Starlink — veľká záležitosť

Tento článok je zo série venovanej vzdelávaniu v oblasti kozmonautiky.

Starlink — plán SpaceX rozvádzať internet prostredníctvom desiatok tisíc satelitov — je hlavnou témou v tlači venovanej kozmu. Každý týždeň vychádzajú články o najnovších úspechoch. Ak je celkový obraz jasný, po preštudovaní správ od Federálnej komisie pre komunikáciu, dobre motivovaný človek (povedzme, váš pokorný sluha) môže nájsť veľmi veľa detailov. Napriek tomu je s touto novou technológiou spojených stále veľa mylných predstáv, dokonca aj medzi osvietenými pozorovateľmi. Niekedy sa objavujú články, v ktorých porovnávajú Starlink s OneWeb a Kuiper (medzi inými), akoby súťažili na rovnakej úrovni. Iní autori, zjavne znepokojení blahom planéty, volajú po regulácii kozmického odpadu, kozmickom práve, normách a bezpečnosti astrónomie. Dúfam, že po prečítaní tohto — pomerne dlhého — článku čitateľ lepšie porozumie a prenikne do myšlienky Starlink.

Predchádzajúci článok nečakane zasiahla citlivú strunu v dušiach mojich málo početných čitateľov. V nej som vysvetľoval, ako Starship dlhodobo vytiahne SpaceX na vrchol a zároveň poskytne mechanizmus pre nové výskumy vesmíru. Podtext je taký, že tradičný satelitný priemysel nie je schopný držať krok so SpaceX, ktorá stabilne zvyšuje kapacity a znižuje náklady na rodinu rakiet Falcon, čím dostáva SpaceX do ťažkej situácie. Na jednej strane formovala trh v hodnote, v najlepšom prípade, niekoľkých miliárd ročne. Na strane druhej však v sebe vzbudzovala nezmerný apetít po peniazoch — na stavbu obrovskej rakety, na ktorej, ako sa zdá, skoro niet koho poslať na Mars, a ani nemôžeme očakávať okamžitý zisk.

Riešením tohto dvojitého problému je Starlink. Zbieraním a vysielaním vlastných satelitov by SpaceX mohla vytvoriť a definovať nový trh pre vysokoefektívny a demokratizovaný prístup k komunikácii cez vesmír, zabezpečiť prílev financií na výstavbu rakety, kým by tá ešte nepochovala spoločnosť, a zvýšiť svoju ekonomickú hodnotu na miliardy. Netreba podceňovať rozsah ambícií Elona. Existuje len niekoľko odvetví, v ktorých sa točia bilióny dolárov: energetika, vysokorýchlostná doprava, telekomunikácie, IT, zdravotníctvo, poľnohospodárstvo, vláda, obrana. Napriek rozšíreným omylom, vesmírne vŕtanie, ťažba vody na Mesiaci a vesmírne slnečné panely — podnikanie nie je životaschopné. Elon sa zapojil do energetiky so svojou Teslou, ale spoľahlivý a schopný trh pre satelity a vypúšťanie rakiet zabezpečia len telekomunikácie.

Prvýkrát sa Elon Musk pozrel do vesmíru, keď chcel bezodplatne investovať 80 miliónov dolárov do misie na pestovanie rastlín na marsovskej sonde. Výstavba mesta na Marse sa pravdepodobne bude stáť 100 000-krát viac, takže Starlink je hlavná stávka Muska na zabezpečenie mora peňazí, tak potrebných na sponzorstvo autonómneho mesta na Marse.

Na čo?

Túto článok som plánoval už dávno, ale až minulý týždeň som mal celkový obraz. Vtedy prezidentka SpaceX Gwynne Shotwell dala Robu Baronovi ohromujúci rozhovor, ktorý potom pre CNBC výborne zverejnil v vlákne Twitter Michael Schietz, a ktorému bola venovaná niekoľkých článkov. Tento rozhovor ukázal obrovský rozdiel v prístupoch k satelitnej komunikácii medzi SpaceX a všetkými ostatnými.

Koncept Starlink sa zrodila v roku 2012, keď si v SpaceX uvedomili, že ich klienti — predovšetkým poskytovatelia satelitnej komunikácie — majú obrovské zásoby peňazí. Vypúšťacie platformy dvíhajú ceny za nasadenie satelitov a pritom akosi vynechávajú jeden krok práce — ako to? Elon sníval o vytvorení satelitnej konštelácie pre internet a neodolal takmer neuskutočniteľnej úlohe a spustil proces. Vývoj Starlink neprebehol bez ťažkostí, ale na konci tohto článku sa, môj čitateľ, určite čudujete, aké sú naozaj tieto ťažkosti malé — vzhľadom na rozmach myšlienky.

Načo je vlastne taká obrovská skupina na internet? A prečo práve teraz?

Len v mojej pamäti sa internet z čisto akademickej zábavy premenil na prvú a jedinú revolučnú infraštruktúru. Toto nie je téma, ktorou by sa mala zaoberať rozsiahla článok, ale predpokladám, že globálna potreba po internete a príjmy, ktoré generuje, budú naďalej rásť približne o 25% ročne.

Dnes takmer všetci získavame internet od malého počtu geograficky izolovaných monopolov. V USA AT&T, Time Warner, Comcast a zopár menších hráčov rozdelili územie, aby sa vyhli konkurencii, a pýtajú za služby horibilné ceny, pričom plávajú v takmer univerzálnom hneve.

Pre nekonkurenčné správanie poskytovateľov existuje naozaj opodstatnený dôvod — okrem všetkých pohlcujúcich chamtivostí. Vybudovanie infraštruktúry pre internet — mikrovlnné mobilné veže a optické vlákna — je veľmi a veľmi drahé. Ľahko sa dá zabudnúť na zázračnú povahu internetu. Moja babička začala prvýkrát pracovať ako spojačka počas druhej svetovej vojny, pričom telegraf vtedy súťažil o vedúcu strategickú úlohu s poštovými holubmi! Pre väčšinu z nás je informačná superdiaľnica niečo efemérne, nemateriálne, no bity putujú fyzickým svetom, v ktorom existujú hranice, rieky, hory, oceány, búrky, prírodné katastrofy a ďalšie prekážky. Ešte v roku 1996, keď bola položená prvá optická vlna po oceánskom dne, Neil Stevenson napísal vyčerpávajúce esej o kyberturizme. Svojím nezameniteľným ostrým štýlom živo popisuje nahé náklady a zložitosti pokladania týchto liniek, po ktorých sa stále pohybujú prekliate "kotvy". Po väčšinu 2000-tych rokov sa káble ťahali tak, že náklady na nasadenie ohromovali.

