Пояснення: Розуміння космічного Інтернету

Минулого тижня SpaceX вивела на орбіту 60 супутників і продовжуватиме це робити, поки не буде створено сузір'я з 12 000 чоловік. Через два роки він сподівається забезпечити безперервний недорогий Інтернет всюди на Землі.

11 листопада стартувала ракета SpaceX Falcon 9 з 60 міні-супутниками. (AP Photo)

TheSpaceX, провідна приватна компанія у світі в галузі космічних технологій, минулого тижня вивела на орбіту 60 супутників, першу оперативну групу з того, що в кінцевому підсумку має перетворитися на групу з майже 12 000 супутників, спрямованих на забезпечення недорогого та надійного космічного забезпечення. на основі Інтернет-сервісів у всьому світі. Мережа Starlink, як називають проект, є однією з кількох поточних спроб почати передачу сигналів даних із космосу, а також найбільш амбітною.

Перша партія супутників Starlink — також налічує 60 і за конфігурацією подібна до тих, які були запущені 11 листопада — з’явилася 24 травня, але вони не будуть частиною мережі. SpaceX оголосила про сузір'я супутникового Інтернету в січні 2015 року і запустила два тестові супутники в лютому 2018 року. Після запуску минулого тижня компанія вивела на орбіту 122 супутники.

У жовтні SpaceX виявилася готовою розширити свої амбіції, повідомивши Міжнародному союзу телекомунікацій (ITU) у заявах через Федеральну комісію зв’язку США (FCC), що найближчим часом має намір розгорнути ще 30 000 супутників Starlink на низькій орбіті Землі (LEO). років.

ITU — це спеціалізована агенція ООН з інформаційних та комунікаційних технологій, членами якої є 193 країни-члени, близько 900 компаній, університетів, міжнародних та регіональних організацій. FCC є законним регулятором зв'язку США.

Чому для надання послуг Інтернету необхідно запускати супутники?

Це в основному робиться для того, щоб надійні та безперебійні Інтернет-послуги — нині частина базової інфраструктури людства та важливий засіб надання широкого спектру державних послуг народам світу — були повсюдно доступними в кожній частині земної кулі.

Наразі близько 4 мільярдів людей, більше половини населення планети, не мають доступу до надійних мереж Інтернету. І це тому, що традиційні способи доставки Інтернету — волоконно-оптичні кабелі чи бездротові мережі — не можуть використовувати його всюди на Землі. У багатьох віддалених районах або місцях зі складним рельєфом неможливо або недоцільно прокладати кабелі чи пересувні вишки.

Сигнали від супутників у космосі можуть легко подолати цю перешкоду.

Скільки років цій ідеї космічного Інтернету?

Космічні Інтернет-системи фактично використовуються вже кілька років, але лише для невеликої кількості користувачів. Крім того, більшість існуючих систем використовують супутники на геостаціонарній орбіті. Ця орбіта розташована на висоті 35 786 км над поверхнею Землі, безпосередньо над екватором. Супутники на цій орбіті рухаються зі швидкістю близько 11 000 км на годину і роблять один оберт Землі за той самий час, що Земля обертається навколо своєї осі. Таким чином, для спостерігача на землі супутник на геостаціонарній орбіті здається нерухомим.

Отже, як допоможе розміщення супутників на нижніх орбітах?

Однією з великих переваг передачі сигналів з геостаціонарної орбіти є те, що супутник може охоплювати дуже велику частину Землі. Сигнали з одного супутника можуть охопити приблизно третину планети, а трьох-чотирьох супутників буде достатньо, щоб охопити всю Землю. Крім того, оскільки вони здаються стаціонарними, їх легше зв’язати.

Але супутники на геостаціонарній орбіті також мають серйозний недолік. Інтернет – це передача даних у (майже) реальному часі. Однак між користувачем, який шукає дані, і сервером, який надсилає ці дані, існує певна затримка, яка називається затримкою. І оскільки передача даних не може відбуватися швидше, ніж швидкість світла (насправді вони відбуваються на значно нижчій швидкості), чим довша відстань, яку потрібно подолати, тим більша затримка або затримка.

