u00e9 a principal aposta de Musk para garantir um mar de dinheiro t\u00e3o necess\u00e1rio para o financiamento de uma cidade aut\u00f4noma em Marte<\/a><\/noindex>.<\/p>\n

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Para que serve?<\/h3>\n

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Eu j\u00e1 havia planejado este artigo h\u00e1 algum tempo, mas s\u00f3 na semana passada consegui a imagem completa. Naquele momento, a presidente da SpaceX, Gwynne Shotwell, deu uma entrevista incr\u00edvel a Rob Beron, que depois destacou para a CNBC em uma excelente thread no Twitter<\/a><\/noindex> Michael Schitz, e que foi dedicado alguns<\/a><\/noindex> de artigos<\/a><\/noindex>. Esta entrevista mostrou a enorme diferen\u00e7a nas abordagens \u00e0 comunica\u00e7\u00e3o via sat\u00e9lite entre a SpaceX e todos os outros.<\/p>\n

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Conceito Starlink<\/a><\/noindex> nasceu em 2012, quando a SpaceX percebeu que seus clientes \u2014 principalmente provedores de comunica\u00e7\u00e3o via sat\u00e9lite \u2014 tinham enormes reservas de dinheiro. As plataformas de lan\u00e7amento exorbitam os pre\u00e7os para o despliegue de sat\u00e9lites e, de alguma forma, negligenciam uma etapa do trabalho \u2014 como \u00e9 poss\u00edvel? Elon sonhava em criar uma constela\u00e7\u00e3o de sat\u00e9lites para a internet e, incapaz de resistir a uma tarefa quase imposs\u00edvel, colocou o processo em movimento. O desenvolvimento da Starlink n\u00e3o foi desprovido de dificuldades<\/a><\/noindex>, mas ao final deste artigo, voc\u00ea, meu leitor, certamente ficar\u00e1 surpreso com qu\u00e3o pequenas essas dificuldades realmente s\u00e3o \u2014 considerando a escala da ideia.<\/p>\n

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\u00c9 realmente necess\u00e1ria uma agrupamento t\u00e3o enorme para a internet? E por que agora?<\/p>\n

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Apenas na minha mem\u00f3ria, a internet passou de um mero capricho acad\u00eamico para a primeira e \u00fanica infraestrutura revolucion\u00e1ria. Este n\u00e3o \u00e9 o tema para um artigo extenso, mas eu suponho que a demanda global por internet e a receita que ela gera continuar\u00e3o a crescer cerca de 25% ao ano.<\/p>\n

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Hoje, quase todos n\u00f3s obtemos internet de um pequeno n\u00famero de monop\u00f3lios geograficamente isolados. Nos EUA, a AT&T, Time Warner, Comcast e algumas poucas outras empresas dividiram o territ\u00f3rio para evitar a concorr\u00eancia, cobrando pre\u00e7os exorbitantes pelos servi\u00e7os e se banhando em uma quase universalidade de desprezo.<\/p>\n

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Os provedores t\u00eam uma raz\u00e3o s\u00f3lida para seu comportamento n\u00e3o competitivo \u2014 al\u00e9m da gan\u00e2ncia avassaladora. Construir infraestrutura para a internet \u2014 torres de micro-ondas e fibra \u00f3ptica \u2014 \u00e9 extremamente caro. \u00c9 f\u00e1cil esquecer a natureza maravilhosa da internet. Minha av\u00f3 come\u00e7ou a trabalhar durante a Segunda Guerra Mundial como operadora de r\u00e1dio, e na \u00e9poca o tel\u00e9grafo competia em import\u00e2ncia estrat\u00e9gica com os pombo-correio! Para a maioria de n\u00f3s, a superestrada da informa\u00e7\u00e3o \u00e9 algo et\u00e9reo, imaterial, no entanto, os bits viajam por um mundo f\u00edsico, onde existem fronteiras, rios, montanhas, oceanos, tempestades, desastres naturais e outros obst\u00e1culos. J\u00e1 em 1996, quando foi instalada a primeira linha de fibra \u00f3ptica no fundo do oceano, Neal Stephenson escreveu um ensaio abrangente sobre ciber-turismo<\/a><\/noindex>. Com seu estilo afiado caracter\u00edstico, ele descreve vividamente o custo nu e a complexidade de instalar essas linhas, por onde depois correm os malditos 'gato'. Durante a maior parte dos anos 2000, os cabos foram arrastados de tal forma que o custo de implanta\u00e7\u00e3o surpreendia.<\/p>\n

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Uma vez trabalhei em um laborat\u00f3rio \u00f3ptico e (se a mem\u00f3ria n\u00e3o me engana) n\u00f3s quebramos o recorde da \u00e9poca, apresentando uma velocidade de transmiss\u00e3o multiplexada de 500 Gb\/s. As limita\u00e7\u00f5es eletr\u00f4nicas permitiam sobrecarregar cada fibra em apenas 0,1% da capacidade te\u00f3rica. Quinze anos depois, estamos prontos para ultrapassar esse limite: se a transmiss\u00e3o de dados exceder esse limite, a fibra vai derreter, e j\u00e1 estamos muito pr\u00f3ximos disso.<\/p>\n

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Mas, na verdade, \u00e9 preciso levar o fluxo de dados acima da terra pecadora \u2014 para o espa\u00e7o, onde um sat\u00e9lite orbita a \"bola\" 30.000 vezes em cinco anos. Uma solu\u00e7\u00e3o \u00f3bvia, aparentemente \u2014 por que ningu\u00e9m se aventurou a faz\u00ea-lo antes?<\/p>\n

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O grupo de sat\u00e9lites Iridium, desenvolvido e implantado no in\u00edcio da d\u00e9cada de 1990 pela Motorola (lembra deles?), foi a primeira rede de comunica\u00e7\u00e3o global de baixa \u00f3rbita (como \u00e9 tentador contar em este livro<\/a><\/noindex>). Quando foi implantada, a capacidade de rotear pequenos pacotes de dados de rastreadores de ativos se revelou sua \u00fanica aplica\u00e7\u00e3o: os celulares se tornaram t\u00e3o baratos que os telefones via sat\u00e9lite n\u00e3o emplacaram. O Iridium tinha 66 sat\u00e9lites (al\u00e9m de alguns sobressalentes) em 6 \u00f3rbitas \u2014 um conjunto m\u00ednimo para cobrir todo o planeta.<\/p>\n

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Se o Iridium precisava de 66 sat\u00e9lites, por que a SpaceX precisa de dezenas de milhares? O que a torna t\u00e3o diferente?<\/p>\n

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A SpaceX entrou nesse neg\u00f3cio por outro caminho \u2014 come\u00e7ou com lan\u00e7amentos. Tornou-se pioneira na recupera\u00e7\u00e3o do foguete lan\u00e7ador e, assim, dominou o mercado de plataformas de lan\u00e7amento baratas. Tentativas de vencer sua oferta com pre\u00e7os mais baixos n\u00e3o trar\u00e3o muitos lucros, ent\u00e3o a \u00fanica maneira de lucrar com sua capacidade excessiva \u00e9 se tornando cliente deles. Os custos da SpaceX para lan\u00e7ar seus pr\u00f3prios sat\u00e9lites \u2014 um d\u00e9cimo dos custos<\/a><\/noindex> (por 1 kg) do Iridium, e por isso conseguem acessar um mercado muito mais amplo.<\/p>\n

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A cobertura global do Starlink garantir\u00e1 acesso \u00e0 internet de alta qualidade em qualquer canto do mundo. Pela primeira vez, a disponibilidade da internet n\u00e3o depender\u00e1 da proximidade de um pa\u00eds ou cidade \u00e0 linha de fibra \u00f3tica, mas da clareza do c\u00e9u acima. Usu\u00e1rios em todo o mundo ter\u00e3o acesso a uma internet global livre das amarras de monop\u00f3lios governamentais que, em graus variados, s\u00e3o desonestos e\/ou corruptos. A capacidade do Starlink de quebrar esses monop\u00f3lios catalisar\u00e1 mudan\u00e7as positivas de escala incr\u00edvel, que finalmente unir\u00e3o bilh\u00f5es de pessoas em uma comunidade cibern\u00e9tica global do futuro.<\/p>\n

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Um pequeno desvio l\u00edrico: o que isso realmente significa?<\/p>\n