Niekedy som pracoval v optickej laboratórii a (ak si správne pamätám) prekonali sme rekord tej doby, dosiahnuc rýchlosť multiplexného prenosu 500 Gb/s. Obmedzenia elektroniky umožnili zaťažiť každé vlákno na 0,1% od teoretickej priepustnosti. O pätnásť rokov neskôr sme pripravení prekročiť prah: ak prenos dát prekročí tento limit, vlákno sa roztaví a sme už na túto hranicu veľmi blízko.

A treba zdvihnúť prúd dát nad hriešnou zemou — do kozmu, kde satelit obletí 'guľu' 30 000-krát na päť rokov bez prekážok. Zjavné, zdalo by sa, riešenie — tak prečo sa to predtým nikto neujal?

Skupina satelitov Iridium, vyvinutá a nasadená na začiatku 90. rokov spoločnosťou Motorola (pamätáte si ich?), sa stala prvou globálnou nízkoorbitalnou komunikačnou sieťou (ako lákavo sa opisuje v tejto knihe). Keď ju nasadili, jej špecializovaná schopnosť smerovať malé balíky dát od sledovačov aktív dostala do vyžaduje, pretože mobilné telefóny sa tak znížili na náklady, že satelitné telefóny sa nikdy nedostali na trh. Iridium malo 66 satelitov (plus niekoľko rezervných) na 6 orbitách — minimálny set na pokrytie celej planéty.

Ak stačilo Iridium 66 satelitov, prečo SpaceX potrebuje desiatky tisíc? Čím sa odlišuje?

SpaceX sa do tohto podnikania dostala z opačného konca — začínala s vypúšťaním. Stala sa priekopníkom v oblasti zachovania nosnej rakety a tak získala trh lacných odpaľovacích miest. Pokusy prekonať ich ponuku nižšími cenami neprinesú veľa ziskov, takže jediný spôsob, ako profitovať z ich nadbytočnej kapacity, je stať sa ich zákazníkom. Náklady SpaceX na vypúšťanie vlastných satelitov sú desatina nákladov (na 1 kg) Iridium, a preto majú schopnosť vstúpiť na podstatne širší trh.

Celosvetové pokrytie Starlink zabezpečí prístup k vysokokvalitnému internetu na akomkoľvek mieste na svete. Po prvýkrát bude dostupnosť internetu závisieť nie od blízkosti krajiny alebo mesta k optickému vláknu, ale od čistoty oblohy nad hlavou. Používatelia po celom svete získajú prístup k slobodnému globálnemu internetu, nezávisle od svojich národných vládnych monopolov, ktoré môžu byť rôznym spôsobom zlými a/alebo nepoctivými. Schopnosť Starlink narušiť tieto monopoly vyvolá nesmierne pozitívne zmeny, ktoré konečne spoja miliardy ľudí do globálneho kybernetického spoločenstva budúcnosti.

Malé literárne odbočenie: čo to vlastne znamená?

Pre ľudí, ktorí rastú dnes, v ére všadeprítomnosti, je internet ako vzduch, ktorý dýchame. Je jednoducho tu. Ale to je, ak zabudneme na jeho neuveriteľnú silu prinášať pozitívne zmeny — a už sme v ich strede. S pomocou internetu môžu ľudia zodpovedať svojim lídrom, komunikovať s inými na druhej strane sveta, zdieľať myšlienky, vymýšľať niečo nové. Internet spája ľudstvo. História modernizácií je históriou rozvoja možností na výmenu údajov. Najprv — prostredníctvom rečí a epickej poézie. Potom — písomnosťou, ktorá dáva hlas mŕtvym a oni sa obracajú na živých; písomnosť umožňuje uchovávať dáta a sprístupňuje asynchrónnu komunikáciu. Tlačená média umožnili masovú výrobu správ. Elektronická komunikácia — urýchlila prenos údajov po svete. Osobné zariadenia na uchovávanie poznámok sa postupne stávali zložitejšími, vyvíjajúc sa od zápisníkov po mobilné telefóny, z ktorých každý je pripojený počítač k internetu, preplnený senzormi a každý deň lepšie predpovedá naše potreby.

Človek, ktorý využíva písanie a počítač pri poznávaní, má väčšiu šancu prekonať obmedzenia neideálne vyvinutého mozgu. Ešte viac nás teší, že mobilné telefóny sú aj mocné zariadenia na uchovávanie údajov a mechanizmy výmeny myšlienok. Zatiaľ čo predtým sa ľudia pri zdieľaní myšlienok spoliehali na reč, ktorú zapisovali do poznámok, dnes je normou, že poznámky samy zdieľajú myšlienky, ktoré vygenerovali ľudia. Tradičný model sa obrátil. Logické pokračovanie procesu je nejaká forma kolektívneho metakognície prostredníctvom osobných zariadení. ešte tesnejšie integrovaných do našich mozgov a prepojených navzájom. A hoci ešte nostalgiujeme po stratenej spätnej väzbe s prírodou a osamotení, je dôležité pamätať si, že technológia a len technológia zodpovedá za väčšinu nášho oslobodenia od "prírodných" cyklov nevedomosti, predčasnej smrti (ktorú je možné sa vyhnúť), násilia, hladu a ochorení zubov.

Ako?

Porozprávajme sa o obchodnom modeli a architektúre projektu Starlink.

Aby sa Starlink stal ziskovým podnikom, musí príliv prostriedkov prevyšovať náklady na výstavbu a prevádzku. Tradične investície zahŕňajú zvýšené počiatočné náklady, použitie sofistikovaného špecializovaného financovania a poistných mechanizmov - a to všetko na spustenie satelitu. Geostacionárny komunikačný satelit môže stáť 500 miliónov dolárov a jeho zostavenie a spustenie môže trvať 5 rokov. Preto spoločnosti v tomto odbore súčasne stavajú reakčné lietadlá alebo kontajnerové lode. Obrovské výdavky, príliv prostriedkov, ktorý sotva pokrýva náklady na financovanie, a relatívne malý prevádzkový rozpočet. Naopak, krach pôvodného Iridia spočíval v tom, že Motorola donútila operátora zaplatiť likvidačné licenčné poplatky, čo bankrotovalo podnikanie za pár mesiacov.

Aby mohli vykonávať podobný biznis, museli tradičné satelitné spoločnosti obsluhovať súkromných klientov a účtovať vysoké tarify za prenos dát. Letecké spoločnosti, vzdialené výspy, lode, bojové zóny a kľúčové infraštruktúrne objekty platia približne 5 dolárov za 1 MB, čo je 5000-krát drahšie ako náklady na tradičné ADSL pripojenie, a to aj napriek oneskoreniu pri prenose dát a relatívne nízkej priepustnosti satelitného pripojenia.

Starlink plánuje konkurencia s pozemnými poskytovateľmi služieb, a preto bude musieť dodávať dáta lacnejšie a ideálne účtovať oveľa menej ako 1 dolár za 1 MB. Je to možné? Alebo, ak to je možné, stojí za to sa opýtať: ako to je možné?