У космічних мережах запити даних надходять від користувача до супутника, а потім спрямовуються до центрів обробки даних на землі. Потім результати здійснюють ту ж подорож у зворотному напрямку. Така передача із супутника на геостаціонарній орбіті має затримку близько 600 мілісекунд. Супутник на нижній орбіті, на відстані 200-2000 км від поверхні Землі, може зменшити відставання до 20-30 мілісекунд, приблизно час, необхідний наземним системам для передачі даних.

LEO простягається на висоту до 2000 км над поверхнею Землі. Супутники Starlink — 12 000, на які SpaceX має дозвіл, а також інші 30 000, які вона хоче запустити — будуть розгорнуті в діапазоні висот від 350 до 1200 км.

Але нижні орбіти мають свою проблему.

Через меншу висоту їх сигнали охоплюють відносно невелику площу. Як наслідок, потрібно набагато більше супутників, щоб отримати сигнали до кожної частини планети.

Крім того, супутники на цих орбітах рухаються більш ніж вдвічі швидше, ніж супутники на геостаціонарній орбіті — близько 27 000 км на годину — щоб збалансувати вплив гравітації. Зазвичай вони обертаються навколо Землі раз на кілька годин. Щоб компенсувати те, що їх неможливо побачити з наземної локації більше кількох хвилин, у мережах потрібно набагато більше супутників, щоб не було перерв у передачі даних. Ось чому мережа Starlink говорить про 42 000 супутників.

Коли Starlink зможе надати свою космічну Інтернет-послуги?

Starlink має на меті розпочати обслуговування на півночі Сполучених Штатів і Канади в 2020 році і розширити його, щоб охопити весь світ до 2021 року. Нинішній план полягає в тому, щоб розмістити супутники в двох групах з приблизно 4400 і 7500 супутників. Тепер запуски — 60 супутників одночасно — відбуватимуться через часті проміжки часу. SpaceX стверджує, що може почати послуги в невеликих масштабах, як тільки 400 супутників приєднаються до мережі.

Кілька інших приватних компаній також мають плани щодо космічних Інтернет-послуг. До них належать Amazon, OneWeb і O3B (очевидно, названі на честь «Інших трьох мільярдів»), кожна з яких включає великі сузір’я супутників на нижній і середній орбіті Землі, але ці проекти дуже малі в порівнянні зі Starlink.

Очікується, що космічні Інтернет-мережі після запуску в дію змінять обличчя Інтернету. Очікується, що такі послуги, як автономне водіння автомобіля, будуть революційними, а Інтернет речей (IoT) можна буде інтегрувати практично в кожне домогосподарство, будь то міське чи сільське.

Чи є негативна сторона цієї проекції?

Було позначено три проблеми — збільшення космічного сміття, підвищений ризик зіткнень і занепокоєння астрономів, що ці сузір’я космічних супутників Інтернету ускладнять спостереження за іншими космічними об’єктами та виявлення їхніх сигналів.

Щоб розглянути речі в перспективі, на даний момент існує менше 2000 робочих супутників, і менше 9000 супутників було запущено в космос з початку космічної ери в 1957 році. Більшість оперативних супутників розташовані на нижніх орбітах. 2 вересня цього року Європейському космічному агентству (ESA) довелося вперше виконати маневр уникнення зіткнення, щоб захистити один зі своїх супутників у реальному часі від зіткнення з мегасузір’ям.

Астрономи та вчені також скаржилися на збільшення світлового забруднення, посилання на світло, відбите від штучних супутників, яке може заважати світлу, що надходить від інших небесних тіл, і його помилково сприймають.

Читайте також | Пояснення: колись «король» Карачі, тепер він хоче притулку в Індії. Хто такий Альтаф Хусейн?

Поділіться Зі Своїми Друзями: