Кто запустил спутники старлайн
Добавил пользователь Morpheus Обновлено: 19.09.2024
Моя профессиональная жизнь в спутниковой связи началась 1 мая 1993 года, и по сей день является и интересной и успешной. Поэтому, услышав четыре года назад о проекте Starlink компании SpaceX американского миллиардера и энтузиаста космоса Илона Маска, я не мог им не заинтересоваться. В первую очередь из-за того, что он кардинально выпадает за рамки той спутниковой связи, к которой мы в отрасли привыкли за последние 20-30 лет.
Уже на моих глазах проект претерпел значительные изменения и начал воплощаться в реальные спутники, гейтвеи и терминалы, быстро меняясь в ходе его развития. Чтобы не заблудиться в этих изменениях и новостях, ориентироваться в огромном количестве фактов, связанных с проектом, я начал писать для себя заметки о проекте Starlink, выкладывая их в своем блоге в livejournal. Недавно я собрал их в один текст и неожиданно для себя понял, что они превратились, по сути, в мини-энциклопедию Starlink.
Учитывая, что персона Илона Маска и все его проекты привлекают внимание самых широких слоев населения, а представления о Starlink, сложившиеся о нем в интернете (и не только российском), иногда крайне далеки от реальности, то буду рад, если собранный мной материал, вместе с моим анализом на базе профессионального опыта, поможет читателю лучше понять всю грандиозность и сложность этого проекта.
Надеюсь Вам будет интересно это прочесть,
Сергей Пехтерев, к.т.н
1. Рождение проекта Starlink
Если искать, откуда вырос этот проект, то, скорее всего, за точку отсчета надо взять 2007 год, когда Грег Уайлер основал компанию O3b Networks, акционерами которой стали спутниковый оператор SES (ему принадлежало 49,5% акций), Google, банк HSBC, фонд Liberty Global.
30 сентября 2014 года Google подала заявку на патент на спутниковую группировку для широкополосного доступа в интернет с сетью наземных шлюзовых станций и межспутниковыми линиями связи, в которой Марк Кребс значился как изобретатель.
Патент был выдан уже в 2017 году, вот как должна была выглядеть группировка спутников:
Что и как произошло в 2014 году между руководством Google, Илоном Маском и Грегом Уайлером, я сказать не могу: надо ждать, пока все они не выпустят мемуары и читать, кто, что, кому сказал и кто кого куда послал, но результат известен. Грег Уайлер расстался с Google и основал собственный проект OneWeb (WorldVu), а Илон Маск заручился финансированием от Google и в 2014 году начал аналогичный проект.
Отметим, что, скорее всего 2014 год был весьма бурным, а переговоры сторон достаточно напряженными, и стороны готовились к тому, что их совместный бизнес не состоится. По крайней мере известно, что 27 июня 2014 года в Международный Союз Электросвязи (МСЭ) была подана заявка от имени норвежского регулятора в области связи на спутниковую сеть из 4257 спутников, под названием STEAM. При этом сеть состояла из двух группировок: STEAM-1 была заявлена в диапазоне Ku (11/14 ГГц), а STEAM-2 – спроектирована как группировка в диапазоне Ка (18/30 ГГц); ее 4257 спутников распределялись между 43 орбитальными плоскостями. Инициатором этой заявки в МСЭ была компания Steam Systems, основанная в 2014 году юридической фирмой Schjødt. В 2018 году в реестре собственников Steam Systems произошли изменения и теперь 100% собственником является SpaceX. Преимущество Норвегии перед США заключалось в отсутствии сбора, который взымал американский отраслевой регулятор Federal Communication Commission (FCC) — он требовал чуть ли не $1 млн, и в отсутствии бюрократии. Напомним, что FCC рассматривала заявку SpaceX от 2016 года почти два года, тщательно изучая претензии от всех конкурентов.