Prísada nového receptu — nízke náklady na štart. Dnes Falcon predáva štart pre 24 ton za približne 60 miliónov dolárov, čo je 2500 dolárov za 1 kg. Napriek tomu sú však oveľa väčšie vnútorné náklady. Satelity Starlink budú vypúšťané na raketách s opakovaným použitím, takže marginálne náklady na jeden štart sú náklady na novú druhú stupeň (niekde okolo 4 miliónov dolárov), obal (1 milión) a pozemnú údržbu (~1 milión). Celkovo: niekde okolo 100 000 dolárov za satelit, t.j. viac než 1000-krát lacnejšie ako štart bežného komunikačného satelitu.

Väčšina satelitov Starlink, ako sa však ukáže, bude štartovať na Starship. A naozaj, evolúcia Starlink, ako ukazujú aktualizované správy v FCC, poskytuje určitý predstava o tom, ako sa počas realizácie myšlienky Starship vyvíjala vnútorná architektúra projektu. Celkový počet satelitov v sústave vzrástol z 1 584 na 2 825, potom na 7 518 a nakoniec na 30 000. Ak veríme hrubým nahromadeniam, číslo je ešte vyššie. Minimálny počet satelitov pre prvú fázu vývoja, aby bol projekt životaschopný, je 60 kusov na 6 orbitách (spolu 360), zatiaľ čo pre úplné pokrytie v rámci 53 stupňov od rovníka je potrebných 24 orbitov po 60 satelitov (spolu 1440). To predstavuje 24 vypustení pre Falcon za nejakých 150 miliónov dolárov vnútorných nákladov. Starship je navrhnutý na vypustenie až 400 satelitov naraz, zhruba za tú istú cenu. Satelity Starlink bude potrebné vymieňať každých 5 rokov, takže 6000 satelitov bude vyžadovať 15 vypustení Starship za rok. To bude stáť približne 100 miliónov ročne, alebo 15 tisíc na satelit. Každý satelit vypustený na Falcon váži 227 kg; satelity vyvíjané na Starship by mohli vážiť aj 320 kg a niesť na sebe externé prístroje, byť niekoľko väčšie a pritom neprekročiť povolenú záťaž.

Z čoho sa skladá cena satelitov? Medzi svojimi príbuznými sú satelity Starlink niekoľko nezvyčajné. Skladajú sa, skladujú a vypúšťajú v plochom tvare, preto sú mimoriadne jednoduché na masovú výrobu. Ako ukazuje prax, výrobné náklady by mali zhruba zodpovedať nákladom na vypúšťanie. Ak je cenový rozdiel veľký, znamená to, že sú zdroje nesprávne rozdelené, pretože komplexné zníženie marginálnych nákladov pri znižovaní výdavkov nie je až také veľké. Skutočne je možné mať ceny 100 tisíc dolárov za satelit pri prvej sérii niekoľkých stoviek? Inými slovami, nie je satelit Starlink v zostave zložitejší ako auto?

Aby sme na túto otázku úplne odpovedali, musíme pochopiť, prečo cena orbitálneho komunikačného satelitu je 1000-krát vyššia, hoci nie je 1000-krát zložitejšia. Ak sa na to pozrieme jednoducho, prečo sú vesmírne "stroje" také drahé? Dôvodov je mnoho, ale najpresvedčivejší je tento: ak štart satelitu na orbitu (pred Falconom) stál viac ako 100 miliónov, musí zaručene fungovať mnoho rokov — aby priniesol aspoň nejaký profit. Zabezpečiť takú spoľahlivosť prvej a jedinnej jednotky je bolestivý proces, ktorý môže trvať roky a vyžadovať úsilie stoviek ľudí. K tomu pripočítajte náklady a je jednoduché ospravedlniť dodatočné procesy, keďže samotný štart je už tak drahý.

Starlink túto paradigmu rozpadá tým, že vytvára stovky satelitov, rýchlo opravením raných nedostatkov v dizajne a využívaním techník masovej výroby na kontrolu nákladov. Osobne si ľahko predstavujem linku Starlink, na ktorej technik integruje do konštrukcie niečo nové a upevňuje to plastovým sťahovacím pásikom (samozrejme na úrovni NASA) za hodinu-dve, pričom udržiava potrebnú úroveň výmeny 16 satelitov/deň. Satelit Starlink sa skladá z mnohých zložitých súčiastok, ale nevidím dôvody, prečo by cena tisíceho kusu z výrobnej linky nemohla klesnúť na 20 tisíc. A skutočne, v máji Elon písal na Twitter, že výrobné náklady satelitu sú už nižšie ako náklady na štart.

Zoberme priemerný prípad a analyzujme dobu návratnosti, zaokrúhľujúc čísla. Jeden satelit Starlink, ktorého zostavenie a vypustenie stojí 100 tisíc, funguje 5 rokov. Vráti sa, a ak áno, tak ako rýchlo?

Za 5 rokov obletí satelit Starlink Zem 30 000-krát. Počas týchto poltora-hodinových obletov strávi väčšinu času nad oceánom a pravdepodobne 100 sekúnd nad husto osídleným mestom. V tomto krátkom okne aj prenáša dáta, usilujúc sa zarobiť peniaze. Ak predpokladáme, že anténa podporuje 100 lúčov a každý lúč prenáša 100 Mb/s, pričom používa moderné kódovanie typu 4096QAM, satelit generuje 1000 dolárov zisku za jedno kolo — pri cene predplatného 1 dolár za 1 Gb. To je dostatočné na to, aby sa náklady na rozšírenie vo výške 100 000 dolárov vrátili za týždeň a veľmi uľahčuje štruktúru kapitálu. Zostávajúcich 29 900 kôl je čistý zisk po odpočítaní fixných nákladov.

Predpokladané čísla sa môžu veľmi líšiť, a to v oboch smeroch. Ale v každom prípade, ak dokážeš vyniesť na nízku orbitu kvalitnú skupinu satelitov za 100 000 — alebo, nech je to aj 1 milión/jednotka, — je to vážna ponuka. Aj keď zohľadníme smiešne krátky čas využitia, satelit Starlink dokáže počas svojho prevádzkového času preniesť 30 Pb dát — pri amortizovanej cene 0,003 dolárov za 1 Gb. Pri prenose na väčšie vzdialenosti sa marginálne náklady prakticky nezvyšujú.

Aby sme pochopili význam tohto modelu, porovnajme ho stručne s dvoma inými modelmi dodávky dát zákazníkom: tradičným — optickým káblom a satelitnou skupinou ponúkanou spoločnosťou, ktorá sa nepospecializuje na vypúšťanie satelitov.