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Para as pessoas que est\u00e3o crescendo hoje, na era da conectividade onipresente, a internet \u00e9 como o ar que respiramos. Ela simplesmente existe. Mas isso \u2014 se esquecermos seu poder incr\u00edvel de trazer mudan\u00e7as positivas \u2014 e j\u00e1 estamos no centro delas. Com a internet, as pessoas podem responsabilizar seus l\u00edderes, se conectar com pessoas do outro lado do mundo, compartilhar ideias e inventar algo novo. A internet une a humanidade. A hist\u00f3ria das moderniza\u00e7\u00f5es \u00e9 a hist\u00f3ria do desenvolvimento de oportunidades para a troca de dados. Primeiro \u2014 atrav\u00e9s de discursos e poesia \u00e9pica. Depois \u2014 pela escrita, que d\u00e1 voz aos mortos e eles falam aos vivos; a escrita permite armazenar dados e possibilita uma comunica\u00e7\u00e3o ass\u00edncrona. A imprensa impressa industrializou a produ\u00e7\u00e3o de not\u00edcias. A comunica\u00e7\u00e3o eletr\u00f4nica acelerou a transmiss\u00e3o de dados pelo mundo. Dispositivos pessoais para armazenar notas foram se tornando progressivamente mais complexos, evoluindo de cadernetas para celulares, cada um deles uma computadora conectada \u00e0 internet, repleta de sensores e se tornando cada vez melhor em prever nossas necessidades.<\/p>\n

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Uma pessoa que utiliza a escrita e um computador no processo de aprendizado tem maiores chances de superar as limita\u00e7\u00f5es de um c\u00e9rebro n\u00e3o perfeitamente desenvolvido. O que \u00e9 ainda mais animador \u00e9 que os celulares s\u00e3o tanto poderosos dispositivos de armazenamento de dados quanto mecanismos de troca de ideias. Se antes as pessoas dependiam da fala, anotando suas ideias em cadernetas, hoje a norma \u00e9 que as cadernetas compartilhem, por conta pr\u00f3pria, as ideias geradas pelas pessoas. O esquema tradicional sofreu uma invers\u00e3o. A continuidade l\u00f3gica desse processo \u00e9 uma forma de metacogni\u00e7\u00e3o coletiva, atrav\u00e9s de dispositivos pessoais, ainda mais integrados em nosso c\u00e9rebro<\/a><\/noindex> e conectados uns aos outros. E embora ainda sintamos saudade da conex\u00e3o perdida com a natureza e da solid\u00e3o, \u00e9 importante lembrar que a tecnologia, e apenas a tecnologia, \u00e9 respons\u00e1vel pela maior parte da nossa liberta\u00e7\u00e3o dos ciclos \"naturais\" de ignor\u00e2ncia, morte prematura (que pode ser evitada), viol\u00eancia, fome e degrada\u00e7\u00e3o dental.<\/p>\n

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Como?<\/h3>\n

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Vamos falar sobre o modelo de neg\u00f3cios e a arquitetura do projeto Starlink.<\/p>\n

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Para que o Starlink se torne uma empresa lucrativa, a entrada de recursos deve superar os custos de constru\u00e7\u00e3o e opera\u00e7\u00e3o. Tradicionalmente, o investimento de capital implica gastos iniciais elevados, o uso de financiamento especializado sofisticado e mecanismos de garantia \u2014 tudo para lan\u00e7ar um sat\u00e9lite. Um sat\u00e9lite de comunica\u00e7\u00e3o geoestacion\u00e1rio pode custar cerca de 500 milh\u00f5es de d\u00f3lares, e sua montagem e lan\u00e7amento podem levar at\u00e9 5 anos. Por isso, as empresas desse setor constroem simultaneamente avi\u00f5es a jato ou navios de cont\u00eaineres. Gastos gigantescos, entradas de recursos que mal cobrem os custos de financiamento e um or\u00e7amento operacional relativamente pequeno. Por outro lado, a falha inicial do Iridium ocorreu porque a Motorola for\u00e7ou o operador a pagar taxas de licenciamento exorbitantes, falindo a empresa em apenas alguns meses.<\/p>\n

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Para operar um neg\u00f3cio desse tipo, as empresas de sat\u00e9lites tradicionais precisavam atender clientes privados e cobrar tarifas altas pela transmiss\u00e3o de dados. Companhias a\u00e9reas, postos de fronteira remotos, navios, zonas de conflito e infraestruturas cr\u00edticas pagam cerca de 5 d\u00f3lares por 1 MB, o que \u00e9 5000 vezes mais caro do que o custo da conex\u00e3o tradicional ADSL, e isso apesar da lat\u00eancia na transmiss\u00e3o de dados e da largura de banda relativamente baixa da conex\u00e3o via sat\u00e9lite.<\/p>\n

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O Starlink planeja competir com provedores de servi\u00e7os terrestres, o que significa que dever\u00e1 entregar dados a um custo menor e, idealmente, cobrar bem menos de 1 d\u00f3lar por 1 MB. Isso \u00e9 poss\u00edvel? Ou, se \u00e9 poss\u00edvel, a pergunta \u00e9: como isso \u00e9 poss\u00edvel?<\/p>\n

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O primeiro ingrediente do novo prato \u00e9 o lan\u00e7amento barato. Atualmente, o Falcon vende um lan\u00e7amento de 24 toneladas por cerca de 60 milh\u00f5es de d\u00f3lares, ou seja, 2500 d\u00f3lares por 1 kg. Contudo, h\u00e1 muitos mais custos internos envolvidos. Os sat\u00e9lites Starlink ser\u00e3o lan\u00e7ados em foguetes reutiliz\u00e1veis, de modo que os custos marginais de um lan\u00e7amento s\u00e3o o custo de um novo est\u00e1gio superior (cerca de 4 milh\u00f5es de d\u00f3lares), dos carenagens (1 milh\u00e3o) e da manuten\u00e7\u00e3o em solo (~1 milh\u00e3o). Totalizando: cerca de 100 mil d\u00f3lares por sat\u00e9lite, ou seja, mais de 1000 vezes mais barato do que o lan\u00e7amento de um sat\u00e9lite de comunica\u00e7\u00e3o convencional.<\/p>\n

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A maioria dos sat\u00e9lites Starlink, no entanto, ser\u00e1 lan\u00e7ada no Starship. E, de fato, a evolu\u00e7\u00e3o do Starlink, como mostram os relat\u00f3rios atualizados na FCC, apresenta algumas uma vis\u00e3o de como, \u00e0 medida que a ideia do Starship se concretizava, ela evolu\u00eda<\/a><\/noindex> a arquitetura interna do projeto. O n\u00famero total de sat\u00e9lites na constela\u00e7\u00e3o aumentou de 1.584 para 2.825, depois para 7.518 e, finalmente, para 30.000. Se acreditarmos nas estimativas brutas, o n\u00famero \u00e9 ainda maior. O n\u00famero m\u00ednimo de sat\u00e9lites para a primeira fase de desenvolvimento, para que o projeto seja vi\u00e1vel, \u00e9 de 60 em 6 \u00f3rbitas (totalizando 360), enquanto para uma cobertura completa dentro de 53 graus do equador, s\u00e3o necess\u00e1rias 24 \u00f3rbitas com 60 sat\u00e9lites (totalizando 1.440). Isso representa 24 lan\u00e7amentos para o Falcon por cerca de 150 milh\u00f5es de d\u00f3lares em custos internos. O Starship, por sua vez, est\u00e1 projetado para lan\u00e7ar at\u00e9 400 sat\u00e9lites de uma s\u00f3 vez, aproximadamente pelo mesmo custo. Os sat\u00e9lites Starlink precisam ser substitu\u00eddos a cada 5 anos, portanto, 6.000 sat\u00e9lites exigir\u00e3o 15 lan\u00e7amentos do Starship por ano. Isso custar\u00e1 cerca de 100 milh\u00f5es por ano, ou 15 mil por sat\u00e9lite. Cada sat\u00e9lite lan\u00e7ado pelo Falcon pesa 227 kg; os sat\u00e9lites lan\u00e7ados pelo Starship poderiam pesar at\u00e9 320 kg e carregar equipamentos adicionais, serem um pouco maiores e ainda n\u00e3o exceder a carga m\u00e1xima permitida.<\/p>\n

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Do que \u00e9 composta a costura dos sat\u00e9lites? Entre os colegas, os sat\u00e9lites Starlink s\u00e3o um tanto incomuns. Eles s\u00e3o montados, armazenados e lan\u00e7ados em forma plana, tornando a produ\u00e7\u00e3o em massa excepcionalmente simples. A experi\u00eancia mostra que o custo de produ\u00e7\u00e3o deve ser aproximadamente igual ao custo do lan\u00e7amento. Se a diferen\u00e7a de pre\u00e7o for grande, significa que os recursos est\u00e3o sendo mal distribu\u00eddos, pois a redu\u00e7\u00e3o percentual dos custos marginais durante a redu\u00e7\u00e3o de despesas n\u00e3o \u00e9 t\u00e3o grande assim. \u00c9 realmente vi\u00e1vel ter 100 mil d\u00f3lares por sat\u00e9lite na primeira leva de algumas centenas? Em outras palavras, ser\u00e1 que o sat\u00e9lite Starlink n\u00e3o \u00e9 mais complexo em constru\u00e7\u00e3o do que um carro?<\/p>\n

