Det privata företaget SpaceX har börjat distribuera ett nätverk med ett dussin tusen satelliter - den största orbitalkonstellationen i mänsklighetens historia. Esquire förklarar varför detta internet är bättre än det nuvarande och varför dagens evenemang är historiskt.
Den 24 maj 2019 lanserade SpaceX 60 satelliter på en gång för att tillhandahålla satellitinternet med låg omloppsbana. Till skillnad från föregående "Internet från omloppsbana" är detta inte en obekväm lösning för avlägsna platser där det helt enkelt inte finns något annat alternativ. SpaceX planerar att ta bort ungefär hälften av kunderna från resten av leverantörerna runt om i världen - på bekostnad av ett lägre pris och högre hastighet. Det är mycket möjligt att hon och hennes "satellit" -konkurrenter kommer att kunna pressa 4G och fast internet.
Varför är satellitinternet mycket värre idag än konventionellt internet?
Det globala nätverket når hem för de flesta av Rysslands invånare via fiberoptiska linjer. Detta är en ganska snabb "leverantör", men den är bara lämplig för platser med hög befolkningstäthet, till exempel i sovjetstilar. Mer än hälften av världens befolkning bor på ett helt annat sätt, utanför staden eller i förorterna - i lågbyggnader med måttlig befolkningstäthet. Och detta gäller inte bara Indien och så vidare, utan också till exempel Förenta staterna. Invånare i sådana länder har ofta inga möjligheter att flytta till lägenheter: i Amerika till exempel fastställs 77 kvadratmeter bostadsyta per person - stadslägenheter på 200 kvadratmeter blir helt enkelt för dyra. I lågbyggnad är det ekonomiskt meningslöst att dra i kabeln - kundernas täthet är låg.
På sådana platser hjälper 4G till. Men sådant trådlöst internet kan vara antingen dyrt (som i USA, där fakturan för det kan överstiga 50 dollar per månad), eller begränsad täckning (som i Ryssland). Anledningen är att en riktigt stor kommunikationskanalkapacitet lätt uppnås med relativt korta radiovågor. Men korta radiovågor absorberas vanligtvis bättre av atmosfären - vilket innebär att torn för verkligt bredband trådlöst internet måste installeras mycket ofta. I USA betalar en rik konsument för det. I Ryssland kan en konsument inte betala så mycket, så hans 4G-internet slutar ofta precis i utkanten av staden.
Kampanjvideo:
Satellit: Räddning eller dummy?
Ett torn med en konventionell 4G-repeater täcker ett större område, desto större är dess höjd. För länge sedan tänkte många företag: varför inte höja ett "torn" ut i rymden? Det finns ingen luft i den geostationära banan (~ 36 000 km), radiovågor absorberas svagt. Denna bana kallas därför geostationär, eftersom satelliten på den kontinuerligt hänger över en och samma plats på jordytan och ibland täcker nästan hälften av världen. Redan på 1990-talet började arbetet med ett sådant satellitinternet, även om märkbara praktiska resultat började först på 2000-talet.
Men det var smidigt bara på papper för presentationer. I verkligheten går radiosignalen med datapaket för klienten först från leverantörens server på jorden till satelliten i geostationär bana och går sedan därifrån tillbaka till klienten. 36 000 plus 36 000 - totalt 72 000 km, redan en fjärdedel av en lätt sekund. I praktiken visar mätningarna av amerikanska myndigheters myndigheter att bilden är ännu värre: förseningen i passagen av ett paket med data för satellitinternet idag är i genomsnitt 0,6 s. Videochatt eller onlinespel med en sådan försening är inte allvarligt. En massklient kommer inte att gå till en sådan leverantör, och där det inte finns någon massklient kan priserna per definition inte vara låga. Som ett resultat förblir satellitinternet inte bara långsamt, utan också mycket dyrt - många gånger dyrare än 4G eller kabel.