SEA-WE-ME — veľký podvodný internetový kábel, spájajúci Francúzsko a Singapur, bol uvedený do prevádzky v roku 2005. Priepustnosť — 1,28 Tb/s, náklady na rozšírenie — 500 miliónov dolárov. Ak bude fungovať 10 rokov na 100% kapacite a prevádzkové náklady sa budú pohybovať okolo 100% kapitálových nákladov, cena prenosu vyjde na 0,02 dolára za 1 Gb. Transatlantické káble sú kratšie a o niečo lacnejšie, avšak podvodný kábel je len jednou z entít v dlhom reťazci ľudí, ktorí chcú získať peniaze za prenos dát. Priemerná cena pre Starlink sa javí byť 8-krát lacnejšia a pritom s nimi „všetko zahrnuté“.

Ako je to možné? Satelit Starlink obsahuje všetky zložitosti potrebné na elektronické prepínanie, ktoré sú potrebné pre spojenie optických káblov, len miesto drahého a krehkého drôtu sa na prenos dát používa vakuum. Prenos prostredníctvom vesmíru znižuje počet pohodlných a zastaraných monopolov, čo užívateľom umožňuje spojiť sa prostredníctvom ešte menšieho množstva „hardvéru“.

Porovnajme s konkurenčným satelitným vývojárom OneWeb. OneWeb plánuje vytvoriť konšteláciu 600 satelitov, ktoré spustí prostredníctvom komerčných dodávateľov za cenu približne 20 000 dolárov za 1 kg. Hmotnosť jedného satelitu je 150 kg, t.j., za ideálnych podmienok, uvedenie jedného zariadenia na orbitu bude stáť približne 3 milióny. Cena satelitného „hardvéru“ je odhadovaná na 1 milión na satelit, t.j. do roku 2027 bude celková cena celej konštelácie 2,6 miliardy. Testy, ktoré vykonala spoločnosť OneWeb, preukázali priepustnosť až 50 Mb/s. v špičke, ideálne, na každé z 16 lúčov. Podľa tej istej schémy, ktorou sme vypočítali náklady Starlink, dostávame: každý satelit OneWeb generuje 80 dolárov za oblet, a za 5 rokov prinesie 2,4 milióna — sotva pokrývajúc náklady na uvedenie na orbitu, ak počítame aj prenos dát do odľahlých oblastí. Súhrnne dostávame 1,70 dolára za 1 GB.

Nedávno citovali slová Gwynne Shotwell, že Starlink je údajne 17-krát lacnejší a rýchlejší ako OneWeb, čo naznačuje konkurenčnú cenu 0,10 dolára za 1 GB. A to ešte pri počiatočnej konfigurácii Starlink: s menej optimalizovanou výrobou, vypúšťaním na Falcon a obmedzeniami v prenosu dát — a iba s pokrytím severu USA. Z toho vyplýva, že SpaceX má nepopierateľnú výhodu: už dnes môžu vypustiť oveľa schopnejší satelit za cenu (za jednotku) 15-krát nižšiu ako konkurencia. Starship zvýši tento rozdiel až 100-krát, ak nie viac, takže nie je ťažké si predstaviť, ako do roku 2027 SpaceX vypustí 30 000 satelitov za menej ako 1 miliardu dolárov, z čoho väčšinu zabezpečia zo svojich vlastných zdrojov.

Som si istý, že existujú aj optimistickejšie analýzy týkajúce sa spoločnosti OneWeb a iných sľubných vývojárov satelitných konštelácií, ale zatiaľ neviem, ako to u nich funguje.

Nedávno Morgan Stanley vypočítal, že satelity Starlink budú stáť 1 milión za zmontovanie a 830 000 za uvedenie na orbitu. Gwynne Shotwell odpovedala: údajne „spravil takoooooý prešľap“. Zaujímavé je, že čísla sú podobné našim výpočtom ohľadom nákladov OneWeb, a približne 10-krát vyššie ako odhady počiatočnej verzie Starlink. Použitie Starship a priemyselnej výroby satelitov môže znížiť náklady na nasadenie satelitov na približne 35 000 za jednotku. A to je naozaj prekvapivo nízka suma.

Zostal už len jeden bod — porovnať zisk na 1 W slnečnej energie generovanej pre Starlink. Podľa fotografií na ich webe má solárny panel každého satelitu plochu približne 60 m², t.j. v priemere generuje približne 3 kW alebo 4,5 kWh na obrat. Podľa približného odhadu každé kolo prinesie 1000 dolárov, pričom každý satelit generuje približne 220 dolárov na kWh. To je 10 000-krát viac ako veľkoobchodná cena slnečnej energie, čo opäť potvrdzuje: získavať slnečnú energiu vo vesmíre — beznádejný podnik. A modulácia mikrovĺn na prenos dát — neznesiteľné pridané náklady.

Architektúra

V predchádzajúcej časti som pomerne hrubo predstavil netriviálne podstatnú časť architektúry Starlink — ako funguje s mimoriadne nerovnomernou hustotou obyvateľstva na planéte. Satelit Starlink vyžaruje zaostrené lúče, ktoré tvoria škvrny na povrchu planéty. Predplatitelia v rámci škvrny delia jednu šírku pásma. Veľkosti škvrny sú určené fundamentálnou fyzikou: pôvodne jej šírka je (výška satelitu x dĺžka mikrovlny / priemer antény), čo pre satelit Starlink v najlepšom prípade predstavuje niekoľko kilometrov.

Vo väčšine miest je hustota obyvateľstva približne 1000 osôb / km², aj keď občas aj vyššia. V niektorých oblastiach Tokia alebo na Manhattane sa môže na škvrnu pripadať viac ako 100 000 ľudí. Našťastie, v každom takomto husto osídlenom meste existuje konkurentný vnútorný trh s vysokorýchlostným internetom, nehovoriac o vysoko rozvinutej sieti mobilných telefónov. Ale, akoby to nebolo, ak je v ktoromkoľvek danom momente nad mestom prítomných množstvo satelitov jednej konštelácie, šírku pásma je možné zvýšiť priestorovým rozmiestnením antén, ako aj rozdelením frekvencií. Inými slovami, desiatky satelitov môžu zaostriť najvýkonnejší lúč na jednom mieste, pričom používatelia v tejto oblasti budú využívať pozemné terminály, ktoré rozdelia dopyt medzi satelity.

Ak na počiatočných etapách je najvhodnejším trhom pre služby - odľahlé, vidiecke alebo prímestské oblasti, prostriedky na ďalšie spustenia prídu z kvalitnejších služieb v hustejšie obývaných mestách. Scenár - je presne opačný k štandardnej schéme expanzie trhu, pri ktorej konkurentné služby orientované na mestá nevyhnutne trpia poklesom zisku - počas pokusov o expanziu smerom k chudobnejším a menej osídleným oblastiam.

Pred niekoľkými rokmi, keď som vykonal prepočty, to bola najlepšia mapa hustoty obyvateľstva.