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Para responder completamente a esta pergunta, \u00e9 preciso entender por que o custo de um sat\u00e9lite de comunica\u00e7\u00e3o em \u00f3rbita \u00e9 mil vezes maior, mesmo que n\u00e3o seja mil vezes mais complexo. Se formos simplificar, por que o \"hardware\" espacial \u00e9 t\u00e3o caro? Existem muitas raz\u00f5es para isso, mas a mais convincente \u00e9 a seguinte: se o lan\u00e7amento de um sat\u00e9lite em \u00f3rbita (antes do Falcon) custa mais de 100 milh\u00f5es, ele deve funcionar garantidamente por muitos anos \u2014 para gerar algum lucro. Garantir essa confiabilidade no funcionamento do primeiro e \u00fanico produto \u00e9 um processo doloroso e pode levar anos, exigindo o esfor\u00e7o de centenas de pessoas. Adicione a isso os custos, e fica f\u00e1cil justificar os processos adicionais, j\u00e1 que o lan\u00e7amento \u00e9 caro por si s\u00f3.<\/p>\n

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O Starlink quebra essa paradigma, criando centenas de sat\u00e9lites, corrigindo rapidamente as falhas iniciais no design e utilizando t\u00e9cnicas de produ\u00e7\u00e3o em massa para controlar os custos. Pessoalmente, consigo facilmente imaginar uma linha de montagem do Starlink, onde um t\u00e9cnico integra algo novo na estrutura e fixa tudo com uma abra\u00e7adeira pl\u00e1stica (do n\u00edvel da NASA, \u00e9 claro) em uma ou duas horas, mantendo o n\u00edvel necess\u00e1rio de 16 sat\u00e9lites\/dia. O sat\u00e9lite Starlink \u00e9 composto por muitas pe\u00e7as complicadas, mas n\u00e3o vejo raz\u00f5es para que o custo do mil\u00e9simo unidade que sai da linha de montagem n\u00e3o possa ser reduzido para 20 mil. De fato, em maio, Elon Tweetou que o custo de produ\u00e7\u00e3o de um sat\u00e9lite j\u00e1 \u00e9 inferior ao custo de lan\u00e7amento.<\/p>\n

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Vamos pegar um caso m\u00e9dio e analisar o tempo de retorno do investimento, arredondando os n\u00fameros. Um sat\u00e9lite Starlink, cujo custo de montagem e lan\u00e7amento \u00e9 de 100 mil, funciona por 5 anos. Ele se pagar\u00e1 e, se sim, quanto tempo levar\u00e1?<\/p>\n

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Em 5 anos, um sat\u00e9lite Starlink dar\u00e1 30.000 voltas ao redor da Terra. Em cada uma dessas \u00f3rbitas de uma hora e meia, ele passar\u00e1 a maior parte do tempo sobre o oceano e, provavelmente, 100 segundos sobre uma cidade densamente povoada. Nesse curto intervalo, ele transmite dados, apressando-se para ganhar dinheiro. Supondo que a antena suporte 100 feixes e cada feixe transmita 100 Mb\/seg., usando uma codifica\u00e7\u00e3o moderna do tipo 4096QAM<\/a><\/noindex>, o sat\u00e9lite gera 1000 d\u00f3lares de lucro por volta \u2014 com um pre\u00e7o de assinatura de 1 d\u00f3lar por 1 Gb. Isso \u00e9 suficiente para recuperar em uma semana o custo de implanta\u00e7\u00e3o de 100 mil e simplifica bastante a estrutura de capital. Os 29.900 ciclos restantes s\u00e3o lucro, descontadas as despesas fixas.<\/p>\n

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Os n\u00fameros estimados podem variar bastante, para mais ou para menos. Mas, de qualquer forma, se voc\u00ea conseguir colocar em \u00f3rbita baixa um grupo de sat\u00e9lites de qualidade por 100.000 \u2014 ou at\u00e9 mesmo por 1 milh\u00e3o\/uni., \u2014 isso \u00e9 uma amea\u00e7a s\u00e9ria. Mesmo considerando o tempo de uso risivelmente curto, o sat\u00e9lite Starlink pode entregar 30 Pb de dados durante seu per\u00edodo de opera\u00e7\u00e3o \u2014 com um custo amortizado de 0,003 d\u00f3lares por 1 Gb. Al\u00e9m disso, ao transmitir para dist\u00e2ncias maiores, os custos marginais praticamente n\u00e3o aumentam.<\/p>\n

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Para entender a import\u00e2ncia deste modelo, vamos rapidamente compar\u00e1-lo com outros dois modelos de entrega de dados aos consumidores: o tradicional \u2014 fibra \u00f3ptica, e o grupo de sat\u00e9lites oferecido por uma empresa que n\u00e3o se especializa em lan\u00e7amentos de sat\u00e9lites.<\/p>\n

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SEA-WE-ME \u2014 um grande cabo de internet submarino<\/a><\/noindex>, conectando a Fran\u00e7a e Cingapura, foi colocado em opera\u00e7\u00e3o em 2005. A largura de banda \u00e9 de 1,28 Tb\/s, e o custo de implanta\u00e7\u00e3o foi de 500 milh\u00f5es de d\u00f3lares. Se operar a 100% de capacidade durante 10 anos, e as despesas gerais forem 100% dos custos de capital, o pre\u00e7o de transmiss\u00e3o ser\u00e1 de 0,02 d\u00f3lares por 1 Gb. Os cabos transatl\u00e2nticos s\u00e3o mais curtos e um pouco mais baratos, no entanto, o cabo submarino \u00e9 apenas uma entidade em uma longa cadeia de pessoas que querem dinheiro pela transmiss\u00e3o de dados. A estimativa m\u00e9dia para o Starlink acaba sendo 8 vezes mais barata, e eles t\u00eam tudo inclu\u00eddo.<\/p>\n

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Como isso \u00e9 poss\u00edvel? O sat\u00e9lite Starlink inclui todo o hardware complexo necess\u00e1rio para a comuta\u00e7\u00e3o eletr\u00f4nica, que \u00e9 preciso para conectar cabos de fibra \u00f3ptica, apenas que, em vez de um caro e fr\u00e1gil fio, utiliza-se o v\u00e1cuo para a transmiss\u00e3o de dados. A transmiss\u00e3o pelo espa\u00e7o c\u00f3smico reduz o n\u00famero de monop\u00f3lios confort\u00e1veis e obsoletos, permitindo que os usu\u00e1rios se conectem com ainda menos \"equipamento\".<\/p>\n

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Vamos comparar com o desenvolvedor concorrente de sat\u00e9lites OneWeb. A OneWeb planeja criar uma constela\u00e7\u00e3o de 600 sat\u00e9lites, que ser\u00e3o lan\u00e7ados atrav\u00e9s de fornecedores comerciais a um custo de aproximadamente 20.000 d\u00f3lares por 1 kg. O peso de um sat\u00e9lite \u00e9 de 150 kg, ou seja, em condi\u00e7\u00f5es ideais, o lan\u00e7amento de uma unidade custar\u00e1 cerca de 3 milh\u00f5es. O custo do \"hardware\" do sat\u00e9lite \u00e9 estimado em 1 milh\u00e3o por sat\u00e9lite, portanto, at\u00e9 2027, o custo total da constela\u00e7\u00e3o ser\u00e1 de 2,6 bilh\u00f5es. Os testes realizados pela OneWeb mostraram uma capacidade de 50 Mb\/s no pico, idealmente, para cada um dos 16 feixes. Seguindo o mesmo padr\u00e3o que usamos para calcular o custo do Starlink, obtemos: cada sat\u00e9lite da OneWeb gera 80 d\u00f3lares por \u00f3rbita, e ao todo, em 5 anos, trar\u00e1 2,4 milh\u00f5es \u2014 mal cobrindo os custos de lan\u00e7amento, se contarmos tamb\u00e9m a transmiss\u00e3o de dados para regi\u00f5es remotas. No total, temos 1,70 d\u00f3lares por 1 GB.<\/p>\n

