Sadržaj:
Video: Posejdonova avantura, II deo (2005) - Akcija, avanturistički filmovi (Rujan 2024)
Među astronomima postoji teorija (ili možda priča o oprezu) nazvana Kesslerov sindrom, imenovana za NASA-inog astrofizičara koji ju je predložio 1978. U ovom scenariju, orbitirani satelit ili neki drugi komad materijala slučajno udara drugog i razbija se na komade. Ovi komadi vrte se oko Zemlje u desecima tisuća milja na sat uništavajući sve što im se nalazi na putu, uključujući i druge satelite. Započinje katastrofalna lančana reakcija koja se završava u oblaku milijuna komada nefunkcionalne svemirske krhotine koja orbitira na planetu u nedogled.
Takav bi događaj mogao napraviti orbitalnu ravninu funkcionalno beskorisnom, uništeći sve nove satelite poslane u nju i eventualno onemogućujući pristup drugim orbiti, pa čak i cijelom svemiru.
Kada je SpaceX podnio zahtjev FCC-u za slanje 4.425 satelita u orbitu niske Zemlje (LEO) radi pružanja globalne internetske mreže velike brzine, FCC je bio zabrinut. Više od godinu dana tvrtka je odgovarala na pitanja komisije i molbe natjecatelja kojima se odbija zahtjev, uključujući podnošenje „plana ublažavanja orbitalnih krhotina“ kako bi se ublažili strahovi od kesslerijske apokalipse. 28. ožujka FCC je odobrio zahtjev SpaceX-a.
Svemirski smeti nisu jedino što FCC brine - a SpaceX nije jedini entitet koji pokušava izgraditi sljedeću generaciju satelitskih zviježđa. Nekoliko tvrtki, i novih i starih, koriste novu tehnologiju, razvijaju nove poslovne planove i mole FCC za pristup dijelovima komunikacijskog spektra koji su im potrebni kako bi obuzeli Zemlju brzim i pouzdanim internetom.
U to su uključena velika imena - od Richarda Bransona do Elona Muska - zajedno s velikim novcem. Branson-ov OneWeb prikupio je dosad 1, 7 milijardi dolara, a predsjednik SpaceX-a i COO-a Gwynne Shotwell procijenili su cijenu od 10 milijardi dolara za projekt te tvrtke.
Postoje, naravno, veliki izazovi, a povijest nije baš naklonjena tim naporima. Dobri momci pokušavaju premostiti digitalni jaz u slabo osmišljenim regijama, čak i kada loši glumci prebacuju ilegalne satelite na raketne dijelove. I sve se to događa (ili stvarno zbog toga) potražnja za podacima je naglo skočila: 2016. godine, globalni internetski promet premašio je 1 sekstilni bajt, prema Ciscu, čime je započeo doba zettabajta.
Ako je cilj osigurati (dobar) pristup internetu tamo gdje ranije nije postojao, sateliti su razuman način da se to postigne. U stvari, tvrtke to rade već desetljećima putem velikih geostacionarnih satelita (GSO) koji sjede u vrlo visokoj orbiti, fiksiranoj iznad određene točke na Zemlji. No, osim nekoliko nišnih aplikacija, uključujući praćenje tereta i pružanje interneta vojnim bazama, ova vrsta satelitske povezanosti nije bila dovoljno brza, pouzdana niti dovoljno brza da bi bila konkurentna modernom internetu zasnovanom na vlaknima ili kablovima.
Non-GSO uključuju MEO, koji djeluju u orbiti srednje Zemlje od 1.200 do 22.000 milja iznad zemljine površine, i LEO (do oko 1.200 milja). Ako LEO-ovi danas nisu svi bijes, barem su većina njih.
U međuvremenu, propisi za negeostacionarne satelite stari su desetljećima i podijeljeni su između agencija unutar i izvan SAD-a: NASA, FCC, DOD, FAA, pa čak i UN-ova Međunarodna unija za telekomunikacije imaju kožu u ovoj igri.
Postoje neke velike prednosti s tehnološke strane. Trošak izgradnje satelita je pao kao
SpaceX Starlink
Na poleđini ove tehnologije 11 tvrtki podnijelo je prijave u istom FCC "krugu za obradu" kao i SpaceX, a svaka je problem rješavala malo drugačije.
Elon Musk najavio je program SpaceX Starlink 2015. godine i otvorio odjeljenje kompanije sa sjedištem u Seattlu. Zaposlenicima je rekao: "Želimo revolucionirati satelitsku stranu stvari, kao što smo učinili i s raketnom stranom stvari."
Tvrtka je 2016. podnijela zahtjev FCC-a, u kojem je zatražilo da se od 1.600 (kasnije smanjenih na 800) satelita kreće između 2021. i 2021., a zatim ostatak prije 2024. Oni će letjeti između 1110km i 1325km iznad zemlje, kružeći Zemlju u 83 različite orbitalne ravnine. Sazviježđe, kao skupina
Na terenu će kupci montirati novu vrstu terminala s elektronski upravljanim antenama koje se automatski povezuju na bilo koji satelit koji trenutno nudi najbolji signal - slično načinu na koji mobitel bira tornjeve. Budući da se LEO sateliti kreću u odnosu na Zemlju, sustav će se prebacivati između njih svakih 10 minuta. A kako će tisuće biti tamo, barem 20 će ih uvijek biti na raspolaganju, prema Patricia Cooper, potpredsjednica odjela Satelitske vlade za SpaceX.
Prizemna jedinica trebala bi biti jeftinija i jednostavnija za montiranje od tradicionalnih satelitskih antena, koja se moraju fizički postaviti kako bi usmjerila na dio neba u kojem živi odgovarajući GSO satelit. SpaceX je terminal opisao kao veličinu kutije za pizzu (iako nije zabilježio veličinu pizze).
Komunikacija će se dogoditi
Iza FCC podnošenja, SpaceX se lijepo drži
U veljači je SpaceX lansirao svoja prva dva prototipa Starlink. Oblikovani poput cilindara sa solarnim pločama za krila, Tintin A i B otprilike su metar po strani, a Musk je putem Twittera potvrdio da uspješno komuniciraju. Ako prototipi nastave djelovati, pridružit će im se u 2019. stotine drugih. Jednom kada sustav operira, SpaceX će zamijeniti satelite koji su ušli u pogon (i ublažiti svemirske krhotine) podučavajući ih da spuštaju svoju orbitu, nakon čega će pasti prema Zemlji i izgorjeti na povratku.
The Wayback (oko 1996.)
HughesNet je bio inovator satelitske tehnologije još u 80-ima. Znate da siva posuđa veličine platna DirecTV postavlja na vanjske kuće? Oni su dolazili iz HughesNeta, koji je sam, u pravilu, stigao od pionira zrakoplovstva Howarda Hughesa. "Izmislili smo tehnologiju koja nam omogućava interaktivnu komunikaciju putem satelita", kaže EVP Mike Cook.
U to je vrijeme tada nazvani Hughes Network Systems posjedovao DirecTV i upravljao velikim geostacionarnim satelitima koji su prenosio informacije do televizora. Tada i sada, tvrtka je također nudila usluge tvrtkama, poput transakcija s kreditnim karticama na benzinskim pumpama. Njegov prvi komercijalni kupac bio je Walmart, koji je želio povezati zaposlenike širom zemlje i njezin matični ured u Bentonvilleu.
Sredinom 90-ih tvrtka je izgradila hibridni internetski sustav nazvan DirecPC: Računalo korisnika podnijelo je zahtjev putem dial-up-a; bio je usmjeren na web poslužitelj i dovršen putem satelita, usmjeravajući traženu stranicu dolje na korisničku mrežu.
Oko 2000. godine Hughes je počeo pružati svoj prvi dvosmjerni interaktivni sustav. Ali zadržavanje troškova usluge - uključujući potrošačku opremu - dovoljno nisku da bi je ljudi kupovali bilo je izazov. Da bi to učinila, tvrtka je odlučila da su joj potrebni vlastiti sateliti, a 2007. lansirala je Spaceway. Iako je još uvijek u upotrebi, ovaj je satelit bio posebno važan kada se lansirao, prema Hughesu, jer je bio prvi koji je uključio prebacivanje paketa na brodu. Kapacitet: 10Gbps.
U međuvremenu, tvrtka pod nazivom Viasat provela je oko desetljeća u istraživanju i razvoju prije nego što je lansirala svoj prvi satelit 2008. godine. Nazvan ViaSat-1, satelit je uključio neku novu tehnologiju, poput ponovne uporabe spektra. To je satelitu omogućilo odabir između različitih širina pojasa kako bi mogao sputavati podatke do Zemlje bez smetnji, čak i kad je susjedio trag drugog satelitskog snopa, a zatim ponovno upotrijebio taj spektar u vezama koje nisu susjedne.
Također je bio brži i snažniji. Kad je porastao, njegov kapacitet od 140 Gbps bio je veći od svih ostalih satelita koji pokrivaju SAD zajedno, izjavio je predsjednik Viasat Rick Baldridge.
"Tržište satelita doista su bili ljudi koji nisu imali izbora", kaže Baldridge. "Ako ne možete dobiti ništa drugo, to je bila posljednja tehnologija. U osnovi je imala sveprisutnu pokrivenost, ali stvarno, ne baš mnogo podataka. Prebacili su je u stvari poput transakcija na benzinskim stanicama."
Tijekom godina, HughesNet (sada u vlasništvu EchoStara) i Viasat postavili su brže i brže GSO-ove. HughesNet je postavio EchoStar XVII (120Gbps) 2012., EchoStar XIX (200Gbps) 2017., a planira lansirati EchoStar XXIV 2021. godine, za koji tvrtka kaže da će ponuditi potrošačima 100Mbps.
ViaSat-2 porastao je u 2017. godini i sada ima kapacitet od oko 260 Gbps, a tri različita ViaSat-3 planirana su za 2020. ili 2021. godinu, svaki za pokrivanje različitog dijela svijeta. Viasat je rekao da je svaki od ta tri ViaSat-3
"Imamo toliko prostora u prostoru da mijenja cjelokupnu dinamiku pružanja ovog prometa. Ne postoji urođeno ograničenje u pogledu onoga što se može pružiti", kaže DK Sachdev, savjetnik za satelitske i telekomunikacijske poslove koji radi posao za LeoSat, jedna od tvrtki koja je lansirala zviježđe LEO. "Danas su sve stvari za koje smo mislili da su nedostatak satelita, jedna po jedna, pomičući se."
Sva se ta brzina dogodila, ne slučajno, kao
"Satelitska industrija je u vrlo dugoj bjesnilu, smišljajući kako će prijeći od pretežno videozapisa, do sada i u konačnici samo pretežno podataka", kaže Ronald van der Breggen, glavni službenik za usklađivanje
Ostaje jedan problem
Ostaje jedan problem: latencija. Za razliku od ukupne brzine, kašnjenje je vrijeme potrebno informaciji s vašeg računala da bi stiglo do odredišta i vratilo se. Recite da kliknete na poveznicu do web stranice; te informacije moraju otputovati (u ovom slučaju do satelita i nazad), navedite svoj zahtjev i vratite web mjesto.
Koliko traje web mjesto za preuzimanje, ovisi o kapacitetu veze. Koliko treba vremena da se pinge taj poslužitelj i pokrenete je kašnjenje. Obično se mjeri u milisekundama - nije nešto što ćete primijetiti dok čitate PCMag.com, ali vrlo frustrirajuće kada igrate Fortnite i igra zaostaje.
Latencija na vlaknastom sustavu varira ovisno o udaljenosti, ali obično je to nekoliko mikrosekundi po kilometru. Baldridge, prema kazivanju Baldridge-a, u blizini vatrogasnog prostora nalazi se oko 700 milimetara - svjetlost putuje brže u vakuumu prostora nego u vlaknima, ali ovakvi su sateliti daleko, i to samo treba vremena. Osim igranja, ovo je problem video konferencija, financijskih transakcija i burze, kontrole interneta stvari i drugih aplikacija o kojima ovisi
No, koliko je velika zaostajanje za problem može se raspravljati. Veliki dio propusne širine koja se koristi širom svijeta namijenjen je videozapisima; Jednom kada se videozapis pokrene i ispravno se pohrani, kašnjenje postaje neizostavan, a protok je važniji. Nije iznenađujuće što Viasat i HughesNet imaju tendenciju da minimaliziraju važnost kašnjenja za većinu aplikacija, iako obje rade na tome da to minimiziraju i u svojim sustavima. (HughesNet koristi algoritam za određivanje prioriteta u prometu na temelju onoga što korisnici gledaju kako bi optimizirao isporuku podataka; Viasat je najavio konsultaciju MEO za nadopunu svojih postojećih satelita, što bi trebalo smanjiti kašnjenje i popuniti područja pokrivanja, uključujući ona na visokoj zemljopisnoj širini, gdje ekvatorijalni GSO-i imaju teško dosezanje.)
"Mi smo stvarno fokusirani na veliku količinu i vrlo, vrlo niske kapitalne troškove da bismo je iskoristili", kaže Baldridge. "Je li kašnjenje jednako važno kao i druge značajke za tržište koje podržavamo?"
Ali poanta ostaje; LEO satelit je još uvijek puno bliži korisnicima. Tako su tvrtke poput SpaceX i LeoSat odabrale ovu rutu, sa svojim konstelacijama manjih, bližih satelita, predviđajući latenciju od 20 do 30 milisekundi.
"To je kompromis, jer su u nižoj orbiti, dobivate niže kašnjenje iz LEO sustava, ali imate više složenosti u sustavu, " kaže Cook. "Da biste ga ispunili, morate imati najmanje stotine satelita
Dvije epizode prije ove vrijedi razumjeti. Početkom 90-ih Bill Gates i nekoliko partnera uložili su u projekt zvan Teledešić. Trebalo je upotrijebiti konstelaciju 840 (kasnije smanjenu na 288) LEO satelita za pružanje širokopojasne mreže regijama koje si ne mogu priuštiti ili nikad neće vidjeti vlaknaste veze. Njeni su osnivači razgovarali o rješavanju problema s kašnjenjem, a 1994. se na FCC prijavili za upotrebu Ka-opsega. (Zvuči poznato?)
Teledešić je 2003. pojeo oko 9 milijardi dolara prije nego što je propao.
"Ta ideja tada nije djelovala, ali čini se izvedivom sada", kaže Larry Press, profesor informacijskog sustava na Kalifornijskom državnom sveučilištu Dominguez Hills koji prati LEO sustave otkad je Teledešić novi. "Tehničar nije bio tamo dugom pucnjavom."
Mooreov zakon i smanjivanje broja akumulatora, senzora i tehnologije procesora s mobitela dali su LEO konstelacijama drugu priliku. Povećana potražnja čini da ekonomija izgleda zamorno. No, dok se Teledešićeva saga igrala, druga industrija naučila je neke važne lekcije o pokretanju komunikacijskih sustava u svemir. Krajem 90-ih Iridium, Globalstar i Orbcomm zajedno su lansirali više od 100 satelita u LEO s ciljem pružanja pokrivenosti mobitela.
"Da bi se podiglo cijelo zviježđe
Sve tri tvrtke brzo su se spustile u bankrot. I dok je svaka sama sebe izmislila, nudeći manji spektar usluga za specifične aplikacije poput hitnih svjetala i praćenja tereta, niti jedna nije uspjela zamijeniti uslugu mobitela sa sjedištem u tornju. (U posljednjih nekoliko godina SpaceX je sklopio ugovor o lansiranju satelita za Iridium.)
"Već smo gledali ovaj film", kaže Manchester. "Ne vidim ništa suštinski drugačije u trenutnoj situaciji."
Natjecanje
SpaceX i 11 drugih korporacija (i njihovi ulagači) klade se drugačije. OneWeb će ove godine lansirati satelite, a očekuje se da će usluga započeti sljedeće godine, a dodaje još nekoliko zviježđa 2021. i 2023., s krajnjim ciljem od 1.000 terabita do 2025. O3b, koji je sada podružnica SAS-a, ima zviježđe od 16 MEO satelita koja djeluje već nekoliko godina. Telesat već upravlja GSO satelitima, ali planira LEO sustav za 2021. koji sadrži optičke veze s kašnjenjem od 30 do 50 ms.
Upstart Astranis također ima satelit u geosinhronoj orbiti i postavljat će ih više u narednih nekoliko godina; Iako se ne bavi problemom kašnjenja, tvrtka želi drastično smanjiti troškove radeći s lokalnim davateljima internetskih usluga i izgradnjom manjih i daleko jeftinijih satelita.
Potraga za bržim satelitskim internetom uvelike se oslanjala na izgradnju većih, bržih satelita koji mogu prenijeti više podataka, kaže van der Breggen. Naziva ga "cijev": što je veća cijev, to više interneta može provući kroz nju. No, tvrtke poput njega pronalaze nova područja kako bi se poboljšale promjenom cijelog sustava.
"Zamislite najmanju vrstu mreže - dva Cisco usmjerivača i žicu između", kaže van der Breggen. "Ono što svi u satelitima čine jest da se usredotoče na žicu između dvije kutije… donosimo cijeli taj skup od tri u svemir."
Da biste razumjeli kako to funkcionira, korisno je o internetu razmišljati kao o stvarima, s stvarnom fizičkom prisutnošću. Nisu to samo podaci; to su podaci gdje žive i kako se kreću. Ne čuvaju se samo na jednom mjestu; postoje poslužitelji širom svijeta koji ga drže, a kad mu pristupite, vaše računalo ga uzima iz najbližeg i slučajno ima ono što tražite. Gdje je to važno. Koliko je daleko važno. Svjetlost (aka informacija) putuje brže u svemir nego vlakna, gotovo upola. A kad odskočite vlaknastu vezu oko lica planete, mora se kretati krugom od čvora do čvora, sa zaobilaznicama oko planina i kontinenata. Raste se mnogo duže kada je izvor podataka daleko od potrošača, čak i kad imate nekoliko tisuća kilometara vertikalne udaljenosti koji dodaje razmaknuti signal.
Kao što opisuje van der Breggen, čitavu industriju može se promatrati kao napredovanje ka razvoju distribuirane mreže, za razliku od samog interneta, samo u svemiru. Latencija i ukupna brzina su u igri.
Iako se tehnologija jedne tvrtke može pokazati vrhunskom, to nije u potpunosti igra nula. Mnoge od ovih tvrtki ciljaju različita tržišta i čak pomažu jedna drugoj da dođu do tržišta koju traže. Za neke su to brodovi, avioni ili vojne baze; za druge su to ruralni potrošači ili zemlje u razvoju. Ali u konačnici, tvrtke dijele cilj: dovesti internet tamo gdje ga nema ili gdje ga nema dovoljno i to učiniti po cijeni koja je dovoljno niska da održi njihov poslovni model.
"Naše je mišljenje da ovo nije baš konkurentna tehnologija. Vjerujemo da u određenom smislu postoji potreba i za LEO i za GEO
Da napomenem, HughesNet se zapravo udružio s OneWebom kako bi osigurao tehnologiju prolaza koja upravlja prometom i sučelje sustava s internetom.
Možda ste primijetili da je LeoSatova zviježđa manja od SpaceX-a za gotovo 10 puta. To je u redu, kaže van der Breggen, jer LeoSat namjerava opsluživati korporativne i vladine klijente i zato mora osvijetliti samo nekoliko određenih područja. O3b prodaje internet brodovima za krstarenje, uključujući Royal Karibe, a surađuje s telekomima na američkoj Samoi i Salomonskim otocima, gdje ožičene veze nisu dovoljne.
Mali startup iz Toronta, nazvan Kepler Communications, koristi sićušne CubeSats (oko veličine kruha) za pružanje podataka "tolerantnih na kašnjenje" - 5 GB ili više podataka u 10-minutnom prolazu, s naglaskom na polarno istraživanje, znanost, industrija i turizam. Prema Baldridgeu, jedno od najvećih područja rasta Viasat-a je pružanje interneta komercijalnim zrakoplovnim kompanijama; sklopili su ugovore sa Unitedom, JetBlueom i Amerikom, kao i Qantasom, SAS-om i još mnogo toga.
Kako, dakle, ovaj poslovni model, zarad profita, premošćuje "digitalnu podjelu" i pruža internet zemljama u razvoju i nezasluženim zajednicama koje ne mogu platiti toliko za njega? To ima veze s oblikom sustava. Pošto se pojedinačni sateliti kreću, sazviježđe LEO mora biti ravnomjerno raspoređeno oko Zemlje. Oni koji prođu iz vidokruga nastanjuju na drugom dijelu neba i privremeno su potonuli.
"Pretpostavljam da će oni imati vrlo različite cijene za povezanost u različitim zemljama, a to će im omogućiti da na jednom mjestu učine pristupačnim, iako bi to moglo biti veoma loše mjesto", kaže Press. "Jednom kada je satelitska zviježđa gore, to je fiksni trošak, a ako je satelit preko Kube, a nitko ga ne koristi, tada je svaki prihod koji mogu dobiti iz Kube pozitivan, besplatan."
Ma gdje ležali, ovo potrošačko tržište možda je najteže iskoristiti. Zapravo, većina uspjeha koje je industrija dosad postigla pružala je skup internet vladama i tvrtkama. Ali SpaceX i OneWeb posebno imaju vizije kućanskih kupaca koji plešu u svojim poslovnim planovima.
Za pristup ovom tržištu bit će važno korisničko sučelje, ističe Sachdev. Zemlju morate pokriti sustavom koji je jednostavan za korištenje, učinkovit i isplativ. "Pokrivanje to samo po sebi nije adekvatno", kaže Sachdev. "Ono što vam treba jest dovoljna količina kapaciteta, ali prije toga, mogućnost pristupačne opreme za potrošače."
Tko je glavni?
Dva velika problema koja je SpaceX trebao riješiti za FCC bili su kako će dijeliti spektar s postojećim (i budućim) satelitskim komunikacijama i kako će ublažiti ili spriječiti svemirske nečistoće. Prvo pitanje spada u nadležnost FCC-a, ali čini se da je drugo prikladnije za NASA ili DOD. Oba prate orbitalne objekte kako bi se spriječilo sudaranje, ali niti jedno od njih nije regulatorno tijelo.
"Zapravo ne postoji
Pitanje je dodatno komplicirano jer sateliti LEO prolaze iznad mnogih zemalja. Međunarodna unija za telekomunikacije ima neku ulogu poput FCC-a, dodjeljujući spektar, ali za rad unutar neke zemlje, tvrtka mora dobiti dozvolu od te zemlje. Važno je da se mijenja ovisno o tome gdje se nalazite, pa ako se vaš satelit kreće kao što to čine LEO sateliti, moći će prilagoditi svoj komunikacijski spektar.
"Doista želite da SpaceX ima monopol povezivanja u određenoj regiji?" piše Press. "Treba li ih regulirati i tko ih može regulirati? Nadnacionalni su. FCC nema nadležnost u drugim zemljama."
To, međutim, ne čini FCC bez zuba. Krajem prošle godine, malom startapu Silicijske doline nazvanom Swarm Technologies odbijeno je odobrenje za pokretanje četiri prototipa komunikacijskih satelita LEO, svaki manji od knjiga u mekoj korici. Primarna zamjerka FCC-a bila je da je sitne satelite možda previše teško pratiti, pa stoga i nepredvidivi i opasni.
- Trebate slike Zemlje? Nanosateliti planeta Jeste li pokriveni trebaju vam slike Zemlje? Nanosateliti planeta su vas pokrivali
- Hakeri pokušavaju zaraziti računala koja upravljaju satelitima Hakeri pokušavaju zaraziti računala koja upravljaju satelitima
- Američko ratno zrakoplovstvo odabire SpaceX za 2020. Satelitsko lansiranje Američko zrakoplovstvo odabire SpaceX za 2020. lansiranje satelita
Swarm ih je ionako poslao gore. Tvrtka za lansiranje iz Seattlea poslala ih je u Indiju gdje su se vozili raketom koja je nosila desetine većih satelita, izvijestio je IEEE Spectrum. FCC je to otkrio, a sada aplikacija Swarma za četiri veća satelita ostaje u udubini, a tvrtka posluje u tajnosti.
Za ostale nove tvrtke sa satelitskim internetom, i one stare koje uče nove trikove, naredne četiri do osam godina bit će ključne - odlučiti jesu li potražnja i tehnologija sada ovdje ili ćemo vidjeti ponavljanje Teledešića i Iridija. Ali što se nakon toga događa? Mars, prema Musku, koji je rekao da mu je cilj koristiti Starlink za osiguravanje prihoda za istraživanje Marsa, kao i za djelovanje poput pokusne vožnje.
"Taj isti sustav, mogli bismo iskoristiti za zviježđe na Marsu", rekao je svojim zaposlenicima. "Marsu će također biti potreban globalni komunikacijski sustav, a optička vlakna, žice i ništa više ne postoje."