Таким образом, можно сказать, что отчий дом для проекта Starlink — это Google, а на роль родителей претендуют Грег Уайлер и Марк Кребс (в 2016 году Марк перешел в SpaceX, в 2018 году Илон Маск его оттуда выгнал, и с 2018 года Кребс работает над проектом Amazon Kuiper у Джеффа Безоса). Но настоящую жизнь в Starlink вдохнул Илон Маск, загоревшийся этой идеей в 2014 году. Вот первое упоминание Маском будущего проекта Starlink:
В настоящее время руководителем (или как минимум публичным лицом проекта Starlink является Джонатан Хефелер (Jonathan Hofeller), Вице Президент по Starlink&Commercial Sales
2. Основные события проекта Starlink
3. Цели и стоимость проекта
В январе 2015 года при открытии офиса в Редмонде Илон Маск отметил:
Насколько заявленные в 2015-2016 годах цели будут соответствовать суровой действительности, мы, скорее всего, увидим уже в 2021 году. Однако отметим, что совокупный доход пяти крупнейших спутниковых операторов в мире: Intelsat, SES, Inmarsat, Telesat и Eutelsat — составил в 2019 году $7,75 млрд, на фоне которых цель SpaceX иметь оборот в $30 млрд в 2025 году смотрится весьма и весьма оптимистичной.
Финансирование проекта идет за счет привлечения средств от новых и старых акционеров SpaceX. Размещение акций идет в закрытом режиме, и известны только объемы привлеченных средств. Так, например, только в первой половине 2019 года SpaceX привлекла от акционеров $1,02 млрд. В августе 2020 года SpaceX отчиталась перед SEC о привлечении еще почти $2 млрд в капитал компании.
По оценкам аналитиков Morgan Stanley, опубликованным в июле 2020 года, проект Starlink не выйдет на положительный денежный поток до 2033 года.
4. Состав группировки Starlink
Говоря о составе низкоорбитальной группировки Starlink компании SpaceX надо отметить, что она состоит как минимум из двух отдельных спутниковых сетей. Первая сеть изначально (согласно заявке SpaceX в FCC от 15 ноября 2016 г.) планировалась из 4425 спутников. Эта заявка одобрена FCC 29 марта 2018 г.
Выглядеть это должно было так:
Вторая сеть из 7518 спутников должна будет работать в V-диапазоне (заявка подана 1 марта 2017 г., одобрена 19 ноября 2018 г.).
Группировка VLEO системы Starlink:
Потом SpaceX вносила изменения в 2018 году, понизив орбиту до 550 км. В таблице ниже приведен состав группировки, согласно последней заявки SpaceX в FCC (Федеральную комиссию по связи США) 17 апреля 2020 г. (заявка на данный момент еще не одобрена FCC):
Также отметим, что в начале июня 2020 года SpaceX направила в FCC еще одну заявку, названную Generation 2, согласно которой планируется еще почти 30 тыс. спутников на следующих орбитах:
Однако, в данном обзоре мы сконцентрируемся на анализе первого этапа сети в Кu/Ка-диапазонах, которая реально разворачивается сейчас и имеет шанс начать предоставление доступа в интернет в ближайшее время (конец 2020 г.). На данный момент SpaceX видит ее в следующем виде: 72 орбитальные плоскости с наклонением 53 градуса по 22 спутника в каждой на высоте 550 километров (возможно, что и это не окончательный вариант). Выглядит это так:
5. Архитектура сети Starlink
На рисунке изображена архитектура сети Starlink и ее важнейшие компоненты, а именно:
Космический сегмент — это спутники на низкой орбите (на данный момент разворачиваются первые 1600 спутников на орбите высотой 550 км с наклонением 53 градуса);
Наземный сегмент:
- Центр управления сетью (Network Management System),
- Шлюзовые станции (Gateway),
- Абонентский терминал (User Terminal)
Рис. Структура глобальной спутниковой сети Starlink
Компании SpaceX удалось провести запуск ракеты Falcon 9 с 60 интернет-спутниками на борту. Аппараты уже выведены на орбиту. Это первые спутники из более чем 11 тысяч аппаратов, которые покроют Землю глобальной сетью интернета, предоставив к ней доступ жителям труднодоступных и удаленных регионов.
Общее количество спутников, которое планируется запустить в течение нескольких лет, составляет 11943. Аппараты станут поддерживать связь с наземными станциями при помощи фазированных антенных решеток.
Что касается первых 60 спутников, они отправились на высоту 550 километров. Изначально ракета вывела их на орбиту высотой 440 километров, а далее аппараты поднимаются сами при помощи собственных двигателей. По словам представителей компании, эти движки станут использовать и для корректировки положения спутников на орбитах. В частности, для того, чтобы избежать столкновения с частицами космического мусора.
