Makala hii ni kutoka mfululizo na kuendelea
Suluhisho la shida hii pacha ni Starlink. Kwa kukusanya na kuzindua satelaiti zake yenyewe, SpaceX inaweza kuunda na kufafanua soko jipya la ufikiaji bora na wa kidemokrasia wa mawasiliano ya anga, kupata ufadhili wa kuunda roketi kabla ya kuzamisha kampuni, na kuongeza thamani yake ya kiuchumi hadi matrilioni. Usidharau ukubwa wa matamanio ya Elon. Kwa jumla, hakuna viwanda vingi ambapo matrilioni ya dola yanazunguka: nishati, usafiri wa kasi, mawasiliano, IT, huduma za afya, kilimo, serikali, ulinzi. Licha ya imani potofu za kawaida,
Kwa mara ya kwanza, Elon Musk aligeuza macho yake kuelekea angani alipotaka kutoa dola milioni 80 kwa misheni ya kukuza mimea kwenye uchunguzi wa Martian. Pengine ingegharimu mara 100 zaidi kujenga jiji kwenye Mirihi, kwa hivyo Starlink ndio dau kuu la Musk kupata pesa nyingi za ufadhili zinazohitajika.
Kwa ajili ya nini?
Nimekuwa nikipanga nakala hii kwa muda mrefu, lakini wiki iliyopita tu nilikuwa na picha kamili. Kisha Rais wa SpaceX, Gwynne Shotwell alimpa Rob Baron mahojiano ya kushangaza, ambayo baadaye alishughulikia CNBC kwa furaha kubwa.
Dhana
Je, kundi kubwa kama hilo ni la lazima kwa Mtandao? Na kwa nini sasa?
Ni katika kumbukumbu yangu tu kwamba Mtandao umebadilika kutoka kwa ustaarabu wa kitaaluma hadi miundombinu ya kwanza na ya pekee ya kimapinduzi. Hili sio mada yenye thamani ya kuzungumziwa katika makala ndefu, lakini nitachukulia kuwa duniani kote, hitaji la mtandao na mapato ambayo inazalisha yataendelea kukua kwa takriban 25% kwa mwaka.
Leo, karibu sisi sote tunapata Mtandao kutoka kwa idadi ndogo ya ukiritimba uliotengwa kijiografia. Nchini Marekani, AT&T, Time Warner, Comcast na wachache wa wachezaji wadogo wamegawanya eneo ili kuepuka ushindani, kupigana ngozi tatu kwa huduma na kuoga katika miale ya karibu chuki ya ulimwengu wote.
ISPs wana sababu nzuri ya tabia isiyo ya ushindani, kando na uchoyo wa kila kitu. Kujenga miundombinu ya mtandaoβminara ya seli za microwave na fibre opticsβni ghali sana. Ni rahisi kusahau kuhusu asili ya ajabu ya mtandao. Bibi yangu alienda kufanya kazi katika Vita vya Kidunia vya pili kama mpiga ishara, na kisha telegraph ikashindana kwa jukumu kuu la kimkakati na njiwa za kubeba! Kwa wengi wetu, njia kuu ya habari ni ya muda mfupi, isiyoonekana, lakini biti husafiri kupitia ulimwengu halisi, ambao una mipaka, mito, milima, bahari, dhoruba, majanga ya asili na vizuizi vingine. Huko nyuma mnamo 1996, wakati mstari wa kwanza wa fiber-optic ulipowekwa kwenye sakafu ya bahari,
Wakati mmoja nilifanya kazi katika maabara ya macho na (ikiwa kumbukumbu hutumikia) tulivunja rekodi ya wakati huo kwa kutoa kiwango cha maambukizi ya multiplex ya 500 Gb / s. Vizuizi vya kielektroniki viliruhusu kila nyuzi kupakiwa na 0,1% ya kipimo data cha kinadharia. Miaka kumi na tano baadaye, tuko tayari kuzidi kizingiti: ikiwa uhamisho wa data unakwenda zaidi yake, fiber itayeyuka, na tayari tuko karibu sana na hili.
Lakini ni muhimu kuinua mtiririko wa data juu ya dunia yenye dhambi - kwenye nafasi, ambapo satellite inaruka karibu na "mpira" mara 30 katika miaka mitano. Suluhisho dhahiri, linaweza kuonekana - kwa nini hakuna mtu aliyeichukua hapo awali?
Kundinyota za Iridium za satelaiti, zilizotengenezwa na kutumwa mwanzoni mwa miaka ya 1990 na Motorola (bado unazikumbuka?), zikawa mtandao wa kwanza wa mawasiliano wa njia ya chini duniani (kama inavyofafanuliwa kwa jaribu
Ikiwa satelaiti 66 zilitosha Iridium, kwa nini SpaceX ilihitaji makumi ya maelfu? Kwa nini yeye ni tofauti sana?
SpaceX iliingia katika biashara hii kutoka upande mwingine - ilianza na uzinduzi. Akawa waanzilishi katika uwanja wa kuhifadhi gari uzinduzi na hivyo alitekwa soko kwa ajili ya usafi nafuu uzinduzi. Kujaribu kuwashinda kwa bei ya chini hakutapata pesa nyingi, kwa hivyo njia pekee ya kufaidika na uwezo wao wa ziada ni kuwa mteja. Matumizi ya SpaceX kuzindua satelaiti zake -
Ufikiaji wa kimataifa wa Starlink utakupa ufikiaji wa mtandao wa hali ya juu popote ulimwenguni. Kwa mara ya kwanza, upatikanaji wa mtandao hautategemea ukaribu wa nchi au jiji kwa mstari wa nyuzi za macho, lakini juu ya usafi wa anga juu. Watumiaji kote ulimwenguni wataweza kufikia mtandao wa kimataifa usio na pingu, bila kujali viwango vyao tofauti vya ukiritimba mbaya na/au usio waaminifu wa serikali. Uwezo wa Starlink kuvunja ukiritimba huu unachochea mabadiliko chanya ya ukubwa wa ajabu ambayo hatimaye yataunganisha mabilioni ya watu katika jumuiya ya kimataifa ya cybernetic ya siku zijazo.
