Съдържание:
- SpaceX Starlink
- The Wayback (около 1996 г.)
- Остава един проблем
- Състезанието
- Кой е отговорен, така или иначе?
Видео: 1 ÑÑÐµÐ¿ÐµÐ½Ñ Ð½Ð° 430-2/4500дмг/6000+ (Ñ 2) (Ноември 2024)
Има една теория (или може би предупредителна приказка) сред астрономите, наречена синдром на Кесслер, наречена за астрофизика на НАСА, който го предложи през 1978 г. При този сценарий орбиталният спътник или някакъв друг материал случайно удря друг и се разбива на парчета. Тези парчета се въртят около Земята с десетки хиляди мили в час, унищожавайки всичко по пътя им, включително и други спътници. Започва катастрофална верижна реакция, която завършва в облак от милиони парчета нефункционални космически отломки, които обикалят безкрайно около планетата.
Подобно събитие би могло да направи орбиталната равнина функционално безполезна, унищожавайки всички нови сателити, изпратени в нея и евентуално възпрепятствайки достъпа до други орбити и дори до цялото пространство.
Така че, когато SpaceX подаде заявка до FCC да изпрати 4, 425 сателита в нискоземна орбита (LEO), за да предостави глобална високоскоростна интернет мрежа, FCC беше сериозно загрижен. Повече от година компанията отговаря на въпроси на комисията и петиции от конкуренти за отказ на заявлението, включително за подаване на „план за смекчаване на орбитални отломки“, за да се премахнат страховете от апокалипсиса на Кеслериан. На 28 март FCC уважи молбата на SpaceX.
Космическият боклук не е единственото, за което FCC се занимава - и SpaceX не е единственото образувание, което се опитва да изгради следващото поколение спътникови съзвездия. Шепа компании, както нови, така и стари, използват нова технология, разработват нови бизнес планове и отправят петиции към FCC за достъп до частите от комуникационния спектър, от които се нуждаят, за да покрият Земята чрез бърз и надежден интернет.
Участват големи имена - от Ричард Брансън до Илон Мъск - заедно с големи пари. OneWeb на Брансън е събрал 1, 7 милиарда долара досега, а президентът на SpaceX и COO Гуине Шотуел оценява 10 милиарда долара цена за проекта на тази компания.
Разбира се, има големи предизвикателства и история, не точно благоприятна за тези усилия. Добрите момчета се опитват да преодолеят дигиталното разделение в недооценените региони, дори когато лошите актьори плъзгат незаконни спътници върху ракетните акции. И всичко това се случва, тъй като (или наистина, защото) търсенето на данни скочи бързо: През 2016 г. глобалният интернет трафик надхвърли 1 секстилион байта, според Cisco, стартирайки ерата на zettabyte.
Ако целта е да се осигури (добър) достъп до интернет там, където по-рано не е имало, сателитите са разумен начин за постигането му. Всъщност компаниите правят това от десетилетия чрез големи геостационарни спътници (GSO), които седят в много висока орбита, фиксирана над определена точка на Земята. Но освен няколко нишови приложения, включително проследяване на товари и осигуряване на интернет на военните бази, този вид спътникова връзка не е достатъчно бърза, надеждна или отзивчива, за да бъде конкурентоспособна на съвременния интернет с кабелна или кабелна връзка.
Не-GSO включват MEOs, които работят в орбита на средна земя от 1200 до 22 000 мили над земната повърхност, и LEO (до около 1200 мили). Ако днес LEO не са яростта, поне те са повечето от тях.
Междувременно, регулациите за негеостационарни спътници са на десетилетия и са разделени между агенции в и извън САЩ: НАСА, FCC, DOD, FAA и дори Международният съюз за далекосъобщения на ООН имат роля в тази игра.
Има някои големи предимства от технологична страна. Цената за изграждането на сателит падна като
SpaceX Starlink
На гърба на тази технология 11 компании подадоха заявления в същия FCC "кръг за обработка", както направи SpaceX, като всяка се справи с проблема малко по-различно.
Елон Мъск обяви програмата SpaceX Starlink през 2015 г. и откри подразделението на компанията в Сиатъл. Той каза на служителите там: „Искаме да революционизираме сателитната страна на нещата, точно както направихме и с ракетната страна на нещата“.
През 2016 г. компанията подаде заявлението FCC, което призова 1600 (по-късно намалени до 800) спътници да се издигнат между сега и 2021 г., последвано от останалите преди 2024 г. Те ще летят между 1110 км и 1325 км над земята, обикаляйки Земята в 83 различни орбитални равнини. Съзвездието, като група от
На място клиентите ще монтират нов вид терминал с електронно управлявани антени, които автоматично се свързват към който и да е спътник в момента предлага най-добрия сигнал - подобно на начина, по който мобилен телефон избира кулите. Тъй като LEO сателитите се движат спрямо Земята, системата ще превключва между тях на всеки 10 минути. И понеже хиляди ще бъдат там, най-малко 20 винаги ще бъдат на разположение за избор, според Патриша Купър, вицепрезидент по въпросите на сателитното правителство за SpaceX.
Наземното устройство трябва да бъде по-евтино и по-лесно за монтиране от традиционните сателитни антени, които трябва да бъдат поставени физически, за да насочат към частта от небето, където живее съответният спътник GSO. SpaceX определи терминала като размера на кутия за пица (макар че не отбеляза какъв размер пица).
Комуникацията ще се случи
Отвъд FCC подаванията, SpaceX поддържа доста
През февруари SpaceX пусна първите си два прототипа сателита Starlink. Оформени като цилиндри със соларни панели за крила, Tintin A и B са приблизително метър на една страна, а Мъск потвърди чрез Twitter, че успешно общуват. Ако прототипите продължат да функционират, те ще бъдат присъединени през 2019 г. от стотици други. След като системата работи, SpaceX ще замести изведените от експлоатация спътници (и смекчи космическите отломки), като ги инструктира да свалят орбитите си, след което те ще паднат към Земята и ще изгорят при повторно пускане.
The Wayback (около 1996 г.)
Още през 80-те години HughesNet беше новатор на сателитните технологии. Знаете ли сивите чинии с размер на чинията, които DirecTV монтират от външната страна на къщите? Тези идваха от HughesNet, който сам идваше от пионера на авиацията Хауърд Хюз. „Измислихме технологията, която ни позволява да осигуряваме интерактивни комуникации чрез сателит“, казва EVP Майк Кук.
В онези дни тогава наречените Hughes Network Systems притежаваха DirecTV и управляваха големи геостационарни спътници, които излъчваха информация до телевизорите. Тогава и сега, компанията също предлагаше услуги на бизнеса, като транзакции с кредитни карти на бензиновите помпи. Първият му търговски клиент беше Walmart, който искаше да свърже служители в цялата страна и нейния домашен офис в Bentonville.
В средата на 90-те компанията изгради хибридна интернет система, наречена DirecPC: Компютърът на потребителя изпрати заявка чрез комутиране; тя беше насочена към уеб сървър и завършена чрез сателит, излъчвайки търсената страница надолу към антената на потребителя.
Около 2000 г. Хюз започва да предлага първата си двупосочна интерактивна система. Но поддържането на цената на услугата - включително потребителското оборудване - достатъчно ниска, че хората да я купуват беше предизвикателство. За да направи това, компанията реши, че има нужда от собствени спътници, и през 2007 г. изстреля Spaceway. Въпреки че все още се използва, този спътник е бил особено важен при пускането му, според Хюз, тъй като е първият, който е включил комутацията на бордови пакети. Капацитетът му: 10Gbps.
Междувременно компания, наречена Viasat прекара около десетилетие в R&D, преди да пусне първия си сателит през 2008 г. Наречен ViaSat-1, спътникът включи някои нови технологии, като например повторно използване на спектъра. Това позволи на спътника да избира между различни честотни ленти, така че да може да изпомпва данни до Земята без смущения, дори когато съседства следа на лъча на друг спътник, и след това да използва повторно този спектър в връзки, които не са съседни.
Освен това беше по-бързо и по-мощно. Когато той се покачи, капацитетът му от 140 Gbps беше повече от всички останали спътници, покриващи САЩ заедно, според президента на Viasat Рик Болдридж.
"Пазарът на сателити наистина беше хората, които нямаха избор", казва Болдридж. "Ако не можете да получите нещо друго, това беше технология от последна инстанция. По същество имаше повсеместно покритие, но наистина, не много данни. Беше прехвърлен към неща като транзакции на бензиностанции."
През годините HughesNet (сега собственост на EchoStar) и Viasat създават все по-бързи и по-бързи GSO. HughesNet представи EchoStar XVII (120Gbps) през 2012 г., EchoStar XIX (200Gbps) през 2017 г. и планира да стартира EchoStar XXIV през 2021 г., за което компанията казва, че ще предлага 100Mbps на потребителите.
ViaSat-2 се покачи през 2017 г. и вече има капацитет от около 260Gbps, а три различни ViaSat-3 са планирани за 2020 или 2021 г., всяка от които ще покрие различна част от земното кълбо. Viasat каза, че всеки от тези три ViaSat-3
"Имаме толкова голям капацитет в пространството, че променя цялата динамика на осигуряването на този трафик. Няма присъщо ограничение по отношение на това, което може да се осигури", казва Д.К. Сачдев, консултант по сателит и телекомуникации, който върши работа за LeoSat, една от компаниите, лансиращи съзвездие LEO. "Днес всички неща, които смятахме за недостатъци за спътниците, един по един се изместват."
Цялата тази скорост се е появила, не случайно, като
„Сателитната индустрия е много дълго време яростна, измисляйки как ще премине от предимно видео, до сега и в крайна сметка само предимно данни“, казва Роналд ван дер Брегген, главен директор по спазването на изискванията
Остава един проблем
Остава един проблем: латентността. За разлика от общата скорост, закъснението е времето, необходимо за информация от вашия компютър, за да стигне до местоназначението си и да се върне. Кажете, че щракнете върху връзка към уебсайт; тази информация трябва да излезе (в този случай до сателит и обратно), да посочи вашата заявка и да върне сайта.
Колко време отнема сайта за изтегляне се основава на това колко капацитет има връзката. Колко време отнема да пингирате този сървър и да започнете е латентността. Обикновено се измерва в милисекунди - не е нещо, което ще забележите, когато четете PCMag.com, но е много разочароващо, когато играете Fortnite и играта ви изостава.
Закъснението на влакнеста система варира в зависимост от разстоянието, но обикновено е няколко микросекунди на километър. Закъснението, когато изпращате заявка към спътник GSO, е в близост до общо 700 мили, според Болдридж - светлината пътува по-бързо във вакуума на космоса, отколкото във влакната, но тези видове спътници са далеч и това е просто отнема време. В допълнение към игрите, това е проблем за видеоконференции, финансови транзакции и фондовия пазар, контрол на интернет на нещата и други приложения, които зависят от
Но колко голяма е латентността на проблема, може да се обсъди. Голяма част от честотната лента, използвана по целия свят, е за видео; след стартиране на видео и правилно буфериране, латентността става непроблемна, а пропускателната способност е по-важна. Не е изненадващо, че Viasat и HughesNet са склонни да сведат до минимум значението на латентността за повечето приложения, въпреки че и двете работят, за да го сведат до минимум в своите системи. (HughesNet използва алгоритъм за определяне на приоритета на трафика въз основа на това, което потребителите гледат, за да оптимизира доставката на данни; Viasat обяви съзвездие на МЕО, за да допълни съществуващите си спътници, което трябва да намали латентността и да попълни зоните на покритие, включително тези на голяма географска ширина, където има екваториални GSO трудно достигане.)
„Наистина сме фокусирани върху високия обем и много, много ниските капиталови разходи за разгръщането на този обем“, казва Болдридж. „Забавянето е толкова важно, колкото другите функции за пазара, който поддържаме?“
Но въпросът остава; един сателит LEO все още е много по-близо до потребителите. Така компании като SpaceX и LeoSat са избрали този маршрут със своите съзвездия от по-малки, по-близки спътници, предвиждайки закъснение от 20 до 30 милисекунди.
"Това е компромис с това, тъй като те са в по-ниска орбита, получавате по-ниска латентност от LEO система, но имате по-сложна система", казва Кук. "Трябва да имате поне стотици спътници, за да завършите
Два епизода преди това си струва да се разберат. В началото на 90-те Бил Гейтс и няколко партньори инвестираха в проект, наречен Теледесик. Трябваше да се използва съзвездие от 840 (по-късно намалено до 288) спътници LEO, за да се осигури широколентова мрежа до региони, които не могат да си позволят или никога няма да видят влакнести връзки. Основателите му говориха за решаването на проблема със закъсненията и през 1994 г. кандидатстват в FCC за използване на спектъра на Ka-лента. (Звучи ли ви познато?)
През 2003 г. Теледесич изяде около 9 милиарда долара, преди да се провали.
„Тази идея тогава не проработи, но сега изглежда осъществима“, казва Лари Прес, професор по информационни системи в Калифорнийския държавен университет Домингес Хилс, който следи LEO системите, откакто Теледешич е нов. "Технологът не беше там от дълъг изстрел."
Законът на Мур и намаляването на батерията, сензорите и технологията на процесора от клетъчни телефони даде втори шанс на съзвездията на LEO. Повишеното търсене прави икономиката да изглежда досадно. Но докато сагата за Теледезик се разиграваше, друга индустрия научи някои важни уроци за пускането на комуникационни системи в космоса. В края на 90-те Iridium, Globalstar и Orbcomm съвместно пуснаха повече от 100 спътника в LEO с цел да осигурят покритие на мобилни телефони.
„За да се издигне цялото съзвездие там е необходимо
И трите компании бързо се спуснаха към фалит. И макар всеки да се преоткрива, предлагайки по-малък набор от услуги за конкретни приложения, като аварийни маяци и проследяване на товари, никой не успя да замести услугата за мобилни телефони, базирана на кулата. (През последните няколко години SpaceX сключи договор за пускане на спътници за Iridium.)
„Някога сме гледали този филм“, казва Манчестър. "Не виждам нещо присъщо различно в настоящата ситуация."
Състезанието
SpaceX и 11-те други корпорации (и техните инвеститори) залагат по друг начин. OneWeb пуска сателити тази година, като услугата се очаква да започне през следващата година и добавя още няколко съзвездия през 2021 и 2023 г., с крайна цел от 1000 терабита до 2025 г. O3b, която вече е филиал на SAS, има съзвездие от 16 сателита на MEO която функционира от няколко години. Telesat вече оперира със спътници GSO, но планира LEO система за 2021 г., която разполага с оптични връзки с закъснение от 30 ms до 50 ms.
Upstart Astranis също има спътник в геосинхронна орбита и ще пуска повече през следващите няколко години; въпреки че не се занимава с проблема със закъсненията, компанията се стреми да намали драстично разходите, като работи с местни доставчици на интернет услуги и изгражда по-малки и далеч по-евтини спътници.
Търсенето на по-бърз сателитен интернет до голяма степен се разчита на изграждането на по-големи, по-бързи спътници, които могат да носят повече данни, казва ван дер Брегген. Нарича го „лулата“: колкото по-голяма е тръбата, толкова повече интернет може да проникне през нея. Но компании като него намират нови области, в които да правят подобрения, като променят цялата система.
"Представете си най-малкия тип мрежа - два маршрутизатора на Cisco и жица между тях", казва ван дер Бреген. "Това, което правят всички спътници, е да се съсредоточи върху жицата между двете кутии… ние извеждаме целия набор от три в космоса."
За да разберете как става това, е полезно да мислите за интернет като за нещо, с истинско физическо присъствие. Това не са само данни; къде живеят тези данни и как се движат. Не се съхранява само на едно място; има сървъри по целия свят, които го държат, и когато имате достъп до него, компютърът ви го хваща от най-близкия, който се случва да има това, което търсите. Където има значение. Колко далече е от значение. Светлината (известна още като информация) пътува по-бързо в пространството, отколкото в влакната, почти наполовина. И когато отскочите тази връзка с влакна около лицето на планетата, тя трябва да поеме по схематичен път от възел до възел, с заобикаляния около планини и континенти. Извива се много по-дълго, когато източникът на данните е далеч от потребителя, дори когато отчитате няколко хиляди мили вертикално разстояние, добавя се свързан с пространство сигнал.
Подобно на описаното от Van der Breggen, цялата индустрия може да се разглежда като напредък към развитието на разпределена мрежа, не за разлика от самия интернет, просто в космоса. Забавянето и общата скорост са едновременно в игра.
Въпреки че технологията на една компания може да се окаже върховна, това не е изцяло игра с нулева сума. Много от тези компании са насочени към различни пазари и дори си помагат взаимно да достигнат до пазарите, които търсят. За някои това са кораби, самолети или военни бази; за други това са потребителите в селските райони или развиващите се нации. Но в крайна сметка компаниите споделят една цел: да докарат интернет там, където няма такъв или където той е недостатъчен, и да го правят на цена, която е достатъчно ниска, за да поддържат своя бизнес модел.
„Нашето мнение е, че това всъщност не е конкурентна технология. Ние вярваме, че има нужда в известен смисъл и за LEO, и за GEO
В интерес на истината, HughesNet си партнира с OneWeb за осигуряване на шлюзовата технология, която управлява трафика и взаимодейства системата с интернет.
Може би сте забелязали, че предложеното съзвездие на LeoSat е по-малко от това на SpaceX с близо 10 пъти. Това е добре, казва ван дер Брегген, защото LeoSat възнамерява да обслужва корпоративни и правителствени клиенти и следователно трябва да освети само няколко конкретни области. O3b продава интернет на круизни кораби, включително Royal Caribbean, и работи с телекомуникации в Американско Самоа и Соломоновите острови, където кабелните връзки са недостатъчни.
Едно малко стартиране от Торонто, наречено Kepler Communications, използва мънички CubeSats (около размера на един хляб), за да предостави „толерантни към забавяне“ данни - 5 GB или повече данни за 10-минутен пропуск, с акцент върху полярното проучване, наука, промишленост и туризъм. Според Baldridge, една от най-големите области на растеж на Viasat е предоставянето на интернет на търговските авиокомпании; те са сключили сделки с United, JetBlue и American, както и Qantas, SAS и други.
Как тогава този първоначален бизнес модел за печалба преодолява „дигиталното разделение“ и предоставя интернет за развиващите се нации и недооценени общности, които може да не могат да платят толкова за него? Това е свързано с формата на системата. Тъй като отделните спътници се движат, едно съзвездие LEO трябва да бъде равномерно разпределено около Земята. Тези, които минават извън гледката, обитават различна част от небето и временно са потънали в цената.
„Предполагам, че те ще имат много различни цени за свързаност в различните нации и това ще им позволи да го направят достъпно на едно място, въпреки че може да е много лошо място“, казва Press. "След като сателитното съзвездие е там, това е фиксирана цена. Ако сателитът е над Куба и никой не го използва, тогава всички приходи, които могат да извадят от Куба, са положителни, са безплатни."
Където и да лежи, този потребителски пазар може да бъде най-трудният за използване. Всъщност по-голямата част от успеха на индустрията досега е предоставянето на скъп интернет за правителствата и бизнеса. Но SpaceX и OneWeb имат визия на битови клиенти, които танцуват в своите бизнес планове.
За достъп до този пазар ще бъде важен потребителският интерфейс, посочва Сачдев. Трябва да покриете Земята със система, която е лесна за използване, ефективна и рентабилна. „Самото покриване не е адекватно“, казва Сачдев. „Това, от което се нуждаете, е адекватно количество капацитет, но преди това възможността да имате потребителско оборудване, което да е достъпно.“
Кой е отговорен, така или иначе?
Двете големи проблеми, на които SpaceX трябваше да се обърне към FCC, бяха как ще сподели спектъра със съществуващите (и бъдещите) сателитни комуникации и как ще смекчи или предотврати космическите отпадъци. Първият въпрос попада в обхвата на FCC, но вторият изглежда по-подходящ за NASA или DOD. И двете проследяват орбитални обекти, за да помогнат за предотвратяване на сблъсъци, но нито един от тях не е регулаторен орган.
„Всъщност няма
Въпросът е допълнително сложен, тъй като сателитите LEO преминават над много страни. Международният съюз за далекосъобщения изпълнява роля донякъде като FCC, разпределяйки спектри, но за да работи в рамките на дадена държава, компанията трябва да получи разрешение от тази страна. Важното е, че той се променя в зависимост от това къде се намирате и така, ако вашият сателит се движи така, както правят сателитите LEO, по-добре да бъде в състояние да коригира своя комуникационен спектър.
„Наистина ли искате SpaceX да има монопол на свързаност в даден регион?“ казва Press. "Трябва ли да бъдат регулирани и кой може да ги регулира? Те са супернационални. FCC няма юрисдикция в други страни."
Това не прави точно FCC без зъби. В края на миналата година на малък стартиращ Silicon Valley, наречен Swarm Technologies, беше отказано разрешение за пускане на четири прототипа на LEO комуникационни спътници, всеки по-малък от книга с меки корици. Основното възражение на FCC беше, че малките сателити могат да бъдат твърде трудни за проследяване и по този начин да бъдат непредвидими и опасни.
- Нуждаете се от изображения на Земята? Наносателитите на планетата Покривали ли сте нужда от изображения на Земята? Наносателитите на планетата са ви обхванали
- Хакерите се опитват да заразят компютрите, които контролират спътници Хакерите се опитват да заразят компютрите, които управляват спътниците
- Американските военновъздушни сили избират SpaceX за 2020 г. Сателитно изстрелване ВВС на САЩ избират SpaceX за 2020 г. Сателитен старт
Рояк ги изпрати така или иначе. Компания за стартиране на услуги в Сиатъл ги изпрати в Индия, където те се качиха на ракета, превозваща десетки по-големи спътници, съобщава IEEE Spectrum. FCC разбра и сега приложението на Swarm за четири по-големи спътника остава в крайници, а компанията работи тайно.
За другите нови компании за сателитен интернет и старите, които учат нови трикове, следващите четири до осем години ще бъдат ключови - определяне дали търсенето и технологията са тук сега или ще видим повторение на Теледезик и Иридиум. Но какво се случва след това? Според Мъск Марс, който каза, че целта му е да използва Starlink за осигуряване на приходи за проучване на Марс, както и да действа като пробен цикъл.
„Същата система, ние бихме могли да използваме съзвездие на Марс“, каза той на своите служители. "Марс също ще се нуждае от глобална комуникационна система и няма оптични влакна, проводници или нещо друго."