Масса каждого спутника составляет 227 килограммов, так что текущий запуск можно назвать одним из самых грузоподъемных. Общая масса полезного груза ракеты составила 18,5 тонны, немногим более 13 тонн — это масса спутников.
В марте этого года сообщалось, что компанию SpaceX опережает конкурент — OneWeb. Эта компания также разрабатывает похожий проект, и она уже запустила первые шесть аппаратов на круговую орбиту на высоте 1000 км.
Проект OneWeb предусматривает создание гораздо меньшей, чем у SpaceX, группировки спутников — речь идет о 650-900 аппаратах. Начало предоставления услуг OneWeb планирует на начало 2021 года.
По мнению экспертов, OneWeb опережает SpaceX благодаря относительной простоте своих спутников и меньшей их массе. Также компания сотрудничает с компанией Airbus Defense and Space, что дает ей немало возможностей по работе над проектом.
Проект запуска спутников будет реализовываться поэтапно. Первый этап заключается в отправке на орбиту 1600 спутников.
Как думаете, сколько всего спутников человечество вывело на орбиту за всю свою историю?
А Илон Маск уже скоро собирается выпустить на орбиту земли 12 000 спутников по 260 кг каждый. И это только начало — потом он планирует расширить сеть до 42 000 штук. Вы поняли — Суммарно это существенно больше того, что было запущено за всю историю человечества! И главное он уже начал это делать!
Зачем? Как минимум спутниковый интернет — это дорого и сложно и к тому же недостаточно быстро!
1 Мб - 5$
Поэтому он решил создать свой собственный интернет с блекджеком ну и как положено, покрывающий связью весь земной шар и доступный каждому и в чем-то он сможет быть лучше той же оптики! Сегодня мы выясним возможно ли такое и расскажем подробно о проекте “Starlink”. Как это работает при чем тут SpaceX!
История
Илон Маск анонсировал Starlink в январе 2015 года. Но почему мы говорим об этом сейчас, потому что кое-что произошло, но для начала немного о проекте и его истории
Сказать, что проект амбициозный — ничего не сказать. Ведь Илон в своем выступлении пообещал, что новая спутниковая сеть будет способна покрыть практически всю территорию нашего голубого шарика и обеспечить до 50% пропускной способности всего мирового интернет-трафика тем самым произведя революцию в отрасли!
Правда с уточнением, что в густонаселенных местах, например в больших городах, до 10% трафика, но все равно это очень впечатляет.
Итак в чем же идея?
Для начала выясним какие сегодня есть проблемы у спутникового интернета! Например, одна из них — это задержка. Она огромна и составляет порядка 500 мс. В CS:GO не погоняешь, да и вообще она сильно отстает от сегодняшних требований к интернету.
Чтобы понять, как она возникает, нам надо немного понять орбитальную механику! Вы знаете, что спутники летают на определенных расстояниях от земли, то есть по орбитам. Орбит этих много, они разные и служат для разных целей. Например, орбита Международной Космической Станции это около 400 километров, а орбита спутников GPS около 20 000 километров.
Такая орбита выбрана, чтобы каждый спутник покрывал определенную и большую область на планете — ведь чем дальше ты от Земли, тем большую площадь можно увидеть.
С интернет-спутниками, да и с большинством телекоммуникационных спутников, все примерно также, только они летают еще дальше от Земли на так называемой Геостационарной орбите на высоте около 35 000 километров от поверхности Земли.
У такой орбиты есть плюсы — можно запустить всего несколько мощных спутников и они покроют всю поверхность планеты, но естественно есть и минусы, главные из которых — задержка и относительно маленькая скорость передачи данных. Ведь сигналу нужно пройти путь туда-обратно, то есть 70 000 километров. Именно это и рождает такую большую задержку.
Скажу по секрету, мы с Борей работали в спутниковом операторе — я сам тестировал эту связь и помню это злосчастную задержку. А самый дорогой ресурс был — та самая пропускная полоса на спутниках — их же мало.
И что же предложили Starlink для решения этой проблемы? Смотрите! Вместо отправки нескольких спутников, на Геостационарную орбиту они решили вывести много маленьких спутников на Низкую Околоземную орбиту, то есть на высоту около 500 километров, которые будут постоянно находиться в связи друг с другом и с Землей. И мало того они не будут висеть в одной точке, а будут постоянно находиться в движении.
Ну и сколько же спутников надо вывести, чтобы создать такую живую паутину вокруг земли?