Získal som údaje z tohto obrázka a zostavil 3 grafy uvedené nížšie. Prvý ukazuje frekvenciu pozemnej plochy podľa hustoty osídlenia. Najzaujímavejšie je, že väčšina Zeme nie je obývaná, zatiaľ čo takmer v žiadnom regióne nie je viac ako 100 obyvateľov/km².

Druhý graf ukazuje frekvenciu ľudí podľa hustoty obyvateľstva. A hoci väčšina planéty nie je obývaná, hlavná časť ľudí žije v oblastiach, kde bývajú 100–1000 obyvateľov na km². Rozšírená povaha tohto vrcholu (aspoň o poriadok väčšia) odráža bimodálnosť v schémach urbanizácie. 100 obyvateľov/km² - to je relatívne slabé osídlenie vidieka, zatiaľ čo číslo 1000 obyvateľov/km² je už typické pre prímestie. Centrá miest ľahko ukazujú 10 000 obyvateľov/km², zatiaľ čo populácia Manhattanu sa pohybuje okolo 25 000 obyvateľov/km².

Tretí graf ukazuje hustotu osídlenia podľa šírky. Je zjavné, že takmer všetci ľudia sú sústredení v rozmedzí od 20 do 40 stupňov severnej šírky. Takto to bolo historicky a geograficky, pretože obrovská časť južnej pologule je pokrytá oceánom. Napriek tomu je taká hustota obyvateľstva - desivá výzva pre architektov skupinového usporiadania, pretože v oboch pologuliach satelity trávia rovnaké množstvo času. Navyše, satelit, ktorý obieha okolo Zeme, pod uhlom, povedzme, 50 stupňov, strávi viac času bližšie k uvedeným hraniciam podľa šírky. Preto Starlink na obsluhu severu USA potrebuje iba 6 orbit, zatiaľ čo na pokrytie rovníka - 24.

Naozaj, ak skombinujete graf hustoty obyvateľstva s grafom hustoty satelitnej skupiny, výber orbit sa stáva zrejmým. Každý histogram predstavuje jednu z štyroch správ SpaceX v FKZ. Osobne sa mi zdá, že každá nová správa je ako doplnenie predchádzajúcej, ale tak či onak, nie je ťažké si všimnúť, ako dodatočné satelity zvyšujú priepustnosť nad príslušnými regiónmi na severnej pologuli. Naopak, pôsobivá nevyužitá priepustnosť sa zachováva nad južnou pologuľou — raduj sa, domovská Austrália!

Čo sa deje s používateľskými údajmi, keď dorazia k satelitu? V pôvodnej verzii satelitu Starlink okamžite prenášal späť na vyhradenú pozemnú stanicu blízko servisných zón. Takáto konfigurácia sa nazýva „priamy retransmitér“. V budúcnosti budú satelity Starlink mať schopnosť komunikovať medzi sebou laserom. Svojho maxima dosiahne výmena údajov nad hustými mestami, ale údaje sa dajú distribuovať po sieti laserov v dvoch rozmeroch. V praxi to znamená, že existuje obrovská príležitosť pre skrytú prepravnú komunikačnú sieť v sieti satelitov, to znamená, že používateľské údaje môžu byť „druhýkrát prenášané na Zem“ v akomkoľvek vhodnom mieste. V praxi sa mi zdá, že pozemné stanice SpaceX sa budú kombinovať s uzlami výmeny prevádzky mimo miest.

Ukazuje sa, že komunikácia satelit–satelit nie je triviálna úloha, ak satelity sa nepohybujú spoločne. V najnovších správach vo FKZ sa uvádza 11 vyjadrených orbitálnych skupín satelitov. V rámci konkrétnej skupiny sa satelity pohybujú na rovnakej výške, pod rovnakým sklonom a s rovnakým excentricitou, čo znamená, že lasery môžu satelity nájsť v tesnej blízkosti relatívne ľahko. Ale rýchlosti priblíženia medzi skupinami sa merajú na km/s, preto komunikácia medzi skupinami, ak je možná, musí prebiehať prostredníctvom krátkych, rýchlo riadených mikrovlnných spojení.

Topológia orbitálnych skupín je ako korpuskulárno-vlnová teória svetla a príliš sa netýka nášho príkladu, ale, podľa mňa, je nádherná, preto som ju zahrnul do článku. Ak vás táto časť nezaujíma, prejdite rovno na "Obmedzenia fundamentálnej fyziky."

Tor — alebo donut — je matematický objekt definovaný dvoma polomermi. Na povrchu toru je dosť jednoduché nakresliť kružnice: buď rovnobežne, alebo kolmo na jeho tvar. Možno vás zaujme objav, že existujú ešte dve ďalšie rodiny kruhov, ktoré je možné zobraziť na povrchu toru, a obe prechádzajú otvorom v jeho strede a okolo obrysu. To sú tzv. "kružnice Vallarso", a túto konštrukciu som použil, keď som v roku 2015 navrhoval toroid pre Teslovu cievku "Horúci človek."

A hoci orbity satelitov sú striktne povedané elipsy, nie kruhy, rovnaká konštrukcia je použiteľná aj v prípade Starlink. Skupina z 4500 satelitov na niekoľkých orbitálnych rovinách, všetky pod jedným uhlom, vytvára nad povrchom Zeme nepretržite sa pohybujúcu plochu. Plocha orientovaná na sever nad daným bodom šírky sa otáča a pohybuje sa späť na juh. Aby sa predišlo kolíziám, orbity budú mierne predĺžené, takže pohybujúca sa na sever plocha sa ocitne o niekoľko kilometrov vyššie (alebo nižšie) ako tá, ktorá sa pohybuje na juh. Spolu tieto dve plochy vytvárajú tor vyfúknutého tvaru, ako je znázornené nižšie na silne zjednodušenej schéme.

Pripomínam, že v rámci tohto tori sa komunikácia uskutočňuje medzi susediacimi satelitmi. Vo všeobecnosti medzi satelitmi v rôznych plochách nie sú priame a dlhodobé spojenia, pretože rýchlosti priblíženia pre laserové nasmerovanie sú príliš vysoké. Trajektória prenosu dát medzi plochami sa, naopak, pohybuje nad alebo pod torom.

Celkovo 30 000 satelitov bude umiestnených v 11 vnorených toroch, ďaleko za orbitou ISS! Na tejto schéme je znázornené, ako sú tieto plochy poskladané, bez prehnaného excentricity.

A nakoniec by sme sa mali zamyslieť nad optimálnou výškou letu. Existuje dilema: nízka výška, ktorá poskytuje väčšiu priepustnosť pri menších rozmeroch lúčov, alebo vysoká, ktorá pokrýva celú planétu pri menšom počte satelitov? S časom sa vo výkazoch FCC od SpaceX uvádzalo o stále nižších výškach, pretože zdokonaľovaním sa Starship umožňuje rýchle nasadenie väčších konštelácií.