Kicheko kidogo cha sauti: hii inamaanisha nini?
Kwa watu wanaokua leo katika enzi ya muunganisho unaoenea kila mahali, intaneti ni kama hewa tunayopumua. Yeye yuko tu. Lakini hii - kama kusahau kuhusu uwezo wake wa ajabu kuleta mabadiliko chanya - na sisi ni tayari katikati yao sana. Kwa msaada wa mtandao, watu wanaweza kuwaita viongozi wao kuwajibika, kuwasiliana na watu wengine upande wa pili wa dunia, kubadilishana mawazo, kuvumbua kitu kipya. Mtandao unaunganisha ubinadamu. Historia ya uboreshaji ni historia ya mageuzi ya uwezo wa kushiriki data. Kwanza, kupitia hotuba na mashairi ya epic. Kisha - juu ya barua ambayo inatoa sauti kwa wafu, na wanageuka kwa walio hai; uandishi huruhusu data kuhifadhiwa na kufanya mawasiliano ya asynchronous iwezekanavyo. Vyombo vya habari vya kuchapisha vimeweka uzalishaji wa habari mkondoni. Mawasiliano ya kielektroniki - imeharakisha uhamisho wa data duniani kote. Vifaa vya kuchukua madokezo ya kibinafsi hatua kwa hatua vimekuwa ngumu zaidi, vikibadilika kutoka kwa daftari hadi simu za rununu, ambayo kila moja ni kompyuta iliyounganishwa kwenye Mtandao, iliyojaa vitambuzi na kila siku inakuwa bora katika kutabiri mahitaji yetu.
Mtu anayetumia maandishi na kompyuta katika mchakato wa utambuzi ana nafasi nzuri ya kushinda mapungufu ya ubongo usio na maendeleo. Jambo la kutia moyo zaidi, simu za rununu ni vifaa vyenye nguvu vya kuhifadhi na njia ya kubadilishana mawazo. Ikiwa watu wa mapema, kugawana mawazo, walitegemea hotuba ambayo walichora kwenye daftari, leo ni kawaida ikiwa daftari zenyewe zinashiriki maoni ambayo watu wametoa. Mpango wa jadi umepitia ubadilishaji. Muendelezo wa kimantiki wa mchakato ni aina fulani ya utambuzi wa pamoja, kupitia vifaa vya kibinafsi,
Jinsi gani?
Wacha tuzungumze juu ya mtindo wa biashara na usanifu wa mradi wa Starlink.
Ili Starlink kuwa biashara yenye faida, uingiaji wa fedha lazima uzidi gharama za ujenzi na uendeshaji. Kijadi, uwekezaji wa mtaji umehusisha kuongezeka kwa gharama za kuanza, matumizi ya mbinu za kisasa za ufadhili na bima, na kila kitu kuzindua satelaiti. Satelaiti ya mawasiliano ya kijiografia inaweza kugharimu dola milioni 500 na kuchukua miaka mitano kujenga na kurusha. Kwa hiyo, makampuni katika eneo hili yanajenga wakati huo huo meli za jet au meli za chombo. Matumizi makubwa, uingiaji wa fedha ambazo hazilipii gharama za ufadhili, na bajeti ndogo ya uendeshaji. Kinyume chake, kushindwa kwa Iridium ya awali ilikuwa kwamba Motorola ililazimisha opereta kulipa ada ya leseni ya muuaji, na kufilisi biashara katika miezi michache tu.
Ili kuendesha biashara kama hiyo, kampuni za satelaiti za kitamaduni zililazimika kuhudumia wateja wa kibinafsi na kutoza viwango vya juu vya data. Mashirika ya ndege, vituo vya mbali, meli, maeneo ya vita, na maeneo muhimu ya miundombinu hulipa karibu $5 kwa kila MB, ambayo ni mara 1 ya gharama ya ADSL ya kitamaduni, licha ya ucheleweshaji wa data na kipimo cha chini cha satelaiti.
Starlink inapanga kushindana na watoa huduma wa nchi kavu, ambayo ina maana kwamba italazimika kutoa data kwa bei nafuu na, kwa hakika, itatoza kiasi cha chini ya $1 kwa MB 1. Inawezekana? Au, kwa kuwa hii inawezekana, mtu anapaswa kuuliza: hii inawezekanaje?
Kiungo cha kwanza cha sahani mpya ni uzinduzi wa bei nafuu. Leo, Falcon inauza uzinduzi wa tani 24 kwa takriban dola milioni 60, ambayo ni $ 2500 kwa kilo. Inageuka, hata hivyo, kuna gharama nyingi zaidi za ndani. Satelaiti za Starlink zitazinduliwa kwenye magari yanayoweza kutumika tena, kwa hivyo gharama ya chini ya uzinduzi mmoja ni gharama ya hatua mpya ya pili (mahali fulani karibu dola milioni 1), maonyesho (milioni 4) na usaidizi wa ardhini (~1 milioni). Jumla: karibu dola elfu 1 kwa satelaiti, i.e. bei nafuu zaidi ya mara 100 kuliko kurusha satelaiti ya kawaida ya mawasiliano.
Satelaiti nyingi za Starlink, hata hivyo, zitazinduliwa kwenye Starship. Hakika, mageuzi ya Starlink, kama ripoti zilizosasishwa kwa onyesho la FCC, hutoa baadhi
Gharama ya satelaiti ni nini? Miongoni mwa ndugu, satelaiti za Starlink ni za kawaida kwa kiasi fulani. Hukusanywa, kuhifadhiwa na kuzinduliwa tambarare na hivyo ni rahisi sana kuzalisha kwa wingi. Kama uzoefu unaonyesha, gharama ya uzalishaji inapaswa kuwa takriban sawa na gharama ya kizindua. Ikiwa tofauti ya bei ni kubwa, inamaanisha kuwa rasilimali hazijatengwa kwa usahihi, kwani upunguzaji wa kina wa gharama za chini wakati kupunguza gharama sio kubwa sana. Je, ni kweli dola elfu 100 kwa kila setilaiti na kundi la kwanza la mia kadhaa? Kwa maneno mengine, je, satelaiti ya Starlink kwenye kifaa sio ngumu zaidi kuliko mashine?
Ili kujibu swali hili kikamilifu, unahitaji kuelewa kwa nini gharama ya satelaiti ya mawasiliano inayozunguka ni mara 1000 zaidi, hata ikiwa sio ngumu zaidi mara 1000. Ili kuiweka kwa urahisi, kwa nini vifaa vya nafasi ni ghali sana? Kuna sababu nyingi za hii, lakini ya kulazimisha zaidi katika kesi hii ni hii: ikiwa kurusha satelaiti kwenye obiti (kabla ya Falcon) itagharimu zaidi ya milioni 100, lazima ihakikishwe kufanya kazi kwa miaka mingi - ili kuleta angalau baadhi. faida. Kuhakikisha uaminifu huo katika uendeshaji wa bidhaa ya kwanza na ya pekee ni mchakato wa uchungu na unaweza kuvuta kwa miaka, inayohitaji jitihada za mamia ya watu. Ongeza kwa hilo gharama, na ni rahisi kuhalalisha michakato ya ziada wakati tayari ni ghali kuzindua.
Starlink huvunja dhana hiyo kwa kuunda mamia ya satelaiti, kurekebisha haraka dosari za muundo wa mapema, na kuleta mafundi wa uzalishaji kwa wingi ili kudhibiti gharama. Ni rahisi kwangu kufikiria kibinafsi bomba la Starlink ambapo fundi huunganisha kitu kipya katika muundo na kufunga kila kitu na tie ya plastiki (kiwango cha NASA, bila shaka) kwa saa moja au mbili, kudumisha kiwango cha uingizwaji kinachohitajika cha satelaiti 16 / siku. Satelaiti ya Starlink imeundwa na sehemu nyingi ngumu, lakini sioni sababu kwa nini gharama ya kitengo cha elfu kutoka kwenye mstari wa mkusanyiko haiwezi kupunguzwa hadi elfu 20. Hakika, mwezi wa Mei, Elon aliandika kwenye Twitter kwamba gharama ya kutengeneza satelaiti tayari ni chini kuliko gharama ya kurusha.
Hebu tuchukue kesi ya wastani na tuchambue muda wa malipo kwa kuzungusha nambari. Satelaiti moja ya Starlink, ambayo inagharimu 100 kukusanyika na kurusha, imekuwa ikifanya kazi kwa miaka 5. Je, itajilipia yenyewe, na ikiwa ni hivyo, ni muda gani?
Katika miaka 5, satelaiti ya Starlink itazunguka Dunia mara 30. Katika kila moja ya njia hizi za saa moja na nusu, atatumia muda mwingi juu ya bahari na pengine sekunde 000 katika jiji lenye watu wengi. Katika dirisha hili fupi, anatangaza data, kwa haraka kupata pesa. Ikizingatiwa kuwa antenna inasaidia mihimili 100, na kila boriti inasambaza Mbps 100, kwa kutumia usimbuaji wa kisasa kama vile.
Nambari zilizokadiriwa zinaweza kutofautiana sana, na katika pande zote mbili. Lakini kwa hali yoyote, ikiwa unaweza kuweka mkusanyiko wa ubora wa satelaiti kwenye obiti ya chini kwa 100 - au hata kwa milioni 000 / kitengo - hii ni maombi makubwa. Hata kwa muda mfupi wa kudhihaki wa matumizi, setilaiti ya Starlink ina uwezo wa kuwasilisha Pb 1 za data maishani mwake - kwa gharama ya $30 kwa kila GB. Wakati huo huo, wakati wa kupitisha kwa umbali mrefu, gharama za chini hazizidi kuongezeka.
Ili kuelewa umuhimu wa mtindo huu, hebu tuulinganishe kwa haraka na miundo mingine miwili ya kuwasilisha data kwa watumiaji: kebo ya kitamaduni ya fiber optic, na kundinyota la setilaiti inayotolewa na kampuni isiyobobea katika urushaji satelaiti.
Je, hili linawezekanaje? Satelaiti ya Starlink inajumuisha vitu vyote changamano vya kubadili kielektroniki vinavyohitajika ili kuunganisha nyaya za fiber optic, pekee hutumia utupu badala ya waya ghali na dhaifu kwa upitishaji wa data. Usambazaji wa angani hupunguza idadi ya ukiritimba wa hali ya juu na wa kizamani, kuruhusu watumiaji kuwasiliana kupitia maunzi hata kidogo.
Inalinganishwa na msanidi programu wa setilaiti anayeshindana OneWeb. OneWeb inapanga kuunda kundinyota la setilaiti 600, ambayo itazinduliwa kupitia wachuuzi wa kibiashara kwa bei ya takriban $20 kwa kilo 000. Uzito wa satelaiti moja ni kilo 1, yaani, katika hali nzuri, uzinduzi wa kitengo kimoja utakuwa takriban milioni 150. Gharama ya vifaa vya satelaiti inakadiriwa kuwa milioni 3 kwa satelaiti, i.e. ifikapo 1, gharama ya kikundi kizima itakuwa bilioni 2027. Majaribio yaliyofanywa na OneWeb yalionyesha matokeo ya 2,6 Mb / s. katika kilele, kwa hakika, kwa kila moja ya mihimili 50. Kufuatia mpango huo huo ambao tulihesabu gharama ya Starlink, tunapata: kila setilaiti ya OneWeb inazalisha $ 16 kwa kila obiti, na katika miaka 80 tu italeta $ 5 milioni - bila kufunika gharama za uzinduzi, ikiwa pia tutahesabu uhamisho wa data kwa kijijini. mikoa. Jumla tunapata $ 2,4 kwa GB 1,70.