Мы уже ответили в начале, но это по-прежнему взрывает мозг. Я напомню для начала 12 000 штук, а потом еще 42 000. Число то какое, не иначе пасхалочка от Илона.
И пошло поехало. Первые тестовые спутники SpaceX запустили в 2018 году. В будущей сети они не будут принимать участие, однако они послужили для проверки систем связи.
Дальше уже в мае 2019 года, тоже в тестовом режиме, были запущены уже 60 первых предсерийных спутников версии 0.9, между собой они еще не умели общаться, но вот специальные антенны для связи с Землей уже были.
А вот уже с ноября 2019 года SpaceX уже начала выведение серийных спутников основной группировки версии 1.0. Это уже пригодные для использования спутники и на данный момент на орбите находится уже 844 спутника.
А каждый следующий запуск пополняет группировку примерно на 60 спутников за раз.
Но как же это так, спросите вы? Тогда на выведение этих тысяч спутников им потребуются десятки лет, если за полгода запустили только около 500 штук.
Планы по запускам спутников Starlink у SpaceX просто грандиозные. Во-первых, они планируют выйти на запуск каждые 2 недели по 60 спутников к сентябрю. Во-вторых, это число явно не финальное, так как одна из целей SpaceX — это возможность запусков одного и того же ракетоносителя с перерывами между запусками менее суток.
Вы ведь помните, что SpaceX научились сажать свои ускорители на Землю и использовать их повторно? Это значит, что запусков будет больше… намного больше!
Ну и главное — новая сверхтяжелая ракета Starship, разработка которой ведется очень активно, по расчетам она будет способна за раз выводить до 400 спутников Starlink!
Как это будет работать?
Скажем так — это уже работает!
Для начала работы системы в полноценном режиме не нужно выводить десятки тысяч спутников. В принципе система уже позволяет себя тестировать и на сайте Starlink недавно можно было оформить заявку на бета-тест.
Сейчас на орбите уже 844 спутника и, по словам Маска, это обеспечивает значительный операционный потенциал. Фактически уже идет закрытое бета-тестирование, а с 27 октября начали рассылать приглашения на открытый бета-тест.
А вот, что произошло почти ровно год назад 22 октября:
Илон Маск отправил первый твит через систему Starlink!
Уже есть множество замеров скорости — но о них позже.
Полноценное завершение первой фазы подразумевает выведение около 4 000 спутников, что уже обеспечит покрытие всей планеты.
Концепцию самой сети мы примерно поняли, теперь о поговорим о её устройствах.
О самих спутниках
Но о спутниках подробностей компания не дает, но вот информация из тех данных которые SpaceX подали в Федеральную комиссию по связи США.
Каждый спутник оснащен системой лазеров и 4 фазированными антеннами. Кроме того на спутниках есть ионные двигатели на основе криптона, которые нужны для изменения орбиты спутников, а также для того, чтобы натурально сжигать их в атмосфере Земли, когда их срок службы подходит к концу.
Лазеры нужны для того, чтобы спутники могли обмениваться информацией друг с другом и как бы передавать ее как эстафетную палочку.
Про саму систему лазерной передачи данных вообще ничего неизвестно кроме того, что спутники смогут одновременно общаться с пятью соседями.
Представьте, что это будет как оптоволокно, только без самого волокна — ведь в космосе оно не особо нужно!
Антенны же необходимы для связи со станциями пользователей на Земле. Они должны обеспечивать большую пропускную способность и иметь возможность работать с множеством пользователей одновременно. Известно, что они будут работать в Кей-Альфа и Кей-Ю диапазонах ( K u и K a ).
А что такое станция на земле?
То есть, чтобы вы понимали, процесс настройки антенны сегодня не такой простой — я помню как сам это делал несколько лет назад!
Но давайте вспомним задержку — мы помним, что она будет существенно ниже — но на сколько? Приготовьтесь!
После реализации первой фазы задержка при связи со спутником составит около трех с половиной миллисекунд.
3 ms по спутнику — вы только представьте и из любой точки мира!
Сравните с тем спутниковым интернетом, что есть сейчас. Тут задержка более чем в 100 раз меньше!
Мы поняли — это будет существенно лучше текущего спутникого интернета, но мыслите дальше: Starlink будет быстрее оптоволоконного интернета на Земле!