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Recentemente, citaram as palavras de Gwynne Shotwell sobre que o Starlink seria supostamente 17 vezes mais barato e mais r\u00e1pido que o OneWeb<\/a><\/noindex>, o que implica um pre\u00e7o competitivo de 0,10 d\u00f3lares por 1 GB. E isso ainda na configura\u00e7\u00e3o inicial do Starlink: com produ\u00e7\u00e3o menos otimizada, lan\u00e7amento no Falcon e limita\u00e7\u00f5es na transmiss\u00e3o de dados \u2014 e apenas com cobertura do norte dos EUA. Assim, a SpaceX tem uma vantagem ineg\u00e1vel: j\u00e1 hoje eles podem lan\u00e7ar um sat\u00e9lite muito mais capaz a um custo (por unidade) 15 vezes mais baixo que o dos concorrentes. O Starship aumentar\u00e1 essa vantagem em 100 vezes, se n\u00e3o mais, ent\u00e3o n\u00e3o \u00e9 dif\u00edcil imaginar que, at\u00e9 2027, a SpaceX lan\u00e7ar\u00e1 30.000 sat\u00e9lites por menos de 1 bilh\u00e3o de d\u00f3lares, a maior parte da qual eles garantem de seu pr\u00f3prio bolso.<\/p>\n

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Estou certo de que existem an\u00e1lises mais otimistas sobre a OneWeb e outros desenvolvedores promissores de constela\u00e7\u00f5es de sat\u00e9lites, mas ainda n\u00e3o sei como eles est\u00e3o organizados.<\/p>\n

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Recentemente, Morgan Stanley contou<\/a><\/noindex>, que os sat\u00e9lites Starlink custar\u00e3o 1 milh\u00e3o para a montagem e 830 mil para o lan\u00e7amento. Gwynne Shotwell, respondeu: ele diz que \"deu um grande bom dia\"<\/a><\/noindex>. Curiosamente, os n\u00fameros s\u00e3o semelhantes aos nossos c\u00e1lculos sobre os custos da OneWeb e, grosso modo, 10 vezes maiores que a estimativa da vers\u00e3o inicial do Starlink. O uso do Starship e da fabrica\u00e7\u00e3o em massa de sat\u00e9lites pode reduzir o custo de implanta\u00e7\u00e3o de sat\u00e9lites para cerca de 35 mil por unidade. E isso \u00e9 um n\u00famero incrivelmente baixo.<\/p>\n

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Resta apenas um ponto \u2014 comparar o lucro por 1 W de energia solar gerada para o Starlink. Segundo fotos em seu site, o painel solar de cada sat\u00e9lite possui uma \u00e1rea de cerca de 60 m\u00b2, ou seja, em m\u00e9dia, gera cerca de 3 kW ou 4,5 kWh por \u00f3rbita. A estimativa \u00e9 que cada \u00f3rbita produza 1000 d\u00f3lares, e cada sat\u00e9lite gera cerca de 220 d\u00f3lares por kWh. Isso \u00e9 10.000 vezes o pre\u00e7o de atacado da energia solar, o que confirma mais uma vez: extrair energia solar no espa\u00e7o \u00e9 um empreendimento sem esperan\u00e7a<\/a><\/noindex>. E a modula\u00e7\u00e3o de micro-ondas para transmiss\u00e3o de dados \u00e9 um custo adicional exorbitante.<\/p>\n

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Arquitetura<\/h3>\n

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Na se\u00e7\u00e3o anterior, eu apresentei de forma bastante abrupta uma parte n\u00e3o trivial da arquitetura do Starlink \u2014 como ela funciona com a densidade populacional extremamente desigual do planeta. O sat\u00e9lite Starlink emite feixes focados que formam manchas na superf\u00edcie do planeta. Os assinantes dentro da mancha compartilham uma largura de banda. As dimens\u00f5es da mancha s\u00e3o determinadas pela f\u00edsica fundamental: sua largura inicial \u00e9 (altura do sat\u00e9lite x comprimento da micro-onda \/ di\u00e2metro da antena), o que para o sat\u00e9lite Starlink, no melhor dos casos, \u00e9 de apenas alguns quil\u00f4metros.<\/p>\n

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Na maioria das cidades, a densidade populacional \u00e9 de cerca de 1000 pessoas\/km\u00b2, embora em algumas \u00e1reas possa ser maior. Em algumas partes de T\u00f3quio ou em Manhattan, uma mancha pode abranger mais de 100.000 pessoas. Felizmente, em qualquer cidade densamente povoada, h\u00e1 um mercado interno competitivo de internet de banda larga, sem mencionar uma rede de telefonia m\u00f3vel altamente desenvolvida. Mas, de qualquer forma, se em algum momento um grande n\u00famero de sat\u00e9lites de um \u00fanico grupo estiver sobre a cidade, a capacidade pode ser aumentada por meio de um espa\u00e7amento espacial das antenas, assim como pela distribui\u00e7\u00e3o de frequ\u00eancias. Em outras palavras, dezenas de sat\u00e9lites podem concentrar o feixe mais poderoso em um s\u00f3 ponto, e os usu\u00e1rios dessa regi\u00e3o utilizar\u00e3o terminais terrestres que distribuir\u00e3o os pedidos entre os sat\u00e9lites.<\/p>\n

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Se nos est\u00e1gios iniciais o mercado mais adequado para servi\u00e7os s\u00e3o \u00e1reas remotas, rurais ou suburbanas, os recursos para lan\u00e7amentos futuros vir\u00e3o de servi\u00e7os de maior qualidade para cidades densamente povoadas. O cen\u00e1rio \u00e9 diretamente oposto ao padr\u00e3o de expans\u00e3o do mercado, onde servi\u00e7os concorrentes direcionados a cidades inevitavelmente enfrentam queda de lucro \u00e0 medida que tentam expandir para \u00e1reas mais pobres e menos povoadas.<\/p>\n

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Alguns anos atr\u00e1s, quando fiz os c\u00e1lculos, este era o melhor mapa de densidade populacional<\/a><\/noindex>.<\/p>\n

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\"Starlink<\/a><\/noindex><\/p>\n

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Eu peguei os dados desta imagem e elaborei 3 gr\u00e1ficos abaixo. O primeiro mostra a frequ\u00eancia da \u00e1rea terrestre por densidade de popula\u00e7\u00e3o. O mais interessante \u00e9 que a maior parte da Terra est\u00e1 realmente despovoada, enquanto praticamente nenhuma regi\u00e3o possui mais de 100 hab.\/km\u00b2.<\/p>\n

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\"Starlink<\/p>\n

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O segundo gr\u00e1fico demonstra a frequ\u00eancia de pessoas por densidade populacional. E embora a maior parte do planeta n\u00e3o esteja povoada, a maior parte das pessoas vive em \u00e1reas onde h\u00e1 de 100 a 1000 pessoas por km\u00b2. A natureza ampliada desse pico (muito mais) reflete a bimodalidade nos padr\u00f5es de urbaniza\u00e7\u00e3o. 100 hab.\/km\u00b2 \u00e9 uma \u00e1rea rural relativamente pouco habitada, enquanto a cifra de 1000 hab.\/km\u00b2 j\u00e1 \u00e9 caracter\u00edstica de \u00e1reas suburbanas. Os centros das cidades facilmente mostram 10.000 hab.\/km\u00b2, enquanto a popula\u00e7\u00e3o de Manhattan chega a 25.000 hab.\/km\u00b2.<\/p>\n

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\"Starlink<\/p>\n

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O terceiro gr\u00e1fico mostra a densidade populacional por latitude. \u00c9 evidente que quase todas as pessoas est\u00e3o concentradas entre 20 e 40 graus de latitude norte. Assim, em grande medida, essa configura\u00e7\u00e3o se formou geogr\u00e1fica e historicamente, j\u00e1 que uma enorme parte do hemisf\u00e9rio sul \u00e9 ocupada pelo oceano. E ainda assim, tal densidade populacional \u00e9 um desafio assustador para os arquitetos de agrupamentos, pois em ambos os hemisf\u00e9rios os sat\u00e9lites passam o mesmo tempo. Al\u00e9m disso, um sat\u00e9lite que orbita a Terra a um \u00e2ngulo, digamos, de 50 graus, passar\u00e1 mais tempo mais pr\u00f3ximo das respectivas latitudes. \u00c9 por isso que a Starlink precisa de apenas 6 \u00f3rbitas para atender ao norte dos EUA, enquanto 24 s\u00e3o necess\u00e1rias para cobrir o equador.<\/p>\n

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\"Starlink<\/p>\n

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De fato, se sobrepusermos o gr\u00e1fico de densidade populacional ao gr\u00e1fico de densidade de sat\u00e9lites, a escolha das \u00f3rbitas se torna \u00f3bvia. Cada histograma representa um dos quatro relat\u00f3rios da SpaceX no FCC. Pessoalmente, sinto que cada novo relat\u00f3rio \u00e9 como uma vers\u00e3o aprimorada do anterior, mas, de qualquer forma, n\u00e3o \u00e9 dif\u00edcil notar como os sat\u00e9lites adicionais aumentam a largura de banda sobre as regi\u00f5es correspondentes no hemisf\u00e9rio norte. Em contrapartida, uma impressionante largura de banda n\u00e3o utilizada permanece sobre o hemisf\u00e9rio sul \u2014 alegra-te, querida Austr\u00e1lia!<\/p>\n