Gwynn Shotwell alinukuliwa hivi karibuni akisema hivyo
Nina hakika kuna uchanganuzi wenye matumaini zaidi kuhusu OneWeb na watengenezaji wengine chipukizi wa kundinyota, lakini sijui jinsi wanavyofanya kazi bado.
Hivi karibuni Morgan Stanley
Jambo la mwisho linabaki - kulinganisha faida kwa kila W 1 ya nishati ya jua inayozalishwa kwa Starlink. Kulingana na picha kwenye tovuti yao, kila safu ya jua ya satelaiti ni takriban 60 sq.m. kwa wastani huzalisha takriban 3 kW au 4,5 kWh kwa zamu. Inakadiriwa kuwa kila mzunguko utazalisha $1000 na kila setilaiti itatoa takriban $220 kwa kWh. Hii ni mara 10 zaidi ya gharama ya jumla ya nishati ya jua, ambayo inathibitisha tena:
usanifu
Katika sehemu iliyotangulia, badala yake nilianzisha sehemu isiyo ya maana sana ya usanifu wa Starlink - jinsi inavyofanya kazi na msongamano wa watu usio na usawa wa sayari. Satelaiti ya Starlink hutoa miale iliyolenga ambayo huunda madoa kwenye uso wa sayari. Wasajili ndani ya doa hushiriki kipimo data kimoja. Vipimo vya doa vinatambuliwa na fizikia ya kimsingi: mwanzoni upana wake ni (urefu wa satelaiti x urefu wa microwave / kipenyo cha antenna), ambayo kwa satelaiti ya Starlink ni, bora zaidi, kilomita kadhaa.
Katika miji mingi, msongamano wa watu ni takriban watu 1000/sq., ingawa katika baadhi ya maeneo ni juu zaidi. Katika baadhi ya maeneo ya Tokyo au Manhattan, kunaweza kuwa na zaidi ya watu 100 kwa kila eneo. Kwa bahati nzuri, jiji lolote kama hilo lenye watu wengi lina soko la ndani la ushindani kwa mtandao wa broadband, bila kusahau mtandao wa simu za rununu ulioendelezwa sana. Lakini iwe hivyo, ikiwa wakati wowote kuna satelaiti nyingi za kundi moja juu ya jiji, upitishaji unaweza kuongezeka kwa kubadilisha antena za anga, na pia kwa kusambaza masafa. Kwa maneno mengine, satelaiti kadhaa zinaweza kulenga boriti yenye nguvu zaidi kwa wakati mmoja, na watumiaji katika eneo hilo watatumia vituo vya ardhini ambavyo vitasambaza ombi kati ya satelaiti.
Ikiwa katika hatua za awali soko linalofaa zaidi la kuuza huduma ni maeneo ya mbali, vijijini au mijini, basi fedha za uzinduzi zaidi zitatoka kwa huduma bora zaidi kwa miji yenye watu wengi. Hali hii ni kinyume kabisa cha muundo wa kawaida wa upanuzi wa soko, ambapo huduma za ushindani katikati mwa jiji bila shaka hupata kushuka kwa faida zinapojaribu kupanuka hadi katika maeneo maskini zaidi na yenye watu wachache.
Miaka michache iliyopita nilipofanya hesabu,
Nilichukua data kutoka kwa picha hii na kukusanya viwanja 3 hapa chini. Ya kwanza inaonyesha mzunguko wa eneo la ardhi kwa msongamano wa watu. Jambo la kuvutia zaidi ni kwamba zaidi ya Dunia haikaliwi kabisa, wakati kivitendo hakuna kanda ina watu zaidi ya 100 kwa sq.
Grafu ya pili inaonyesha mzunguko wa watu kulingana na msongamano wa watu. Na ingawa sehemu kubwa ya sayari haina watu, idadi kubwa ya watu wanaishi katika maeneo ambayo kuna watu 100-1000 kwa sq. Asili iliyopanuliwa ya kilele hiki (mpangilio wa ukubwa zaidi) huonyesha hali mbili katika mifumo ya ukuaji wa miji. Watu 100 kwa sq.km. - hii ni eneo la vijijini lenye watu wachache, wakati takwimu ya watu 1000 / sq. tabia ya vitongoji. Vituo vya jiji vinaonyesha kwa urahisi watu 10/sq.km, lakini idadi ya watu wa Manhattan ni watu 000/sq.km.
Grafu ya tatu inaonyesha msongamano wa watu kwa latitudo. Inaweza kuonekana kuwa karibu watu wote wamejilimbikizia katika safu kutoka digrii 20-40 latitudo ya kaskazini. Kwa hivyo, kwa kiasi kikubwa, imeendelea kijiografia na kihistoria, kwani sehemu kubwa ya ulimwengu wa kusini inachukuliwa na bahari. Bado msongamano huu wa watu ni changamoto kubwa kwa wasanifu wa kikundi, kama satelaiti hutumia muda sawa katika hemispheres zote mbili. Zaidi ya hayo, satelaiti inayozunguka Dunia, kwa pembe ya, sema, digrii 50, itatumia muda zaidi karibu na mipaka iliyoonyeshwa katika latitudo. Hii ndiyo sababu Starlink inahitaji tu mizunguko 6 ili kuhudumu kaskazini mwa Marekani, huku 24 ili kufunika ikweta.