Канал Real Engineering приводит очень классный пример. Для кого важны низкие задержки? Для геймеров? Ничего подобного — для брокеров! У одних риски получить хедшот от пятиклассника, у других слить в трубу сделку на десятки миллионов долларов из-за грёбаного пинга!
Представьте, что вы сидите в Лондоне и вам надо срочно продать акции на Нью-Йоркской бирже. Конечно же ситуация абсолютно ежедневная для каждого из нас!
Через Starlink задержка составит 43 мс, а при использовании современного интернета это время составляет около 76 мс. То есть разница в 77%, а это огромное число? хоть мы и говорим о миллисекундах!
Главное, что за такое уменьшение задержки финансовые рынки мира готовы заплатить очень большие деньги. Если в прошлом, ради ускорения всего на 5 мс был проложен новый оптоволоконный кабель из Великобритании в США стоимостью в 300 миллионов долларов. И это только из Лондона в Нью-Йорк, а ведь есть ещё Гонконг, Сингапур, Токио. Тут уменьшение задержки будет еще больше!
При этом система надежна: если выходит из строя какой-то один спутник, то информация просто пойдет по другой цепи паутины.
То есть мало того, что система позволит надежнее и быстрее работать, так она еще и будет доступна из любой точки планеты. Неважно где — в центре Тихого океана или в центре большого города!
В августе этого года уже появились первые данные пользовательских тестов. Даже обладая только маленькой частью того количества спутников, о которых идет речь, скорости уже отлично позволяют вам загружать видео в Instagram или смотреть видео на YouTube!
Давайте глянем что там предлагают тестировщикам: $499 — терминал с антенной и встроенным Wi-Fi роутером, $99 — месячная абонентская плата, Скорость: 50-150 Мбит, и задержку до 40 мс с улучшением до 20 мс уже в течении года! Для бета-теста вообще отлично. И понятно, что это еще совсем не финальная цена. Она легко может снизиться, когда проект наберет первичную большую пользовательскую базу! А приложение StarLink уже доступно в Apple Store и Google Play!
Более того нашлось уже первое применение: SpaceX предоставила пожарным из Вашингтона два наземных терминала системы Starlink, пишет The Verge. Он пригодились для тушения пожаров в лесах, где есть явная нехватка интернета
Также в будущем система будет полезна при других стихийных бедствиях, например, землетрясениях, когда наземная связь повреждена.
Но конечно не обходится без критики. Астрономическое сообщество выступило с опасением, что такое количество спутников будут очень сильно влиять на информацию получаемую телескопами на земле.
И действительно в 2019 году, после запуска первой партии спутников 19 из них в течение 5 минут мешали работе телескопа DECam (Dark Energy Survey), который предназначен для поисков следов темной энергии. В результате инженеры компании выкрутились — придумали, что надо спутники покрывать специальным темным покрытием, которое сделает их как бы невидимыми для телескопов.
И пока что нет никакой информации о том, например, насколько сильно будет влиять окружение на сигнал, например кроны деревьев, горы, облака. Но по идее, чем больше спутников, тем меньше будут мешать помехи.
Что касается стоимости для абонентов. Есть только приблизительные цифры и звучат они так. Стоимость тарелки от 100 до 300 долларов и абонентская плата в 80 долларов в месяц.
Это уже сильно ближе к реальным ценам за интернет — дорого, но явно не 5$ за Мб.
Но понятно, что с ростом числа абонентов и возможной будущей конкуренции с другими компаниями, эта стоимость явно будет снижаться! А другие компании есть — например компания OneWeb!
Ну и конечно люди, которые бояться чипирования через 5G вышки, от этого проекта вообще сойдут с ума!
В общем, система будет улучшаться и совершенствоваться постоянно, но пока что вопросов еще много.
Давайте немного помечтаем о том, к чему нас приведет такой проект. Только представьте — Интернет везде! В море на кораблях, в небе в самолетах, где угодно! Быстрое, стабильное и качественное соединение. А допустим, если вставлять антенны в крыши автомобилей. Все это делает нас все ближе к полноценной реализации Интернета Вещей!
А если помечтать и например уменьшить “тарелку”, до размеров антенны в телефоне: это интернет всегда и везде.
И ведь это не пустые примеры — например, так случилось с GPS в свое время. Ведь первый GPS-приемник был совсем не маленький! А сейчас он уже есть в наручных часах!