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\"Starlink<\/p>\n

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O que acontece com os dados dos usu\u00e1rios quando chegam ao sat\u00e9lite? Na vers\u00e3o inicial, o sat\u00e9lite Starlink imediatamente os retransmitia de volta para uma esta\u00e7\u00e3o terrestre dedicada pr\u00f3xima \u00e0s \u00e1reas de cobertura. Essa configura\u00e7\u00e3o \u00e9 chamada de \"retransmiss\u00e3o direta\". No futuro, os sat\u00e9lites Starlink ter\u00e3o a capacidade de se comunicar entre si por meio de laser. O pico da troca de dados ocorrer\u00e1 sobre cidades densamente povoadas, mas os dados poder\u00e3o ser distribu\u00eddos pela rede de lasers em duas dimens\u00f5es. Na pr\u00e1tica, isso significa que existe uma enorme possibilidade de uma rede de transporte de comunica\u00e7\u00e3o oculta na rede de sat\u00e9lites, ou seja, os dados dos usu\u00e1rios podem ser \"retransmitidos de volta \u00e0 Terra\" em qualquer local adequado. Na pr\u00e1tica, parece-me que as esta\u00e7\u00f5es terrestres da SpaceX se combinar\u00e3o com n\u00f3s de troca de tr\u00e1fego<\/a><\/noindex> fora das cidades.<\/p>\n

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Aparentemente, a comunica\u00e7\u00e3o entre sat\u00e9lites n\u00e3o \u00e9 uma tarefa trivial, se os sat\u00e9lites n\u00e3o se movem juntos. Nos relat\u00f3rios mais recentes do FCC, s\u00e3o mencionados 11 grupos orbitais distintos de sat\u00e9lites. Dentro de um grupo espec\u00edfico, os sat\u00e9lites se movem a uma mesma altitude, sob um mesmo \u00e2ngulo, com a mesma excentricidade, o que significa que os lasers podem localizar os sat\u00e9lites nas proximidades relativamente f\u00e1cil. Mas as velocidades de aproxima\u00e7\u00e3o entre grupos s\u00e3o medidas em km\/seg., ent\u00e3o a comunica\u00e7\u00e3o entre grupos, se poss\u00edvel, deve ocorrer por meio de conex\u00f5es de microondas curtas e rapidamente controladas.<\/p>\n

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A topologia dos grupos orbitais \u00e9 como a teoria corpuscular-ondas da luz e n\u00e3o se relaciona muito com o nosso exemplo, mas, na minha opini\u00e3o, \u00e9 magn\u00edfica, por isso a inclu\u00ed no artigo. Se este t\u00f3pico n\u00e3o lhe interessa, v\u00e1 diretamente para \"Restri\u00e7\u00f5es da F\u00edsica Fundamental\".<\/p>\n

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O toro \u2014 ou donut \u2014 \u00e9 um objeto matem\u00e1tico definido por dois raios. \u00c9 bastante simples desenhar c\u00edrculos na superf\u00edcie de um toro: paralelamente ou perpendicularmente \u00e0 sua forma. Pode ser interessante para voc\u00ea descobrir \u2014 que existem mais duas outras fam\u00edlias de c\u00edrculos que podem ser desenhados na superf\u00edcie do toro, e ambas passam pelo buraco em seu centro e pela circunfer\u00eancia. Isso \u00e9 o chamado. \"c\u00edrculos de Vallarso\"<\/a><\/noindex>, e eu utilizei essa constru\u00e7\u00e3o quando projetei em 2015 um toroide para a bobina de Tesla \"Homem em Chamas\".<\/p>\n

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\r\n \"Por\r\n
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E embora as \u00f3rbitas dos sat\u00e9lites sejam, estritamente falando, elipses e n\u00e3o c\u00edrculos, a mesma constru\u00e7\u00e3o se aplica no caso do Starlink. O agrupamento de 4.500 sat\u00e9lites em v\u00e1rios planos orbitais, todos sob um mesmo \u00e2ngulo, forma uma camada que se move continuamente sobre a superf\u00edcie da Terra. A camada direcionada para o norte se desdobra acima de um ponto de latitude fixo e se move de volta para o sul. Para evitar colis\u00f5es, as \u00f3rbitas ser\u00e3o ligeiramente alongadas, de modo que a camada que se dirige para o norte ficar\u00e1 alguns quil\u00f4metros acima (ou abaixo) da camada que se dirige para o sul. Juntas, essas duas camadas formam um toro de forma oblata, como mostrado abaixo em um diagrama bastante exagerado.<\/p>\n

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\"Starlink<\/p>\n

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Lembro que, dentro desse toro, a comunica\u00e7\u00e3o ocorre entre sat\u00e9lites vizinhos. De maneira geral, n\u00e3o h\u00e1 conex\u00f5es diretas e prolongadas entre sat\u00e9lites em camadas diferentes, pois as velocidades de aproxima\u00e7\u00e3o para a orienta\u00e7\u00e3o a laser s\u00e3o extremamente altas. A trajet\u00f3ria de transmiss\u00e3o de dados entre as camadas, por sua vez, passa por cima ou por baixo do toro.<\/p>\n

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No total, 30.000 sat\u00e9lites estar\u00e3o dispostos em 11 toros aninhados, muito aqu\u00e9m da \u00f3rbita da ISS! Este diagrama mostra como todas essas camadas est\u00e3o empacotadas, sem exagerar no exc\u00eantrismo.<\/p>\n

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\"Starlink<\/p>\n

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\"Starlink<\/p>\n

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E, finalmente, devemos considerar a altura ideal de opera\u00e7\u00e3o. Existe um dilema: uma altura baixa que proporciona maior capacidade com raios menores, ou uma altura maior que cobre todo o planeta com menos sat\u00e9lites? Com o tempo, os relat\u00f3rios da FCC da SpaceX mencionaram alturas cada vez menores, pois, \u00e0 medida que se aprimora, o Starship torna poss\u00edvel o r\u00e1pido desdobramento de grupos maiores.<\/p>\n

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Altura baixa tamb\u00e9m traz outras vantagens, incluindo um risco reduzido de colis\u00e3o com detritos espaciais ou consequ\u00eancias negativas devido \u00e0 falha de equipamentos. Devido ao aumento da resist\u00eancia atmosf\u00e9rica, os sat\u00e9lites Starlink localizados mais baixos (a 330 km) ir\u00e3o queimar em quest\u00e3o de semanas ap\u00f3s a perda de controle de orienta\u00e7\u00e3o. De fato, 300 km \u00e9 uma altura na qual os sat\u00e9lites raramente operam, e manter essa altitude exigir\u00e1 um motor de foguete el\u00e9trico de Krypton embutido, assim como uma estrutura aerodin\u00e2mica. Teoricamente, um sat\u00e9lite com contorno afilado pode manter est\u00e1vel a altura de 160 km com motor el\u00e9trico, mas \u00e9 improv\u00e1vel que a SpaceX lance sat\u00e9lites t\u00e3o baixos, pois ainda h\u00e1 algumas t\u00e1ticas reservadas para aumentar a capacidade.<\/p>\n

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Limita\u00e7\u00f5es da f\u00edsica fundamental<\/h3>\n

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Parece improv\u00e1vel que os pre\u00e7os para o lan\u00e7amento de um sat\u00e9lite caiam significativamente abaixo de 35 mil, mesmo que a produ\u00e7\u00e3o avance e seja totalmente automatizada, e que as naves Starship sejam completamente reutiliz\u00e1veis. Al\u00e9m disso, n\u00e3o est\u00e1 claro quais limita\u00e7\u00f5es a f\u00edsica impor\u00e1 ao sat\u00e9lite. A an\u00e1lise acima presume uma capacidade m\u00e1xima de 80 Gb\/s (arredondando para 100 raios, cada um capaz de transmitir 100 Mb\/s).<\/p>\n