Nízka výška má aj ďalšie výhody, vrátane zníženého rizika zrážky s kozmickým odpadom alebo negatívnych následkov zlyhania zariadenia. Vzhľadom na zvýšený atmosférický odpor budú satelity Starlink umiestnené nižšie (330 km) zhorené v priebehu niekoľkých týždňov po strate kontroly orientácie. A skutočne, 300 km je výška, na ktorej satelity takmer nelietajú, a udržiavanie výšky si bude vyžadovať zabudovaný elektro-raketový motor Krypton, rovnako ako aerodynamický dizajn. Teoreticky by satelit dostatočne špicatého tvaru mohol stabilne udržiavať výšku 160 km na elektro-raketovom motore, ale je nepravdepodobné, že by SpaceX spúšťalo satelity tak nízko, pretože ešte existuje niekoľko trikov na zvýšenie priepustnosti.

Obmedzenia fundamentálnej fyziky

Zdá sa nepravdepodobné, že ceny na umiestnenie satelitu niekedy klesnú pod 35 tisíc, aj keď výroba bude pokročilá a plne automatizovaná, a lode Starship budú plne opakovateľné; okrem toho nie je úplne jasné, aké obmedzenia na satelit fyzika uvalí. Uvedená analýza predpokladá maximálnu priepustnosť 80 Gb/s (ak zaokrúhlime na 100 lúčov, z ktorých každý je schopný prenášať 100 Mb/s).

Krajné maximálne limity priepustnosti kanála sú stanovené na teoréme Shannon-Hartley a sú dané v štatistike šírky pásma (1+SNR). Šírka pásma je často obmedzená dostupným spektrom, zatiaľ čo SNR je dostupná energia satelitu, pozadový šum a rušenie na kanáli vzhľadom na neideálnosť antén. Ďalšou významnou prekážkou je rýchlosť spracovania. Najnovšie FPGA Xilinx Ultrascale+ majú GTM-sériovú priepustnosť až do 58 Gb/s., čo je dobré pri aktuálnych obmedzeniach informačnej kapacity kanála bez vývoja používateľských ASIC. Ale aj tak 58 Gb/s si vyžaduje značné rozdelenie frekvencií, pravdepodobne v pásmach Ka- alebo V-diапазóna. V (40–75 GHz) má prístupnejšie cykly, ale je viac vystavené absorpcii atmosférou, najmä v oblastiach so zvýšenou vlhkosťou.

Sú praktické 100 lúče? Tento problém má dva aspekty: šírku lúča a hustotu prvku fázovanej anténnej mriežky. Šírka lúča je určená dĺžkou vlny delenou priemerom antény. Digitálna fázovaná anténna mriežka je stále špecializovaná technológia, ale maximálne využiteľné rozmery sú určené šírkou. peci na tavenie (približne 1 m), a používanie rádiových frekvenčných komunikácií je zbytočne drahé. Šírka vlny v Ka-pásme je asi 1 cm, pričom šírka lúča musí byť 0,01 radiána — pri šírke spektra na úrovni 50% amplitúdy. Predpokladajme, že telesný uhol lúča je 1 steradián (analógicky s pokrytím objektívu 50 mm kamery), potom v tejto oblasti 2500 jednotlivých lúčov bude stačiť. Linárnosť znamená, že 2500 lúčov bude vyžadovať minimálne 2500 anténnych prvkov v rámci mriežky, čo je v princípe realizovateľné, hoci ťažko uskutočniteľné. A navyše, to všetko sa bude výrazne prehrievať!

Celkom 2500 kanálov, z ktorých každý podporuje 58 Gb/s, predstavuje obrovské množstvo informácií — ak to spriemerníme, je to 145 Tb/s. Pre porovnanie, celkový internetový traffic v roku 2020 sa očakáva na priemernej úrovni 640 Tb/s. Dobre správy pre tých, ktorí sú znepokojení zásadne nízkou šírkou pásma satelitného internetu. Ak skupina 30 000 satelitov začne fungovať do roku 2026, globálny internetový traffic by potenciálne mohol dosiahnuť 800 Tb/s. Ak polovica z tohto objemu bude dodávaná ~500 satelitmi nad hustou populáciou v akomkoľvek danom okamihu, maximálna priepustnosť na každý satelit bude približne 800 Gb/s, čo je 10-krát viac ako naše pôvodné základné výpočty, t.j. príliv finančných prostriedkov potenciálne narastá 10-krát.

Pre satelit na orbite vo výške 330 km, lúč s rozšírením 0,01 radiána pokrýva plochu 10 km². V obzvlášť husto obývaných oblastiach, ako je Manhattan, môže na tejto ploche žiť až 300 000 ľudí. A ak sa všetci naraz posadia pozerať Netflix (7 Mb/s v HD kvalite)? Celkový dopyt po dátach by dosiahol 2000 GB/s, čo je približne 35-násobne vyššie ako súčasné prísne obmedzenie, ktoré stanovuje PLIS rozhraním pre sériový výstup. Z tejto situácie existujú dva východy, z ktorých fyzicky je možný iba jeden.

Prvý — vydať na orbit viac satelitov, aby v akomkoľvek danom okamihu nad oblasťami s vysokým dopytom viselo viac ako 35 kusov. Ak opäť vezmeme 1 steradián pre akceptovateľnú adresovateľnú časť neba a priemernej výške orbity 400 km, dostaneme hustotu zoskupenia 0,0002/km², alebo celkovo 100 000 — ak ich rovnomerne rozmiestnime po celej zemskom povrchu. Pripomíname, že vybrané orbity SpaceX výrazne zvyšujú hustotu pokrytia nad husto obývanými oblasťami v rozmedzí 20–40 stupňov severnej šírky, a už číslo 30 000 satelitov sa zdá byť magickým.

Druhá myšlienka je omnoho zaujímavejšia, ale, žiaľ, nerealizovateľná. Pripomínam, že šírka lúča je určená šírkou fázovanej anténnej matice. Čo ak by sa množstvo mriežok na viacerých satelitoch spojilo na mocnosti, čím by sa vytvoril užší lúč — presne ako rádioteleskopy, ako je VLA (veľmi veľký anténny systém)? Táto metóda sa spája s jednou komplikáciou: základňa medzi satelitmi by sa musela starostlivo vypočítať — s presnosťou na submilimeter — aby sa stabilizovala fáza lúča. A aj keby to bolo možné, výsledný lúč sotva udrží bočné laloky, vzhľadom na nízku hustotu satelitného zoskupenia na oblohe. Na zemi by sa šírka lúča zužila na niekoľko milimetrov (dostatočne na sledovanie antény mobilného telefónu), ale bolo by ich milióny — kvôli slabému medzizáložnému nulovaniu. Ďakujem prekliatiu preradenej anténnej mriežky.