Итого
Не знаю как вам, но мне очень нравится то, как развиваются современные технологии и без сомнений мы вошли в новую космическую эпоху!
Кроме того у Илона Маска есть еще один проект — Neurolink, о котором мы тоже собираемся вам рассказать. Это конечно будет про то самое чипирование…
Какого размера бывают спутники?
Все аппараты весом свыше 1 т считаются большими спутниками. Малые же разделяются на следующие категории:
- миниспутники (от 100 до 500 кг);
- микроспутники (от 10 до 100 кг);
- наноспутники (легче 10 кг);
- кубсаты (10х10х10 см и весом до 1,3 кг);
- покеткубы (5х5х5 см и до 250 гр);
- пикоспутники (от 100 г до 1 кг).
Кто сегодня разрабатывает и запускает спутники в России
По данным Euroconsult, в мире на сегодняшний день доля государственного участия в космической отрасли составляет 80%. К 2029 году рынок вырастет в пять раз — каждый год будет запускаться около 1 500 спутников, при этом 90% будет приходиться на малые спутники весом до 500 кг.
Разработка
Запуск
Еще один стартап, который планирует зарабатывать на рекламе с помощью микроспутников — Avant Space. Спутники будут размещать на орбите на высоте в 600 км в виде заданных фигур, названий и логотипов, а лазеры на спутниках будут передавать бинарный код со ссылкой на сайт заказчика. Первый тестовый запуск прошел в сентябре 2020 года, а первые рабочие спутники обещают вывести на орбиту в 2022-м.
Сбор и обработка данных
Для чего используют спутники
Традиционно спутники применяют в следующих сферах:
Как спутники помогают управлять беспилотниками
С помощью спутников можно создавать системы для управления и контроля за беспилотным воздушным и наземным транспортом.
Для воздушных судов используются частотные диапазоны, признанные Международной организацией гражданской авиации (ИКАО) и специальное оборудование. Такие системы могут быть гибридными: например, работать и с космическими, и с наземными базовыми станциями.
Чтобы развивать системы управления беспилотными автомобилями, необходима технология V2X (vehicle-to-infrastructure, автомобиль — инфраструктура). Она подразумевает взаимодействие автомобиля с дорожным покрытием, светофорами, знаками, указателями — полностью автономно, без участия человека.
Спутниковая связь и навигация помогут обеспечить необходимые условия для управления личным, общественным и коммерческим беспилотным транспортом, настроить каналы связи с дорожной инфраструктурой, мониторинг и реагирование в случае аварий и ЧС.
Как с помощью спутников спасают людей
Будущее спутниковой отрасли
Главные проблемы, которые препятствуют развитию спутниковых технологий:
- сложности для входа на рынок частных компаний;
- зависимость от госкорпораций и государственной космической программы;
- сложный и дорогой цикл разработок;
- жесткое регулирование;
- космическая отрасль нуждается в больших инвестициях, — частных и государственных — чтобы вести научные исследования и инженерные разработки.
Для запусков спутников все чаще используют малые ракеты или самолеты-носители, запуская сразу большое количестве аппаратов разных компаний.
Для обработки данных со спутников все более востребованной становится Edge-технология. Она подразумевает, что все вычислительные операции совершаются максимально близко к источнику данных — то есть самим спутником — чтобы повысить качество и скорость передачи. Это становится возможным благодаря упрощению требований к электропитанию аппаратов, ТТХ и устойчивости к радиации.
К марту 2022 года SpaceX довела число спутников Starlink на орбите до 2 000 — около 17% от плана на 2027 год. Правда ли, что мы — на пороге новой эры сверхскоростного интернета?
Все это — в рамках миссии Starlink 22, очередной амбициозной затеи Маска.
Зачем это нужно
Идея состоит в том, чтобы окутать сетью из небольших телеком-спутников всю планету на низкой околоземной орбите — в 500–2000 км от поверхности. Один спутник покрывает небольшую территорию, например, размером с Аляску. Поэтому их запускают группами для покрытия определенной территории. Успех какого-либо низкоорбитального проекта приведет к полному изменению телеком-инфраструктуры во всем мире.
Финансовым драйвером является потенциальный рынок — малоосвоенные территории с плохим интернет-покрытием, сложным ландшафтом или нахождением в океане. Например, только население Африки, по данным ООН, составляет 1,3 млрд или 16,7% населения Земли.