Hakika, ikiwa tunachanganya grafu ya msongamano wa idadi ya watu na grafu ya wiani wa satelaiti, uchaguzi wa obiti unakuwa dhahiri. Kila grafu ya pau inawakilisha mojawapo ya ripoti nne za SpaceX kwa FCC. Binafsi, inaonekana kwangu kwamba kila ripoti mpya ni kama nyongeza kwa ile ya awali, lakini kwa hali yoyote, si vigumu kuona jinsi satelaiti za ziada zinavyoongeza uwezo juu ya mikoa inayolingana katika ulimwengu wa kaskazini. Kwa kulinganisha, kiasi cha kuvutia cha bandwidth isiyotumiwa inabaki juu ya ulimwengu wa kusini - furahi, Australia mpendwa!
Nini kinatokea kwa data ya mtumiaji inapofikia setilaiti? Katika toleo la asili, satelaiti ya Starlink ilizirudisha mara moja kwenye kituo maalum cha ardhini karibu na maeneo ya huduma. Usanidi huu unaitwa "relay moja kwa moja". Katika siku zijazo, satelaiti za Starlink zitaweza kuwasiliana kupitia leza. Ubadilishanaji wa data utafikia kilele juu ya miji iliyo na watu wengi, lakini data inaweza kusambazwa kwenye mtandao wa leza katika vipimo viwili. Kwa mazoezi, hii ina maana kwamba kuna fursa kubwa ya backhaul iliyofichwa katika mtandao wa satelaiti, yaani, data ya mtumiaji inaweza "kupitishwa tena duniani" katika eneo lolote linalofaa. Kwa mazoezi, inaonekana kwangu kuwa vituo vya ardhi vya SpaceX vitaunganishwa
Inabadilika kuwa mawasiliano ya satelaiti hadi satelaiti sio kazi ndogo ikiwa satelaiti hazisogei pamoja. Ripoti za hivi punde zaidi kwa FCC zinaripoti vikundi 11 tofauti vya obiti vya satelaiti. Ndani ya kikundi fulani, satelaiti husogea kwa urefu sawa, kwa mwelekeo uleule, kwa usawa sawa, ambayo ina maana kwamba leza zinaweza kupata satelaiti kwa ukaribu kwa urahisi. Lakini kasi ya kufunga kati ya vikundi hupimwa kwa km/sec, kwa hivyo mawasiliano kati ya vikundi, ikiwezekana, yanapaswa kupitia viungo vifupi vya microwave vinavyodhibitiwa kwa haraka.
Topolojia ya kikundi cha Orbital ni kama nadharia ya wimbi-chembe ya mwanga na haitumiki kwa mfano wetu, lakini nadhani ni nzuri, kwa hivyo niliijumuisha kwenye makala. Ikiwa hupendi sehemu hii, ruka moja kwa moja hadi kwenye "Mapungufu ya Fizikia ya Msingi".
Torasi - au donati - ni kitu cha hisabati kinachofafanuliwa na radii mbili. Ni rahisi sana kuchora miduara kwenye uso wa torus: sambamba au perpendicular kwa sura yake. Unaweza kupata kuvutia kugundua kuwa kuna familia zingine mbili za duara ambazo zinaweza kuchorwa kwenye uso wa torasi, na zote mbili hupitia shimo katikati yake na kuzunguka kontua. Hii ndio inayoitwa.
Na ingawa njia za satelaiti ni, kwa kusema madhubuti, ellipses, sio miduara, ujenzi huo unatumika katika kesi ya Starlink. Kundinyota ya satelaiti 4500 kwenye ndege kadhaa za obiti, zote kwa pembe moja, huunda safu inayoendelea kusonga juu ya uso wa Dunia. Safu inayoelekea kaskazini juu ya latitudo fulani hugeuka na kurudi kusini. Ili kuzuia migongano, obiti zitapanuliwa kidogo, ili safu ya kusonga ya kaskazini iwe kilomita kadhaa juu (au chini) kuliko ile inayosonga kusini. Kwa pamoja, tabaka zote mbili huunda torasi yenye umbo la barugumu, kama inavyoonyeshwa hapa chini kwenye mchoro uliotiwa chumvi sana.
Napenda kukukumbusha kwamba ndani ya torus hii, mawasiliano hufanywa kati ya satelaiti za jirani. Kwa ujumla, hakuna miunganisho ya moja kwa moja na ya muda mrefu kati ya satelaiti katika tabaka tofauti, kwani viwango vya muunganisho wa mwongozo wa leza ni wa juu sana. Njia ya maambukizi ya data kati ya tabaka, kwa upande wake, hupita juu au chini ya torus.
Jumla ya satelaiti 30 zitapatikana katika tori 000 zilizowekwa nyuma nyuma ya obiti ya ISS! Mchoro huu unaonyesha jinsi tabaka hizi zote zimefungwa, bila usawaziko uliokithiri.
Na mwishowe, unapaswa kufikiria juu ya urefu bora wa kukimbia. Kuna tatizo: urefu wa chini, ambao hutoa upitishaji zaidi na saizi ndogo za boriti, au mwinuko wa juu, ambayo hukuruhusu kufunika sayari nzima na satelaiti chache? Baada ya muda, ripoti kwa FCC kutoka SpaceX zimezungumza kuhusu miinuko ya chini kabisa huku Ushirika wa nyota unavyoboreka ili kuwezesha utumaji wa makundi makubwa zaidi ya nyota.
Mwinuko wa chini pia una manufaa mengine, ikiwa ni pamoja na kupunguza hatari ya athari ya uchafu wa nafasi au athari mbaya za kuharibika kwa kifaa. Kwa sababu ya kuongezeka kwa hali ya angahewa, satelaiti za chini kabisa za Starlink (kilomita 330) zitateketea ndani ya wiki chache baada ya kupoteza udhibiti wa mtazamo. Hakika, kilomita 300 ni urefu ambao satelaiti karibu haziruki, na kudumisha urefu utahitaji injini ya roketi ya umeme ya Krypton iliyojengwa ndani, pamoja na muundo ulioratibiwa. Kinadharia, satelaiti iliyo na umbo lililo na alama sawa, inayoendeshwa na injini ya roketi ya umeme, inaweza kudumisha mwinuko thabiti wa kilomita 160, lakini hakuna uwezekano wa SpaceX kuzindua satelaiti chini sana, kwa sababu bado kuna hila chache katika duka za kuongeza matokeo.
Mapungufu ya fizikia ya kimsingi
Haionekani kuwa bei ya uwekaji wa satelaiti itawahi kushuka chini ya $35, hata kama utengenezaji ni wa hali ya juu na wa kiotomatiki kabisa, na meli za Starship zinaweza kutumika tena kikamilifu, na bado haijajulikana kikamilifu ni vikwazo vipi vya fizikia itaweka kwenye setilaiti. Uchanganuzi ulio hapo juu unachukua upeo wa juu wa 80 Gb/s. (ikiwa imezungushwa hadi mihimili 100, ambayo kila moja ina uwezo wa kupitisha 100 Mb / s).
Kikomo cha kipimo data cha kituo kimewekwa
Je, miale 100 ni ya vitendo? Tatizo hili lina vipengele viwili: beamwidth na msongamano wa kipengele cha safu. Urefu wa boriti imedhamiriwa na urefu wa wimbi uliogawanywa na kipenyo cha antenna. Antena ya safu ya dijiti bado ni teknolojia maalum, lakini vipimo vya juu vinavyoweza kutumika huamuliwa na upana.
Jumla ya chaneli 2500, ambayo kila moja inasaidia 58 Gb / s, ni idadi kubwa ya habari - ikiwa ni takriban, basi 145 Tb / s. Kwa kulinganisha, trafiki yote ya mtandao mnamo 2020
Kwa satelaiti katika mzunguko wa kilomita 330, boriti ya radians 0,01 inashughulikia eneo la kilomita 10 za mraba. Katika maeneo yenye watu wengi kama vile Manhattan, hadi watu 300 wanaishi katika eneo hili. Je, ikiwa wote watakaa chini ili kutazama Netflix (Mbps 000 katika ubora wa HD) kwa wakati mmoja? Jumla ya ombi la data litakuwa 7 GB/s, ambayo ni takriban mara 2000 ya kikomo ngumu cha sasa kilichowekwa na FPGA ya matokeo ya serial. Kuna njia mbili za nje ya hali hii, ambayo moja tu inawezekana kimwili.
Ya kwanza ni kuweka satelaiti zaidi kwenye obiti, ili wakati wowote vipande zaidi ya 35 hutegemea maeneo ya mahitaji ya kuongezeka. Ikiwa tutachukua tena steradian 1 kwa eneo linaloweza kushughulikiwa la anga na urefu wa wastani wa obiti wa kilomita 400, tunapata msongamano wa nyota wa 0,0002/sq km, au 100 kwa jumla - ikiwa imesambazwa sawasawa juu ya uso mzima. wa dunia. Kumbuka kwamba mizunguko iliyochaguliwa ya SpaceX huongeza kwa kiasi kikubwa ufunikaji wa maeneo yenye watu wengi ndani ya nyuzi joto 000-20 latitudo ya kaskazini, na sasa idadi ya satelaiti 40 inaonekana kuwa ya ajabu.
Wazo la pili ni baridi zaidi, lakini, kwa kusikitisha, haliwezekani. Kumbuka kwamba urefu wa boriti imedhamiriwa na upana wa safu ya antenna iliyopangwa. Nini ikiwa safu nyingi kwenye satelaiti kadhaa zitachanganya nguvu, na kuunda boriti nyembamba - kama vile darubini za redio kama vile
Inabadilika kuwa utengano wa chaneli kwa utengano wa pembe - kwa sababu satelaiti ziko angani - hutoa uboreshaji wa kutosha katika upitishaji bila kukiuka sheria za fizikia.
Maombi
Wasifu wa mteja wa Starlink ni upi? Kwa chaguo-msingi, hawa ni mamia ya mamilioni ya watumiaji ambao wana antena za ukubwa wa sanduku la pizza kwenye paa zao, lakini kuna vyanzo vingine vya mapato ya juu.
Katika maeneo ya mbali na vijijini, vituo vya ardhini havihitaji antena za safu kwa awamu ili kuongeza urefu wa mwanga, kwa hivyo vifaa vidogo vya watumiaji vinaweza kutumika, kutoka kwa vifuatiliaji vya mali vya IoT hadi mfukoni wa simu za satelaiti, miale ya dharura au zana za kisayansi za kufuatilia wanyama.
Katika mazingira mnene wa mijini, Starlink itatoa urejeshaji msingi na chelezo wa mtandao wa simu za mkononi. Kila mnara wa seli unaweza kuwa na kituo cha chini cha utendakazi wa hali ya juu juu, lakini tumia vifaa vya nguvu vya ardhini kwa ukuzaji na upitishaji zaidi ya maili ya mwisho.
Na hatimaye, hata katika maeneo yenye msongamano wa watu wakati wa uchapishaji wa awali, kuna uwezekano wa kutumia kwa satelaiti za obiti ya chini na ucheleweshaji mdogo sana. Makampuni ya kifedha yenyewe yanaweka pesa nyingi mikononi mwako - haraka kidogo ili kupata data muhimu kutoka kote ulimwenguni. Na ingawa data kupitia Starlink itakuwa na njia ndefu kuliko kawaida - kupitia nafasi - kasi ya uenezi wa mwanga katika utupu ni 50% ya juu kuliko katika kioo cha quartz, na hii ni zaidi ya kulipa kwa tofauti wakati wa kusambaza kwa umbali mrefu.
Matokeo mabaya
Sehemu ya mwisho imejitolea kwa matokeo mabaya. Madhumuni ya makala ni kukuondolea dhana potofu kuhusu mradi, na matokeo mabaya yanayoweza kutokea ya mizozo ndiyo yanayosababisha zaidi. Nitatoa habari fulani, nikijiepusha na tafsiri zisizo za lazima. Bado mimi si mjuzi, na pia sina watu wa ndani kutoka SpaceX.
Zaidi, kwa maoni yangu, matokeo mabaya zaidi ni kuongezeka kwa upatikanaji wa mtandao. Hata katika mji wangu wa Pasadena, jiji lenye shughuli nyingi na tajiri za teknolojia na idadi ya watu zaidi ya milioni moja, nyumbani kwa vituo kadhaa vya uchunguzi, chuo kikuu cha kiwango cha kimataifa, na kituo kikubwa zaidi cha NASA, chaguo ni mdogo linapokuja suala la huduma za mtandao. Kotekote nchini Marekani na kwingineko duniani, Mtandao umekuwa huduma ya shirika la kutafuta kodi, huku Watoa Huduma za Intaneti wakitumia tu $50 milioni zao kwa mwezi katika mazingira ya starehe na yasiyo ya ushindani. Pengine, huduma yoyote iliyotolewa kwa vyumba na majengo ya makazi ni ghorofa ya jumuiya, lakini ubora wa huduma za mtandao ni chini ya maji, umeme au gesi.
Tatizo la hali iliyopo ni kwamba, tofauti na maji, umeme au gesi, mtandao bado ni mchanga na unabadilika kwa kasi. Tunapata matumizi mapya kila wakati. Mapinduzi zaidi bado hayajafunguliwa, lakini mipango ya kifurushi inazuia uwezekano wa ushindani na uvumbuzi. Mabilioni ya watu wameachwa nyuma
Starlink, kwa upande mwingine, kuendelea kusambaza mtandao kutoka angani, inakiuka mtindo huu. Bado sijui kuhusu njia nyingine bora ya kuunganisha mabilioni ya watu kwenye mtandao. SpaceX iko njiani kuelekea kuwa ISP na uwezekano wa kampuni ya mtandao ambayo inashindana na Google na Facebook. I bet hukufikiria hilo.
Kwamba mtandao wa satelaiti ni chaguo bora sio dhahiri. SpaceX, na SpaceX pekee, iko katika nafasi ya kuunda haraka kundi kubwa la satelaiti ambazo pekee zimeua muongo mmoja ili kuvunja ukiritimba wa jeshi la serikali katika kurusha vyombo vya anga. Hata kama Iridium ingeuza zaidi simu za rununu kwa kiwango cha kumi, bado haingeweza kufikia upitishwaji mkubwa kwa kutumia pedi za jadi za uzinduzi. Bila SpaceX na mtindo wake wa kipekee wa biashara, uwezekano ni mkubwa kwamba mtandao wa kimataifa wa satelaiti hautawahi kutokea.
Pigo kubwa la pili litakuja kwa unajimu. Baada ya kuzinduliwa kwa satelaiti 60 za kwanza za Starlink, kulikuwa na wimbi la ukosoaji kutoka kwa jumuiya ya kimataifa ya wanajimu, ikisema kwamba kuongezeka kwa idadi ya satelaiti kungezuia ufikiaji wao wa anga ya usiku. Kuna msemo: kati ya wanaastronomia, yeye ni baridi zaidi ambaye ana darubini kubwa. Bila kutia chumvi, kufanya unajimu katika enzi ya kisasa ni kazi ngumu sana, kukumbusha mapambano endelevu ya kuboresha ubora wa uchambuzi dhidi ya hali ya nyuma ya kuongezeka kwa uchafuzi wa mwanga na vyanzo vingine vya kelele.
Kitu cha mwisho ambacho mwanaastronomia anahitaji ni maelfu ya satelaiti angavu zinazomulika katika mwelekeo wa darubini. Hakika, kundinyota asilia la Iridium lilikuwa na sifa mbaya kwa kuwa na "blooms" kutokana na paneli kubwa zinazoakisi mwanga wa jua kwenye maeneo madogo ya Dunia. Ilifanyika kwamba walifikia mwangaza wa robo ya Mwezi na wakati mwingine hata kuharibiwa kwa ajali sensorer nyeti za angani. Hofu kwamba Starlink itavamia bendi za redio zinazotumiwa katika unajimu wa redio pia haina msingi.
Ukipakua programu ya kufuatilia setilaiti, unaweza kuona setilaiti kadhaa zikiruka angani jioni isiyo na shwari. Satelaiti huonekana baada ya jua kutua na kabla ya mapambazuko, lakini tu wakati zinapoangaziwa na miale ya jua. Baadaye, wakati wa usiku, satelaiti hazionekani kwenye kivuli cha Dunia. Vidogo, vilivyo mbali sana, vinasonga haraka sana. Kuna nafasi kwamba wataficha nyota ya mbali kwa chini ya millisecond, lakini nadhani hata kugundua hii ni bawasiri moja zaidi.
Wasiwasi mkubwa juu ya moto wa anga ulizaliwa kutokana na ukweli kwamba safu ya satelaiti ya uzinduzi wa kwanza ilipangwa karibu na terminal ya Dunia, i.e. usiku baada ya usiku Ulaya - na ilikuwa majira ya joto - ilitazama picha ya ajabu ya satelaiti zikiruka angani wakati wa jioni. Zaidi ya hayo, uigaji kulingana na ripoti za FCC umeonyesha kuwa setilaiti katika obiti ya kilomita 1150 zitaonekana hata baada ya machweo ya angani kupita. Kwa ujumla, twilight hupitia hatua tatu: kiraia, baharini na astronomical, i.e. wakati jua ni nyuzi 6, 12 na 18 chini ya upeo wa macho kwa mtiririko huo. Mwishoni mwa machweo ya unajimu, miale ya jua iko karibu kilomita 650 kutoka kwenye uso wa kilele, nje ya angahewa na sehemu kubwa ya obiti ya chini ya Dunia. Kulingana na data kutoka
Tatizo la tatu ni uchafu kwenye obiti. KATIKA
Satelaiti hizo hurushwa hadi mwinuko wa kilomita 350, kisha huruka kwa injini zilizojengewa ndani hadi kwenye obiti inayokusudiwa. Setilaiti yoyote itakayokufa inapozinduliwa itakuwa nje ya obiti baada ya wiki chache, na haitakuwa ikitetereka popote pengine kwa maelfu ya miaka. Uwekaji huu kimkakati unahusisha majaribio ya kuingia bila malipo. Zaidi ya hayo, satelaiti za Starlink ziko bapa katika sehemu ya msalaba, ambayo ina maana kwamba kwa kupoteza udhibiti wa urefu, huingia kwenye tabaka mnene za anga.
Watu wachache wanajua kuwa SpaceX imekuwa mwanzilishi katika unajimu, na kuanza kutumia aina mbadala za kuweka badala ya squibs. Takriban pedi zote za kuzindua hutumia squibs wakati wa kupeleka hatua, satelaiti, radomu, n.k., na kuongeza uwezekano wa uchafu. SpaceX pia hutenganisha hatua za juu kimakusudi, na kuzizuia kuning'inia angani milele, ili zisioze na kuharibika katika mazingira magumu ya anga.
Hatimaye, suala la mwisho ambalo ningependa kutaja ni nafasi kwamba SpaceX itachukua nafasi ya ukiritimba wa mtandao uliopo kwa kuunda yake. Katika niche yake, SpaceX tayari imehodhi uzinduzi. Ni hamu tu ya serikali pinzani kupata ufikiaji wa uhakika wa nafasi huzuia roketi za bei ghali na zisizotumika, ambazo mara nyingi hukusanywa na wanakandarasi wakubwa wa ulinzi wa ukiritimba, kutoka kutupiliwa mbali.
Si vigumu kufikiria SpaceX ikizindua satelaiti zake 2030 kwa mwaka katika 6000, pamoja na satelaiti chache za kijasusi kwa hatua nzuri. Satelaiti za bei nafuu na za kuaminika za SpaceX zitauza "nafasi ya rack" kwa vifaa vya watu wengine. Chuo kikuu chochote kinachounda kamera inayoweza kutumia nafasi kinaweza kuiweka kwenye obiti bila kulipia gharama ya kujenga jukwaa zima la anga. Kwa upatikanaji wa juu na usio na ukomo wa nafasi, Starlink tayari inahusishwa na satelaiti, wakati wazalishaji wa kihistoria wanakuwa kitu cha zamani.
Kuna mifano katika historia ya makampuni ya maono ambayo yamechukua niche kubwa kwenye soko kwamba majina yao yamekuwa majina ya kaya: Hoover, Westinghouse, Kleenex, Google, Frisbee, Xerox, Kodak, Motorola, IBM.
Tatizo linaweza kutokea wakati kampuni ya waanzilishi inajihusisha na mbinu za kupinga ushindani ili kudumisha sehemu yake ya soko, ingawa hii mara nyingi imeruhusiwa tangu Rais Reagan. SpaceX inaweza kuweka ukiritimba wa Starlink kwa kuwalazimisha watengenezaji nyota wengine kuzindua satelaiti kwenye roketi za zamani za Soviet. Hatua zinazofanana zimechukuliwa
Cha kusikitisha zaidi ni kwamba utumaji wa SpaceX wa makumi ya maelfu ya satelaiti za obiti ya chini unaweza kubuniwa kama chaguo la ushirikiano wa commons. Kampuni ya kibinafsi, inayotafuta manufaa ya kibinafsi, inanyakua umiliki wa kudumu zile nyadhifa za obiti zilizokuwa za umma na zisizo na mtu. Na ingawa ubunifu wa SpaceX ulifanya iwezekane kupata pesa katika ombwe, sehemu kubwa ya mtaji wa kiakili wa SpaceX ulijengwa kwa mabilioni ya dola katika bajeti za utafiti.
Kwa upande mmoja, tunahitaji sheria ambazo zitalinda njia za uwekezaji binafsi, utafiti na maendeleo. Bila ulinzi huu, wavumbuzi hawataweza kufadhili miradi kabambe, au watahamisha kampuni zao mahali ambapo ulinzi huo hutolewa kwao. Kwa vyovyote vile, umma unateseka kwa sababu faida haizalishwi. Kwa upande mwingine, sheria zinahitajika ili kulinda watu, wamiliki wa jina la uwanja wa umma ikiwa ni pamoja na anga, kutoka kwa mashirika ya kibinafsi ya kukodisha ambayo yanajumuisha bidhaa za umma. Ndani na yenyewe, hakuna kweli au hata iwezekanavyo. Maendeleo ya SpaceX hutoa fursa ya kupata njia ya kufurahisha katika soko hili jipya. Tutatambua kwamba imepatikana tunapoongeza mzunguko wa uvumbuzi na uundaji wa ustawi wa jamii.
Mawazo ya Mwisho
Niliandika nakala hii mara tu nilipomaliza nyingine -
Matajiri na wanajeshi wamekuwa wakitumia mtandao wa satelaiti kwa muda mrefu, lakini Starlink inayopatikana kila mahali, ya kawaida na ya bei nafuu haiwezekani bila Starship.
Uzinduzi huo umezungumzwa kwa muda mrefu, lakini Starship, ambayo ni nafuu kabisa na kwa hiyo jukwaa la kuvutia, haiwezekani bila Starlink.
Unajimu wa kibinadamu umezungumziwa kwa muda mrefu, na ikiwa wewe -
Chanzo: mapenzi.com