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O limite extremo da capacidade de canal \u00e9 estabelecido em teorema de Shannon-Hartley<\/a><\/noindex> e \u00e9 dado em estat\u00edsticas de largura de banda (1+SNR). A largura de banda \u00e9 frequentemente limitada pelo espectro dispon\u00edvel<\/a><\/noindex>, enquanto SNR \u00e9 a energia dispon\u00edvel do sat\u00e9lite, o ru\u00eddo de fundo e as interfer\u00eancias no canal devido \u00e0 imperfei\u00e7\u00e3o das antenas<\/a><\/noindex>. Outro obst\u00e1culo not\u00e1vel \u00e9 a velocidade de processamento. Os mais recentes FPGA Xilinx Ultrascale+ t\u00eam capacidade de s\u00e9rie GTM de at\u00e9 58 Gb\/s.<\/a><\/noindex>, o que \u00e9 bom considerando as atuais limita\u00e7\u00f5es de capacidade informacional do canal sem desenvolver ASIC personalizados. Mas mesmo assim, 58 Gb\/s exigir\u00e3o uma distribui\u00e7\u00e3o significativa das frequ\u00eancias, provavelmente nas bandas Ka ou V. A banda V (40\u201375 GHz) tem ciclos mais acess\u00edveis, mas \u00e9 mais suscet\u00edvel \u00e0 absor\u00e7\u00e3o atmosf\u00e9rica, especialmente em \u00e1reas de alta umidade.<\/p>\n

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S\u00e3o pr\u00e1ticos 100 feixes? Este problema tem dois aspectos: a largura do feixe e a densidade do elemento da matriz de antena faseada. A largura do feixe \u00e9 determinada pelo comprimento de onda dividido pelo di\u00e2metro da antena. A matriz de antena faseada digital ainda \u00e9 uma tecnologia especializada, mas as dimens\u00f5es \u00fateis m\u00e1ximas s\u00e3o determinadas pela largura dos fornos de fus\u00e3o<\/a><\/noindex> (aprox. 1 m), e usar comunica\u00e7\u00f5es por radiofrequ\u00eancia pode sair caro. A largura de onda na banda Ka \u00e9 de cerca de 1 cm, com a largura do feixe devendo ser de 0,01 radiano \u2014 com largura de espectro em 50% da amplitude. Suponhamos que o \u00e2ngulo s\u00f3lido do feixe seja de 1 estereoradiano (similar ao campo de vis\u00e3o de uma c\u00e2mera de 50 mm), ent\u00e3o nessa \u00e1rea 2500 feixes individuais seriam suficientes. A linearidade implica que 2500 feixes exigiriam pelo menos 2500 elementos de antena na matriz, o que, em princ\u00edpio, \u00e9 vi\u00e1vel, embora desafiador. E tudo isso vai aquecer bastante!<\/p>\n

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Completamente 2500 canais, cada um suportando 58 Gb\/s, \u00e9 um volume enorme de informa\u00e7\u00e3o \u2014 grosseiramente, cerca de 145 Tb\/s. Para compara\u00e7\u00e3o, todo o tr\u00e1fego da internet em 2020 est\u00e1 previsto em m\u00e9dia em 640 Tb\/s<\/a><\/noindex>. Boas not\u00edcias para aqueles que est\u00e3o preocupados com a largura de banda intrinsecamente baixa da internet por sat\u00e9lite. Se um grupo de 30.000 sat\u00e9lites estiver operacional at\u00e9 2026, o tr\u00e1fego global da internet pode potencialmente atingir 800 Tb\/s. Se metade desse volume for fornecida por cerca de 500 sat\u00e9lites sobre \u00e1reas densamente povoadas em qualquer momento, a capacidade m\u00e1xima de cada sat\u00e9lite seria de aproximadamente 800 Gb\/s, o que \u00e9 10 vezes superior \u00e0s nossas contagens iniciais, ou seja, o influxo de recursos pode potencialmente crescer 10 vezes.<\/p>\n

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Para um sat\u00e9lite em uma \u00f3rbita de 330 quil\u00f4metros, um feixe de 0,01 radianos cobre uma \u00e1rea de 10 km\u00b2. Em \u00e1reas especialmente densamente povoadas, como Manhattan, at\u00e9 300.000 pessoas podem viver nessa \u00e1rea. E se todos eles decidirem assistir Netflix ao mesmo tempo (7 Mbps em qualidade HD)? A demanda total de dados seria de 2000 GB\/s, cerca de 35 vezes superior ao rigoroso limite atual imposto pela interface FPGA de sa\u00edda serial. Dentre essa situa\u00e7\u00e3o, existem duas sa\u00eddas, das quais apenas uma \u00e9 fisicamente vi\u00e1vel.<\/p>\n

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A primeira \u00e9 lan\u00e7ar mais sat\u00e9lites em \u00f3rbita, para que, a qualquer momento, haja mais de 35 acima das \u00e1reas com alta demanda. Se tomarmos novamente 1 estereorradiano para uma se\u00e7\u00e3o aceit\u00e1vel do c\u00e9u e uma altitude orbital m\u00e9dia de 400 km, obtemos uma densidade de agrupamento de 0,0002\/km\u00b2, ou 100.000 ao todo \u2014 se distribu\u00eddos uniformemente por toda a superf\u00edcie da Terra. Lembrando que as \u00f3rbitas selecionadas da SpaceX aumentam drasticamente a densidade de cobertura sobre \u00e1reas densamente povoadas entre 20\u201340 graus de latitude norte, e j\u00e1 o n\u00famero de 30.000 sat\u00e9lites parece m\u00e1gico.<\/p>\n

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A segunda ideia \u00e9 muito mais interessante, mas, infelizmente, irrealiz\u00e1vel. Lembrando que a largura do feixe \u00e9 determinada pela largura da matriz de antenas faseadas. E se v\u00e1rias matrizes em diferentes sat\u00e9lites unirem suas pot\u00eancias, criando um feixe mais estreito \u2014 assim como telesc\u00f3pios de r\u00e1dio como o VLA<\/a><\/noindex> (Very Large Array)? Este m\u00e9todo enfrenta um desafio: a base entre os sat\u00e9lites precisaria ser calculada com precis\u00e3o \u2014 at\u00e9 o submil\u00edmetro \u2014 para estabilizar a fase do feixe. E mesmo que isso fosse poss\u00edvel, o feixe resultante dificilmente manteria l\u00f3bulo lateral, devido \u00e0 baixa densidade do agrupamento de sat\u00e9lites no c\u00e9u. No ch\u00e3o, a largura do feixe seria reduzida a alguns mil\u00edmetros (suficiente para rastrear uma antena de celular), mas haveria milh\u00f5es delas \u2014 devido ao fraco zero intermedi\u00e1rio. Obrigado \u00e0 maldi\u00e7\u00e3o das matrizes de antenas esparsas<\/a><\/noindex>.<\/p>\n

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Descobriu-se que a separa\u00e7\u00e3o de canais por dispers\u00e3o angular \u2014 j\u00e1 que os sat\u00e9lites est\u00e3o espa\u00e7ados no c\u00e9u \u2014 proporciona melhorias adequadas na capacidade sem violar as leis da f\u00edsica.<\/p>\n

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Aplica\u00e7\u00e3o<\/h3>\n

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Qual \u00e9 o perfil dos clientes da Starlink? Por padr\u00e3o, s\u00e3o centenas de milh\u00f5es de usu\u00e1rios que t\u00eam antenas do tamanho de uma caixa de pizza nos telhados de suas casas, mas tamb\u00e9m existem outras fontes de receita alta.<\/p>\n

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Em \u00e1reas remotas e rurais, as esta\u00e7\u00f5es terrestres n\u00e3o necessitam de redes de antenas em fase para maximizar a largura do feixe, permitindo o uso de dispositivos menores: de rastreadores de ativos IoT a telefones via sat\u00e9lite port\u00e1teis, sinalizadores de emerg\u00eancia ou instrumentos cient\u00edficos para monitoramento de animais.<\/p>\n

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Em ambientes urbanos densamente povoados, a Starlink fornecer\u00e1 uma rede de transporte prim\u00e1ria e de backup para a rede celular. Uma esta\u00e7\u00e3o terrestre de alto desempenho pode ser instalada no topo de cada torre de celular, mas utilizando fontes de energia terrestre para refor\u00e7ar e transmitir atrav\u00e9s da \"\u00faltima milha\".<\/p>\n

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E, finalmente, mesmo em \u00e1reas superlotadas, durante o lan\u00e7amento inicial, h\u00e1 a possibilidade de usar sat\u00e9lites de baixa \u00f3rbita com lat\u00eancia excepcionalmente m\u00ednima. As empresas financeiras est\u00e3o dispostas a lhe oferecer grandes quantias de dinheiro \u2014 apenas para obter dados vitais de forma um pouco mais r\u00e1pida de todos os cantos do mundo. E mesmo que os dados transmitidos pela Starlink percorram um caminho mais longo \u2014 atrav\u00e9s do espa\u00e7o \u2014 a velocidade da luz no v\u00e1cuo \u00e9 50% superior \u00e0 do vidro de quartzo, o que mais que compensa a diferen\u00e7a ao transmitir em maiores dist\u00e2ncias.<\/p>\n

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Consequ\u00eancias negativas<\/h3>\n

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A \u00faltima se\u00e7\u00e3o aborda as consequ\u00eancias negativas. O objetivo do artigo \u00e9 libert\u00e1-lo de equ\u00edvocos sobre o projeto, e as potenciais consequ\u00eancias negativas da controv\u00e9rsia s\u00e3o as que mais preocupam. Apresentarei algumas informa\u00e7\u00f5es, evitando interpreta\u00e7\u00f5es excessivas. Afinal, n\u00e3o sou vidente, e n\u00e3o tenho informa\u00e7\u00f5es privilegiadas da SpaceX.<\/p>\n

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Na minha opini\u00e3o, as consequ\u00eancias mais s\u00e9rias v\u00eam do acesso ampliado \u00e0 internet. Mesmo na minha cidade natal, Pasadena, um agitado e tecnicamente avan\u00e7ado munic\u00edpio de um milh\u00e3o de habitantes, que abriga v\u00e1rios observat\u00f3rios, uma universidade de classe mundial e o maior centro da NASA, as op\u00e7\u00f5es em servi\u00e7os de internet s\u00e3o bastante limitadas. Nos Estados Unidos e no resto do mundo, a internet se transformou em um servi\u00e7o b\u00e1sico orientado \u00e0 renda, onde os provedores buscam arrecadar 50 milh\u00f5es de d\u00f3lares por m\u00eas em um ambiente acolhedor e n\u00e3o competitivo. Talvez qualquer servi\u00e7o fornecido a apartamentos e casas residenciais seja um servi\u00e7o p\u00fablico, mas a qualidade dos servi\u00e7os de internet \u00e9 muito mais incerta do que a de \u00e1gua, eletricidade ou g\u00e1s.<\/p>\n

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O problema do status quo \u00e9 que, ao contr\u00e1rio de \u00e1gua, eletricidade ou g\u00e1s, a internet ainda \u00e9 jovem e est\u00e1 em r\u00e1pida evolu\u00e7\u00e3o. Estamos sempre encontrando novas aplica\u00e7\u00f5es para ela. O mais revolucion\u00e1rio ainda n\u00e3o foi descoberto, mas os planos de pacotes sufocam a capacidade de concorr\u00eancia e inova\u00e7\u00e3o. Bilh\u00f5es de pessoas permanecem de fora da revolu\u00e7\u00e3o digital<\/a><\/noindex> por causa das circunst\u00e2ncias de seu nascimento, ou porque seu pa\u00eds est\u00e1 muito longe da grande rota dos cabos submarinos. Em grandes regi\u00f5es do planeta, a internet ainda \u00e9 entregue por sat\u00e9lites geoestacion\u00e1rios, a pre\u00e7os exorbitantes.<\/p>\n

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Starlink, por outro lado, que fornece internet constantemente do c\u00e9u, desafia esse modelo. N\u00e3o conhe\u00e7o outra maneira melhor de conectar bilh\u00f5es de pessoas \u00e0 internet. A SpaceX est\u00e1 se tornando um provedor de internet e, potencialmente, uma empresa de internet que pode competir com Google e Facebook. Aposto que voc\u00ea nem havia pensado nisso.<\/p>\n

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Que a internet via sat\u00e9lite \u00e9 a melhor op\u00e7\u00e3o, n\u00e3o \u00e9 \u00f3bvio. A SpaceX, e somente a SpaceX, est\u00e1 em uma posi\u00e7\u00e3o para rapidamente criar uma vasta constela\u00e7\u00e3o de sat\u00e9lites, pois s\u00f3 ela passou uma d\u00e9cada quebrando o monop\u00f3lio governamental-militar no lan\u00e7amento de espa\u00e7onaves. Mesmo que a Iridium tivesse superado o mercado de telefonia celular dez vezes, ela ainda assim n\u00e3o teria alcan\u00e7ado uma ampla ado\u00e7\u00e3o usando plataformas de lan\u00e7amento tradicionais. Sem a SpaceX e seu modelo de neg\u00f3cios \u00fanico, \u00e9 bem prov\u00e1vel que a internet via sat\u00e9lite global simplesmente nunca aconte\u00e7a.<\/p>\n

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O segundo grande impacto ser\u00e1 na astronomia. Ap\u00f3s o lan\u00e7amento dos primeiros 60 sat\u00e9lites Starlink, uma onda de cr\u00edticas surgiu da comunidade astron\u00f4mica internacional, apontando que a quantidade aumentada de sat\u00e9lites obstruir\u00e1 o acesso ao c\u00e9u noturno. Existe um ditado: entre os astr\u00f4nomos, quem tem o telesc\u00f3pio maior \u00e9 considerado o melhor. Sem exagero, fazer astronomia na era moderna \u00e9 uma tarefa extremamente dif\u00edcil, assemelha-se a uma luta incessante para melhorar a qualidade da an\u00e1lise diante do crescente polui\u00e7\u00e3o luminosa e outras fontes de ru\u00eddo.<\/p>\n

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Menos ainda um astr\u00f4nomo precisa de milhares de sat\u00e9lites brilhantes piscando no foco do telesc\u00f3pio. De fato, a primeira constela\u00e7\u00e3o Iridium ganhou m\u00e1 fama por causar 'brilhamentos' devido aos grandes pain\u00e9is que refletiam a luz solar em pequenas \u00e1reas da Terra. Houve ocasi\u00f5es em que eles alcan\u00e7aram o brilho de um quarto da Lua e, por vezes, at\u00e9 danificaram acidentalmente sensores astron\u00f4micos sens\u00edveis. N\u00e3o s\u00e3o infundadas as preocupa\u00e7\u00f5es de que a Starlink invadir\u00e1 as faixas de r\u00e1dio utilizadas na radioastronomia.<\/p>\n

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Se voc\u00ea baixar um aplicativo para rastrear sat\u00e9lites, poder\u00e1 ver dezenas de sat\u00e9lites voando no c\u00e9u em uma noite clara. Os sat\u00e9lites s\u00e3o vis\u00edveis ap\u00f3s o p\u00f4r do sol e antes do amanhecer, mas apenas quando iluminados pelos raios solares. Mais tarde, durante a noite, os sat\u00e9lites ficam invis\u00edveis \u00e0 sombra da Terra. Pequenos e extremamente distantes, movem-se muito rapidamente. H\u00e1 uma chance de que eles cubram uma estrela distante por menos de um milissegundo, mas, penso eu, at\u00e9 detectar isso \u00e9 um grande aborrecimento.<\/p>\n

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Uma forte preocupa\u00e7\u00e3o em rela\u00e7\u00e3o ao brilho do c\u00e9u surgiu porque a primeira leva de sat\u00e9lites foi posicionada pr\u00f3xima ao terminador da Terra, ou seja, noite ap\u00f3s noite, a Europa \u2014 e isso aconteceu no ver\u00e3o \u2014 observou uma cena \u00e9pica de sat\u00e9lites cruzando o c\u00e9u ao anoitecer. Al\u00e9m disso, simula\u00e7\u00f5es baseadas em relat\u00f3rios do FKC mostraram que os sat\u00e9lites na \u00f3rbita a 1150 km ainda seriam vis\u00edveis mesmo ap\u00f3s o t\u00e9rmino do crep\u00fasculo astron\u00f4mico. Na verdade, o crep\u00fasculo passa por tr\u00eas est\u00e1gios: civil, n\u00e1utico e astron\u00f4mico, ou seja, quando o sol est\u00e1 a 6, 12 e 18 graus abaixo da linha do horizonte, respectivamente. No final do crep\u00fasculo astron\u00f4mico, os raios solares est\u00e3o aproximadamente a 650 km da superf\u00edcie no z\u00eanite, bem acima da atmosfera e da maior parte da \u00f3rbita terrestre baixa. Com base nos dados do site Starlink<\/a><\/noindex>, acredito que todos os sat\u00e9lites ser\u00e3o posicionados a uma altitude inferior a 600 km. Nesse caso, eles poder\u00e3o ser vistos durante o crep\u00fasculo, mas n\u00e3o ap\u00f3s a chegada da noite, o que reduzir\u00e1 significativamente as poss\u00edveis consequ\u00eancias para a astronomia.<\/p>\n

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O terceiro problema \u00e9 o lixo orbital. No post anterior<\/a><\/noindex> eu apontei que sat\u00e9lites e lixo abaixo de 600 km reentrar\u00e3o na atmosfera dentro de alguns anos \u2014 devido \u00e0 resist\u00eancia atmosf\u00e9rica, diminuindo bastante a possibilidade do s\u00edndrome de Kessler. A SpaceX est\u00e1 lidando com isso como se n\u00e3o pensasse em lixo espacial algum. Aqui estou revisando os detalhes da implementa\u00e7\u00e3o do Starlink, e me \u00e9 dif\u00edcil imaginar uma maneira melhor de reduzir a quantidade de lixo na \u00f3rbita.<\/p>\n

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Os sat\u00e9lites s\u00e3o elevados a 350 km, e ent\u00e3o partem para a \u00f3rbita designada usando motores internos. Qualquer sat\u00e9lite que falhe durante o lan\u00e7amento descer\u00e1 \u00e0 \u00f3rbita em algumas semanas e n\u00e3o ficar\u00e1 vagando por a\u00ed nos pr\u00f3ximos milhares de anos. Essa configura\u00e7\u00e3o estrategicamente implica testes para uma reentrada livre. Al\u00e9m disso, os sat\u00e9lites Starlink t\u00eam se\u00e7\u00e3o transversal plana, o que significa que, ao perder o controle de altitude, eles entram nas camadas densas da atmosfera.<\/p>\n

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Poucos sabem que a SpaceX se tornou pioneira na explora\u00e7\u00e3o espacial ao come\u00e7ar a usar m\u00e9todos alternativos de fixa\u00e7\u00e3o em vez de propulsores pirot\u00e9cnicos. Praticamente todas as plataformas de lan\u00e7amento utilizam propulsores pirot\u00e9cnicos para implantar est\u00e1gios, sat\u00e9lites, carenagens e afins, aumentando assim a quantidade potencial de detritos. Al\u00e9m disso, a SpaceX intencionalmente remove os est\u00e1gios superiores da \u00f3rbita, evitando que eles fiquem vagando pelo espa\u00e7o eternamente, para que n\u00e3o se deteriorem e se desintegrem em um ambiente espacial hostil.<\/p>\n

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E, finalmente, o \u00faltimo problema que gostaria de mencionar \u00e9 a possibilidade de a SpaceX substituir o atual monop\u00f3lio da internet ao criar o seu pr\u00f3prio. Em seu nicho, a SpaceX j\u00e1 monopolizou os lan\u00e7amentos. Apenas o desejo de governos concorrentes de garantir acesso ao espa\u00e7o impede a aposentadoria de foguetes caros e obsoletos, frequentemente constru\u00eddos por grandes contratantes monopolistas do setor de defesa.<\/p>\n

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N\u00e3o \u00e9 t\u00e3o dif\u00edcil imaginar que, em 2030, a SpaceX comece a lan\u00e7ar 6000 de seus sat\u00e9lites anualmente, al\u00e9m de alguns sat\u00e9lites espi\u00f5es \u2014 por uma quest\u00e3o de tradi\u00e7\u00e3o. Os sat\u00e9lites baratos e confi\u00e1veis da SpaceX estar\u00e3o oferecendo 'espa\u00e7os para equipamentos' de terceiros. Qualquer universidade que crie uma c\u00e2mera utiliz\u00e1vel no espa\u00e7o poder\u00e1 coloc\u00e1-la em \u00f3rbita sem ter que arcar com os custos de constru\u00e7\u00e3o de toda uma plataforma espacial. Com esse acesso avan\u00e7ado e ilimitado ao espa\u00e7o, a Starlink j\u00e1 \u00e9 associada a sat\u00e9lites, enquanto os fabricantes hist\u00f3ricos desaparecem.<\/p>\n

<\/p>\n

Na hist\u00f3ria, h\u00e1 exemplos de empresas vision\u00e1rias que ocuparam um nicho t\u00e3o grande no mercado que seus nomes se tornaram gen\u00e9ricos: Hoover, Westinghouse, Kleenex, Google, Frisbee, Xerox, Kodak, Motorola, IBM.<\/p>\n

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O problema pode surgir quando a empresa pioneira adota pr\u00e1ticas anticompetitivas para manter sua participa\u00e7\u00e3o no mercado, embora isso muitas vezes n\u00e3o seja proibido desde a era do presidente Reagan. A SpaceX pode manter o monop\u00f3lio da Starlink, for\u00e7ando outros desenvolvedores de constela\u00e7\u00f5es de sat\u00e9lites a lan\u00e7arem seus sat\u00e9lites em antigos foguetes sovi\u00e9ticos. A\u00e7\u00f5es semelhantes foram empreendidas United Aircraft and Transportation company<\/a><\/noindex>, juntamente com a fixa\u00e7\u00e3o dos pre\u00e7os de transporte de correio, levou-a ao colapso em 1934. Felizmente, a SpaceX dificilmente manter\u00e1 uma monopoliza\u00e7\u00e3o absoluta de foguetes reutiliz\u00e1veis para sempre.<\/p>\n

<\/p>\n

Outra preocupa\u00e7\u00e3o \u00e9 que a implanta\u00e7\u00e3o de dezenas de milhares de sat\u00e9lites da SpaceX em \u00f3rbita baixa pode ser projetada como uma coapta\u00e7\u00e3o do patrim\u00f4nio comum. Uma empresa privada, buscando lucro pessoal, poder\u00e1 apropriar-se permanentemente de posi\u00e7\u00f5es orbitais que antes eram de acesso p\u00fablico e n\u00e3o ocupadas. Embora as inova\u00e7\u00f5es da SpaceX tenham realmente permitido gerar receita no v\u00e1cuo, a maior parte do capital intelectual da SpaceX foi constru\u00edda com bilh\u00f5es de d\u00f3lares do or\u00e7amento destinado a pesquisas.<\/p>\n

<\/p>\n

Por um lado, s\u00e3o necess\u00e1rias leis que protejam os investimentos privados, pesquisas e desenvolvimentos. Sem essa prote\u00e7\u00e3o, os inovadores n\u00e3o conseguir\u00e3o financiar projetos ambiciosos ou poder\u00e3o transferir suas empresas para lugares onde essa prote\u00e7\u00e3o est\u00e1 assegurada. De qualquer forma, o p\u00fablico sofre, pois n\u00e3o h\u00e1 forma\u00e7\u00e3o de lucro. Por outro lado, \u00e9 necess\u00e1rio que existam leis que protejam as pessoas, os propriet\u00e1rios nominalmente dos bens comuns, incluindo o c\u00e9u \u2014 de entidades privadas orientadas para a renda, que anexam bens p\u00fablicos. Uma coisa ou outra, sozinhas, n\u00e3o s\u00e3o justas nem mesmo poss\u00edveis. As inova\u00e7\u00f5es da SpaceX oferecem a chance de encontrar um meio-termo nesse novo mercado. Saberemos que isso foi encontrado quando maximizarmos a frequ\u00eancia de inova\u00e7\u00f5es e a forma\u00e7\u00e3o de riqueza p\u00fablica.<\/p>\n

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Pensamentos finais<\/h3>\n

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Escrevi este artigo assim que terminei outro \u2014 sobre a Starship<\/a><\/noindex>. Foi uma semana intensa. Tanto a Starship quanto a Starlink s\u00e3o tecnologias revolucion\u00e1rias que est\u00e3o sendo desenvolvidas diante de nossos olhos, em nossas vidas. Quando eu vir meus netos crescerem, eles estar\u00e3o mais surpresos por eu ser mais velho que a Starlink do que pelo fato de que na minha inf\u00e2ncia n\u00e3o havia celulares (exemplares de museu) ou internet acess\u00edvel como um todo.<\/p>\n

<\/p>\n

Os ricos e os militares j\u00e1 est\u00e3o usando internet via sat\u00e9lite h\u00e1 muito tempo, mas uma Starlink geral, acess\u00edvel e barata sem a Starship \u00e9 simplesmente imposs\u00edvel.<\/p>\n

<\/p>\n

Fala-se h\u00e1 muito sobre o lan\u00e7amento, mas a Starship, que \u00e9 uma plataforma bastante barata e interessante, n\u00e3o \u00e9 vi\u00e1vel sem a Starlink.<\/p>\n

<\/p>\n

A explora\u00e7\u00e3o espacial com tripula\u00e7\u00e3o \u00e9 um tema debatido h\u00e1 muito tempo, e se voc\u00ea \u00e9 um piloto de ca\u00e7a a jato, al\u00e9m de neurocirurgi\u00e3o<\/a><\/noindex>, ent\u00e3o voc\u00ea est\u00e1 com luz verde. Com o Starship e o Starlink, a explora\u00e7\u00e3o espacial pelo ser humano \u00e9 um futuro alcan\u00e7\u00e1vel e pr\u00f3ximo, onde a dist\u00e2ncia entre um posto orbital e cidades industrializadas no espa\u00e7o profundo \u00e9 m\u00ednima.<\/p>\n

Fonte: habr.com<\/a><\/p>","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"excerpt":{"rendered":"

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