Технология производства возвращаемых ракет многократного использования кардинально изменит стоимость и возможность реализации сетки из тысяч интернет-спутников. Банкротство LeoSat и OneWeb оставляет на рынке единственного лидера — американскую компанию Илона Маска Starlink и, как известно, коммерческое производство ракет многократного использования также успешно стартовало под руководством Маска.
OneWeb — более успешный британский проект, запущенный в 2012 году экс-сотрудником Google Грегом Уайлером.
При этом еще весной 2020 года компания объявила о банкротстве. Она не смогла договориться с SoftBank (японский банк, один из главных инвесторов OneWeb) об инвестициях на сумму $2 млрд из-за пандемии. Не помогли и дополнительные $3,4 млрд инвестиций, в том числе — от Airbus, Virgin Group и Qualcomm.
Как сейчас обстоят дела со спутниковым интернетом
Недорогой широкополосный интернет в труднодоступных местах за счет группировки спутников ━ ближайшая американская реальность. Проекты спутниковой связи существуют уже не один десяток лет. Согласно UCS Satellite Database, в начале 2020 года на орбите Земли насчитывалось более 2 600 активных спутников.
Новое поколение коммуникационных спутников на негеосинхронных орбитах (NGSO) — низкой околоземной орбите (LEO) и средней околоземной орбите (MEO) — активно запускалось в космос за последний год. Аналитики McKinsey прогнозируют производство и запуск спутников в беспрецедентных масштабах.
И даже в случае провала крупнейших телеком-проектов на низкой околоземной орбите в течение ближайших десяти лет будет запущено 50 тыс. активных спутников.
Как SpaceX планирует захватить мир
После банкротства OneWeb единственным активным и масштабным проектом является Starlink.
Всего в рамках миссии запустят 12 тыс. спутников. Запуск и подключение обойдутся SpaceX в $10 млрд. Это позволит обеспечивать широкополосный интернет со скоростью 1 Гбит/сек — то есть равноценный стандарту 5G.
Каждый спутник весит 260 кг и имеет конструкцию из плоских панелей для максимально компактного размещения на ракете Falcon 9. Спутники оснащены четырьмя антеннами с фазированной решеткой и ионными двигателями на криптоне.
На начало 2022 года года SpaceX развернула спутниковую связь в 29 странах. Для расширения операций компания собирается построить завод по производству комплектов для подключения Starlink в городе Остин, штат Техас. Также компания подала заявку на обеспечение доступа к спутниковому интернету для движущихся объектов: наземного транспорта, морских судов и самолетов. По информации СМИ, телеком-проект Starlink является частью плана Илона Маска по покрытию расходов на более амбициозные проекты, такие как полеты и поселение на Марсе. Мировая индустрия интернет-доступа приносит около $1 трлн годового дохода. Маск считает, что если Starlink сможет получить хотя бы 3% от этого рынка, то компания сможет зарабатывать примерно $5 млрд.
Анимация, созданная Дэном Олтрогге из Analytical Graphics, показывает 57 тыс. запланированных спутников, запускаемых на орбиту вокруг Земли с 2017 по 2029 год. Большинство запланированных спутников будут принадлежать компании Илона Маска Starlink. Каждая точка в анимации представляет один спутник.
Сколько стоит интернет от Starlink
Спутниковый интернет от Starlink уже можно протестировать. Для этого нужно приобрести комплект с Wi-Fi-маршрутизатором, спутниковой антенной и фазированной решеткой. Он стоит $500, еще $100 — ежемесячная абонентская плата. На период тестирования обещают скорость в диапазоне от 50 до 150 Мбит/сек. с задержкой от 20 до 40 мс, при этом соединение будет постоянно улучшаться.
По состоянию на февраль 2022 года, сам Маск говорил о 250 тыс. пользователей Starlink, в среднем это число растет на 11 тыс. ежемесячно.
Главные конкуренты Starlink
Iridium Communications
Ветераном кластера низкоорбитальных телеком-спутников является компания Iridium Communications. Первое поколение кластера состояло из 77 спутников, запущенных в 1997–2002 годы, с приблизительной стоимостью проекта $5 млрд.
Компания SpaceX получила контракт на запуск всех спутников следующего поколения Iridium NEXT. Запуски проводились с использованием ракеты Falcon 9, и за 2017-19 годы количество модернизированных спутников на орбите достигло 75 штук.