Nedre och nedre
De 60 satelliter som sjösattes av SpaceX den 24 maj 2019 kommer från en helt annan ras. Dessa är relativt små (227 kg vardera) fordon utrustade med platta antenner byggda på principen om en fasad antennuppsättning - vilket gör att de kan programmera styr strålningsriktningen för radiovågor utan att ändra den fysiska positionen för sin egen antenn. Viktigast av allt är att de inte hänger över den valda biten av planeten rörliga under 36 000 km, utan kretsar kring den på en höjd av 440-550 km, ungefär på ISS-höjden. Detta är 60-80 gånger lägre än för befintliga satellitsinternet-system, vilket innebär att signalöverföringsfördröjningen är potentiellt 60-80 gånger mindre - enligt SpaceX-beräkningar kommer den inte att överstiga 25 tusendels sekund, mot minst 600 tusendels sekund av "geostationär" satellitinternet …
Detta leder till flera mycket viktiga konsekvenser på en gång. Först med en så liten försening är det redan möjligt att ta på sig masskonsumenten. Mätningar av den amerikanska myndighetens regulator FCC visar att en försening på 25 tusendels sekund är typisk för den genomsnittliga amerikanska kabelleverantören. För det andra, genom att överföra data med en försening på tiotals gånger mindre, är det möjligt att överföra dem mycket snabbare - det vill säga en SpaceX-satellit kan betjäna fler klienter än en satellit på det traditionella "geostationära" internet.
Totalt kommer SpaceX att lansera 11 943 satelliter i rymden - 1 584 i en bana på 550 km, 7 588 vid 340 km och 2 841 vid 1150 km. Tillstånd för dessa lanseringar har redan erhållits från de amerikanska myndigheterna. Högre echelons av satelliter kommer att fungera som mellanhänder för satelliter med lägre echelons - med fördel från atmosfärens frånvaro kommer de att överföra data från markserver till dem via ultrasnabba laserkommunikationssystem.
Hittills har bara sex dussin testsatelliter lanserats - till en bana med en höjd av 440 km, varifrån de gradvis kommer att stiga 550 km på sina egna motorer som kastar ut krypton. Syftet med deras drift är att få erfarenhet av markterminaler, som för första gången hanterar sådana Internet-satelliter med låg omloppsbana. En terminal är en slutanordning på storleken på en hopfällbar bärbar dator, som tar emot en signal från en satellit - och från vilken signalen överförs till en klientenhet, router, bärbar dator eller PC.
Dagens Internet-satelliter i geostationära banor kan betjäna upp till 1 200 samtidiga jordklientanslutningar. Hur många SpaceX-satelliter som kommer att kunna betjäna är fortfarande oklart - en lägre höjd gör deras arbete å ena sidan enklare och å andra sidan svårare, eftersom de ständigt kommer att röra sig i förhållande till markklienten och växla från en satellit till en annan. Men även om en satellit bara kan "dra" 1200 anslutningar åt gången, kommer ett dussin tusen satelliter att kunna betjäna mer än 14 miljoner terminaler.
Hastigheten för varje kanal Elon Musk, chef för SpaceX, utsåg 1 gigabit per sekund. Bredbandsanslutningar idag är vanligtvis 20 megabit per sekund. Det vill säga en terminal i teorin kan tillhandahålla kommunikation till dussintals markenheter anslutna, till exempel till en konventionell router ansluten till en terminal som tar emot en signal från SpaceX-satelliten. Därför, i teorin, kan en sådan konstellation av satelliter tjäna hundratals miljoner användare.
SpaceX uppskattar dock det möjliga antalet anslutningar för varje satellit mycket mer optimistiskt. Företaget tror att det kommer att kunna betjäna 50% av alla Internet-anslutna enheter på jorden på en gång. Med andra ord, ta bort hälften av världsmarknaden för Internet från befintliga leverantörer. Tack vare gigabithastigheten och det relativt låga priset förväntar sig SpaceX dessutom att hantera 10% av all Internet-trafik även i stora städer - det vill säga att direkt attackera även kabel- och 4G-operatörer där deras infrastruktur bäst utvecklas.
Varför vill SpaceX vara den största leverantören på jorden?
Så det globala satellitinternet för bara ett företag idag riktar sig redan till 50% av hela den globala Internet-anslutningsmarknaden. Vi pratar om över en miljard kunder med motsvarande försäljningsvolym. Enligt uppgifter som läckt ut till Wall Street Journal, räknar SpaceX med att få 5 miljarder dollar i intäkter per år från världsmarknaden för lansering av kommersiella utrymmen under andra hälften av 2020-talet (en och en halv års budget för Roscosmos, för jämförelse), och från satellitinternet - 30 miljarder dollar. SpaceX drömmer om att växa från en rymdhytt till något liknande en global monopolleverantör, den största på planeten.
Markerad i gult - SpaceX: s planerade lanseringsintäkter markerade i rosa - från att fånga den globala marknaden för internettjänster.
Det viktigaste skälet till denna Napoleoniska ambition är ganska enkel. Elon Musk planerar mänskliga flyg till Mars - med hjälp av det återanvändbara Starship-systemet som byggs av hans företag. Detta är en kombination av ett mycket stort (väger tusentals ton) första etapp av en raket och en andra etapp, som också är ett rymdskepp. Den interna volymen för detta rymdskepp är mer än 800 kubikmeter, mer än för ISS. Musk kan slutföra utvecklingen av ett sådant fartyg och en transportör, men han kan bara hämta det om det finns en mycket hög efterfrågan.
Varje analys av rymdmarknaden visar att det idag inte finns någon sådan efterfrågan: Falcon 9s, lyfter upp till 20 ton, klarar alla nuvarande beställningar och lämnar bara ryska raketer smulor från den rymdmarknad som de nyligen ägde. Den nuvarande marknaden är helt enkelt för liten för ett monster som Starship, och SpaceX har inget annat val än att konstgjort skapa efterfrågan på ett så stort fartyg.
Starlink satellits Internet-system, som företaget kallar det, kräver ett stort antal satelliter på grund av satelliter med låg omloppsbana - annars lämnar en satellit utanför horisonten klienten utan kommunikation. Satelliter som ligger 350 km bort efter några års service på grund av bromsning på gasmolekyler kommer att falla ut i atmosfären och brinna där och därmed säkerställa frånvaron av farligt rymdavfall i omloppsbana. Och detta betyder att upprätthållandet av konstellationen kommer att kräva lansering av ett par tusen nya satelliter varje år. Falcon 9 kan lansera 60 av dessa satelliter åt gången, men Starship är flera gånger större och kraftfullare - det kommer att kunna lansera hundratals sådana enheter per lansering.
Faktum är att SpaceX: s globala satellitinternetprojekt är en gröt av en yxa, ett projekt där en listig afrikansk inföding vill få resten av mänskligheten att betala för sina dyra Martian-projekt. Men om hastigheten på det nya satellitinternet med låg bana visar sig vara nära det utlovade, och priset är måttligt, har vi knappast någon anledning att klaga på Elon Musks trick. När allt kommer omkring, då kan förbannelser till det långsamma Internet vid Dacha mycket väl bli en historia: Ryssland är ett stort land och helt enkelt på grund av geografi kommer det säkert att falla in i täckningsområdet för det nya satellit-Internet-systemet.
Naturligtvis skiljer sig den verkliga marknaden från den fria marknaden för läroböcker eftersom den inte är nästan gratis. Det vill säga att våra myndigheter helt enkelt helt enkelt inte tillåter SpaceX att sälja sina mottagande klientenheter i vårt land och därmed blockera företagets ansträngningar hos oss. Ändå kan framstegen inte stoppas så här: många spelare har redan meddelat att de har för avsikt att skapa system som liknar Starlink, inklusive så stora som Amazon.
Roskosmos, förresten, tillkännagav också sin avsikt att distribuera ett satellitsystem "Sfär" med liknande uppgifter (men det kommer att finnas tjugo gånger mindre satelliter där). Även med tanke på den tekniska nivån på de satelliter som skapats av detta företag, skulle vi inte sätta för stora förhoppningar på dem. Och ändå Roskosmos "Och vi kan också!" indikerar att förr eller senare, om vi inte tvättar det så, kommer satellitinternet med låg bana till vårt land.
Alexander Berezin