Zjavne, rozdelenie kanálov uhlovým roznesením — veď satelity sú rozmiestnené po oblohe — zabezpečuje adekvátne zlepšenia v priepustnosti bez porušenia fyzikálnych zákonov.

Použitie

Aký je profil zákazníka Starlink? Predvolene ide o stovky miliónov používateľov, ktorí majú na strechách domov antény veľkosti krabice od pizze, no existujú aj iné zdroje vysokého príjmu.

V odľahlých a vidieckych oblastiach nie sú priemyselným stanicám potrebné fázované anténne mriežky na maximalizáciu šírky lúča, takže je možné použiť menšie predplatiteľské zariadenia: od sledovačov IoT až po vreckové satelitné telefóny, núdzové majáky či vedecké prístroje na sledovanie zvierat.

V hustých mestských prostrediach Starlink zabezpečí primárnu a záložnú prepravnú sieť pre mobilné siete. Na každú mobilnú vežu sa môže nainštalovať výkonná priemyselná stanica, avšak je potrebné využiť miestne zdroje energie na zosilnenie a prenos cez "poslednú míľu".

A nakoniec, aj v preľudnených oblastiach je počas primárneho spúšťania možnosť aplikácie pre nízkoorbitálne satelity s mimoriadne minimálnou latenciou. Finančné spoločnosti vám sami ponúkajú značné sumy — len aby ste dostali životne dôležité údaje z celého sveta o čosi rýchlejšie. A aj keď údaje cez Starlink majú dlhšiu cestu ako obvykle — cez vesmír — rýchlosť šírenia svetla vo vákuu je o 50 % vyššia ako v quartzovom skle, čo to vynahrádza pri prenose na väčšie vzdialenosti.

Negatívne dôsledky

Posledná časť sa zaoberá negatívnymi dôsledkami. Cieľom článku je zbaviť vás mylných predstáv o projekte a potenciálne negatívne dôsledky diskusií vyvolávajú najviac obáv. Ponúknem niektoré informácie, pričom sa zdržím nadmerných výkladov. Napokon nie som veštec a nemám žiadne poznatky z SpaceX.

Najzávažnejšie dôsledky podľa môjho názoru nesie zvýšený prístup k internetu. Aj v mojom rodnom Pasadene, rušnom a technicky rozvinutom miliónovom meste, kde sa nachádza niekoľko observatórií, svetoznáma univerzita a najväčšie centrum NASA, je výber internetových služieb dosť obmedzený. Po celých USA a na zvyšku sveta sa internet stal prenájom orientovanou verejnou službou, pričom poskytovatelia si radi siahnu na svojich 50 miliónov dolárov mesačne v pohodlnom, nekonkurenčnom prostredí. Snáď každá služba dodávaná do bytov a obytných domov je verejnou službou, ale kvalita internetových služieb nie je tak stabilná ako voda, elektrina alebo plyn.

Problém status quo spočíva v tom, že na rozdiel od vody, elektriny alebo plynu je internet stále mladý a rýchlo sa vyvíja. Neustále mu nachádzame nové využitie. Najrevolučnejšie ešte nebolo objavené, ale balíkové plány dusia možnosť konkurencie a inovácií. Miliardy ľudí zostávajú mimo digitálnej revolúcie. digitálnej revolúcie z dôvodu okolností narodenia alebo preto, že ich krajina je príliš ďaleko od podmorských káblov. Do veľkých oblastí planéty sa internet stále dostáva cez geostacionárne satelity za rabovačnú cenu.

Naopak, Starlink, ktorý nepretržite poskytuje internet z neba, narušuje tento model. Zatiaľ nepoznám lepší spôsob, ako pripojiť miliardy ľudí na internet. SpaceX je na ceste, aby sa stalo internetovým poskytovateľom a potenciálne aj internetovou spoločnosťou, ktorá sa môže porovnávať s Google a Facebook. Vsadil by som sa, že ste o tom ani neuvažovali.

Že satelitný internet je najlepšou možnosťou, nie je zrejmé. SpaceX a len SpaceX je v pozícii rýchlo vytvoriť rozsiahlu konšteláciu satelitov, keďže len ona zničila desaťročie na to, aby narušila vládno-vojenskú monopol na vypúšťanie vesmírnych lodí. Aj keby Iridium predbehlo na trhu mobilné telefóny desaťkrát, aj tak by nedosiahlo široké využitie, ak by používalo tradičné odpaliská. Bez SpaceX a jej jedinečného obchodného modelu existuje veľká pravdepodobnosť, že globálny satelitný internet sa jednoducho nikdy neuskutoční.

Druhý veľký úder sa zameria na astronómiu. Po vypustení prvých 60 satelitov Starlink sa ozvala vlna kritiky zo strany medzinárodného astronomického spoločenstva, že mnohonásobne zvýšený počet satelitov im prekrýva prístup k nočnej oblohe. Existuje jedno príslovie: medzi astronómami je ten najlepší ten, kto má väčší teleskop. Bez preháňania, venovať sa astronómii v súčasnej ére je mimoriadne náročná úloha, pripomínajúca neustálu bitku za zlepšenie kvality analýzy tvárou v tvár rastúcemu svetelnému znečisteniu a iným zdrojom šumu.

Astronómovi najmenej vyhovujú tisíce jasných satelitov, mihotajúcich sa vo výseku teleskopu. A naozaj, prvá skupina Iridium získala zlú povesť, pretože spôsobovala "zhasnutia" vďaka veľkým panelom, ktoré odrážali slnečné svetlo na drobné časti Zeme. Stávalo sa, že dosiahli jasnosť štvrtej fázy Mesiaca a občas náhodne poškodili citlivé astronomické senzory. Nie sú bezpodstatné obavy, že Starlink naruší rádiové pásma používané v rádioastronómii.

Ak si stiahnete aplikáciu na sledovanie satelitov, môžete vidieť desiatky satelitov preletujúcich po oblohe jasnou večerou. Satelity sú viditeľné po západe slnka a pred svitaním, ale len keď ich osvetľujú slnečné lúče. Neskôr, počas noci, sú satelity neviditeľné v tieni Zeme. Miniatúrne, mimořádne vzdialené, pohybujú sa veľmi rýchlo. Existuje šanca, že na menej než milisekundu zakryjú vzdialenú hviezdu, ale myslím, že aj zaznamenať to je poriadny problém.

Silná obava z osvetlenia oblohy vznikla preto, že plášť satelitov prvého vypustenia bol postavený blízko terminátora Zeme, t.j. noc čo noc Európa — a bolo leto — pozorovala epickú scénu, ako satelity prelietajú na oblohe v večerných súmrakoch. Následne simulácie na základe správ vo FKS ukázali, že satelity na orbite vo výške 1150 km budú viditeľné aj po prechode astronomickými súmrakmi. V zásade sú súmraky rozdelené do troch fáz: občianskej, námornej a astronomickej, t.j. keď je slnko 6, 12 a 18 stupňov pod horizontom. Na konci astronomických súmrov sú slnečné lúče približne 650 km nad povrchom v zenite, ďaleko za hranicami atmosféry a väčšiny nízkej okolozemnej orbity. Založené na údajoch z stránky Starlink, verím, že všetky satelity budú umiestnené vo výške pod 600 km. V tomto prípade ich bude možné vidieť v súmraku, ale nie po nastúpení noci, čo podstatne zníži potenciálne dôsledky pre astronomiu.

Tretí problém — odpad na orbite. V predchádzajúcom príspevku som poukázal na to, že satelity a odpad pod 600 km sa z orbity zrúti za niekoľko rokov — kvôli odporu atmosféry, čím sa výrazne znižuje možnosť Kesslerovho syndrómu. SpaceX sa zaoberá špinou, akoby vôbec nepremýšľali o vesmírnom odpade. Tu prechádzam detailmi realizácie Starlink a ťažko si viem predstaviť lepší spôsob, ako znížiť množstvo odpadu na orbite.

Satelity sú vynášané do výšky 350 km, potom na zabudovaných motoroch odchádzajú na svoju určenú orbitu. Každý satelit, ktorý zlyhá pri štarte, sa z orbitu zrúti v priebehu niekoľkých týždňov a nebude sa blúdiť niekde inde vyššie tisíce rokov. Takéto umiestnenie strategicky predpokladá testovanie na voľný vstup. Následne sú satelity Starlink ploché v priečnom reze, čo znamená, že stratou kontroly nad výškou vstupujú do hustých vrstiev atmosféry.

Málo kto vie, že SpaceX sa stala priekopníkom v kozmonautike, keď začala používať alternatívne druhy upevnenia namiesto pyrotechnických nástrojov. Prakticky všetky štartovacie plochy používajú pyrotechnické prostriedky pri nasadzovaní stupňov, satelitov, aerodynamických krytov a podobne, čím zvyšujú potenciálne množstvo odpadu. SpaceX navyše zámerne znižuje horné stupne z obehu, aby ich nenechávali blúdiť vo vesmíre večne, aby sa tam postupne nerozpadali v drsnom vesmírnom prostredí.

A nakoniec, posledný problém, o ktorom by som chcel hovoriť, je šanca, že SpaceX vytlačí existujúcu monopol na internet vytvorením vlastného. V svojej nichi už SpaceX monopolizovala vypúšťanie. Iba túžba konkurenčných vlád získať zaručený prístup do vesmíru bráni vyraďovaniu nákladných a zastaraných rakiet, ktoré často zostavujú veľké monopolistické obranné kontraktory.

Nie je ťažké si predstaviť, ako v roku 2030 SpaceX začne vypúšťať až 6000 svojich satelitov ročne, plus niekoľko spravodajských satelitov — z nostalgie. Lacné a spoľahlivé satelity SpaceX budú predávať „stojisko“ pre externé prístroje. Akýkoľvek univerzita, ktorá vytvorila kameru vhodnú na použitie vo vesmíre, ju bude môcť dostať na orbitu, a nebude musieť pokrývať náklady na výstavbu celého vesmírneho platformy. S takým pokročilým a neobmedzeným prístupom do vesmíru je Starlink už spojený so satelitmi, zatiaľ čo historickí výrobcovia ustupujú do úzadia.

V histórii sú príklady priekopníckych spoločností, ktoré zaujali takú obrovskú nitu na trhu, že ich názvy sa stali generickými: Hoover, Westinghouse, Kleenex, Google, Frisbee, Xerox, Kodak, Motorola, IBM.

Problém môže vzniknúť, keď sa spoločnosť-priekopník pustí do protikonkurenčných praktík, aby si udržala podiel na trhu, hoci od čias prezidenta Reagana to často nie je zakázané. SpaceX môže udržať monopol Starlink, nútiac ostatných vývojárov satelitných konzorcií vypúšťať satelity na starých sovietskych raketách. Podobné kroky, ktoré podnikli United Aircraft and Transportation company, spolu s fixáciou cien za prepravu pošty, viedla v roku 1934 k jej katastrofe. Našťastie SpaceX pravdepodobne na dlhú dobu neudrží absolútnu monopol na znovupoužiteľné rakety.

Ešte väčšie obavy vyvoláva skutočnosť, že nasadenie SpaceX desiatok tisíc satelitov na nízkej orbite môže byť navrhnuté ako kooptácia verejného majetku. Súkromná spoločnosť, prenasledujúc osobný zisk, si privlastní do trvalého vlastníctva kedysi verejne dostupné a nikým nevyužívané orbitálne pozície. A hoci inovácie SpaceX umožnili reálne zarábať peniaze na vákuu, väčšina intelektuálneho kapitálu SpaceX bola postavená na miliardách dolárov vyčlenených z rozpočtu na výskum.

Na jednej strane sú potrebné zákony, ktoré chránia prostriedky súkromných investícií, výskumov a vývojov. Bez tejto ochrany inovátori nebudú schopní financovať ambiciózne projekty alebo presunú svoje firmy tam, kde im takú ochranu poskytnú. V každom prípade verejnosť trpí, pretože sa neformuje zisk. Na druhej strane sú potrebné zákony, ktoré chránia ľudí, nominálnych vlastníkov verejného majetku vrátane oblohy — pred nájomne orientovanými súkromnými subjektmi, ktoré anektujú verejné statky. Samotné žiadne z toho nie je správne a ani možné. Projekty SpaceX dávajú šancu nájsť zlatú strednú cestu na tomto novom trhu. Pochopíme, že bola nájdená, keď maximalizujeme frekvenciu inovácií a vytvárania verejného blahobytu.

Myšlienky na záver

Tento článok som napísal hneď, ako som dokončil iný — o Starship. Týždeň bol horúci. Starship aj Starlink sú revolučné technológie, ktoré sa vytvárajú priamo pred našimi očami, počas našich životov. Ak uvidím, ako dospejú moji vnuci, budú sa skôr čudovať tomu, že som starší ako Starlink, než tomu, že v mojom detstve neexistovali mobilné (muzeálne exponáty) alebo verejný internet ako taký.

Boháči a vojaci už dlhší čas využívajú satelitný internet, ale všeobecný a lacný Starlink bez Starship je jednoducho nemožný.

O spustení sa hovorí už dlhú dobu, avšak Starship, celkom lacná a preto zaujímavá platforma, nie je možná bez Starlinku.

O pilotovanej kozmonautike sa hovorí už dlhú dobu, a ak ste — pilot stíhačky a zároveň neurochirurg, máte zelenú. So Starship a Starlink je osídlenie vesmíru človekom — dosiahnuteľná, blízka budúcnosť, v ktorej je na dosah od orbitálnej základne k priemyselne vyvinutým mestám vo vzdialenom vesmíre.

Zdroj: habr.com