В январе 2020 года спутниковый кластер Iridium Communications был сертифицирован для использования в Глобальной системе оповещения о бедствиях и обеспечения безопасности на море (GMDSS). Сертификация положила конец монополии американской компании Inmarsat с 1999 года.
GalaxySpace и правительство Китая
Амбиции создания флота спутников есть у китайской компании GalaxySpace. В январе 2020 года GalaxySpace запустила первый широкополосный интернет-спутник на низкой околоземной орбите со скоростью передачи трафика 24 Гбит/с, но только для китайских пользователей. Это первый частный спутниковый проект в стране, который оценивают в 8 млрд юаней ($1,2 млрд).
В сентябре 2020 года правительство Китая подало заявку в Международный союз электросвязи (ITU) на программу запуска 12 992 низкоорбитальных спутников. Всего, по последним прогнозам, в ближайшие годы планируется развернуть сеть до 100 тыс. спутников, а суммарные инвестиции в инфраструктуру составляют 100 млрд юаней ($15,4 млрд).
Однако одна из основных проблем частной космической отрасли в стране — в том, что компании не покрывают всей необходимой цепочки, в отличие от Starlink с ее разработкой, производством, запуском и дистрибуцией.
GalaxySpace стремится решить эту проблему: строит завод по производству 500 спутников в год, предоставляет услуги спутниковой связи и развивает сети 5G.
Amazon
Успех Илона Маска не дает спать спокойно и Amazon. В рамках проекта Джеффа Безоса, известного как Kuiper, планируется вывести на низкую околоземную (от 590 до 630 км) орбиту 3236 спутников. Они будут обеспечивать скорость трафика до 400 Мбит/с. Amazon заявляет, что развернет спутники в пять этапов, при этом услуги широкополосной связи начнутся после того, как на орбиту будет выведено 578 спутников. Однако пока это только планы, хотя у другого проекта Безоса — Blue Origin — есть собственная ракета многократного использования New Shepard.
Весной 2021 года Amazon объявила о запуске совместной с британским венчурным фондом Seraphim Capital программы поддержки стартапов в области космических технологий. В июне 2021 года десять компаний, которые отобрали в рамках программы, получили до $100 тыс. финансирования для использования в облачной инфраструктуре Amazon Web Services.
Telesat и правительство Канады
Канадская компания Telesat в партнерстве с правительством Канады (которое вложило в программу $462 млн) пока запустила только один спутник в 2018 году. В феврале 2021-го Telesat выбрала компанию Thales Alenia Space (Франция-Италия) в качестве генерального подрядчика для производства спутников. Первая партия будет состоять из 298 штук весом от 700 до 750 кг и отправится на орбиту в 2023 году, при этом 78 из них разместятся на полярной орбите, а 220 — на наклонной.
Полноценное покрытие обещают во второй половине 2024-го. Ранее компания заявила о намерении увеличить количество спутников до 500, а их суммарная пропускная способность составит 15 Тбит/с. Для запуска задействуют ракеты Blue Origin и других компаний.
Как развивается спутниковый интернет в России
С 2022 по 2024 годы российские власти планируют развернуть военные системы связи и разведки с помощью спутников. Они будут отслеживать ракетные пуски и малые космические аппараты других стран. Программу запустят в рамках создания Единой космической системы (ЕКС). В 2023 году, после запуска третьего этапа, начнется развертывание высокоорбитальной космической системы разведки.
Чем опасны спутники на орбите
Одна из проблем массовых запусков спутников — космический мусор на орбите. Он образуется из обломков устройств, которые вращаются на орбите. По данным Европейского космического агентства, всего на орбите Земли находится около 3200 сломанных спутников, которые летают с огромной скоростью. Это представляет опасность для других спутников, орбитальных станций и космических ракет. В SpaceX заявляют, что неисправные спутники должны сойти с орбиты или сгореть в атмосфере Земли. Правда, на это уйдет до пяти лет.
Есть и другие проблемы. В конце 2020 года Федеральная комиссия по связи США (FCC), по просьбе компании Viasat (американская медиагруппа, осуществляющая спутниковое вещание), начала проверку спутниковой сети Starlink на предмет возможной экологической угрозы.
Наконец, и ракеты, и спутники усиливают световое загрязнение — световые помехи, которые мешают астрономам наблюдать за космическими объектами.
Читайте также: