Privātā kompānija SpaceX ir sākusi izvērst duci tūkstošu satelītu tīklu - lielāko orbitālo zvaigznāju cilvēces vēsturē. Esquire izskaidro, kāpēc šis internets ir labāks par pašreizējo un kāpēc šodienas notikums ir vēsturisks.
2019. gada 24. maijā SpaceX vienlaikus palaida 60 satelītus, lai nodrošinātu satelīta internetu ar zemu orbītu. Atšķirībā no iepriekšējā "Internets no orbītas", tas nav neērts risinājums attālām vietām, kur vienkārši nav citu iespēju. SpaceX plāno atņemt apmēram pusi klientu no pārējiem pakalpojumu sniedzējiem visā pasaulē - uz zemākas cenas un ātruma rēķina. Pilnīgi iespējams, ka viņa un viņas "satelīta" konkurenti spēs izspiest 4G un vadu internetu.
Kāpēc mūsdienās satelīta internets ir daudz sliktāks nekā parastais internets?
Globālais tīkls ar optisko šķiedru līniju palīdzību nonāk lielākās daļas Krievijas iedzīvotāju mājās. Tas ir diezgan ātrs "piegādātājs", taču tas ir piemērots tikai vietām ar lielu iedzīvotāju blīvumu, piemēram, padomju stila pilsētām. Vairāk nekā puse pasaules iedzīvotāju dzīvo pavisam savādāk, ārpus pilsētas vai priekšpilsētās - mazstāvu ēkās ar mērenu iedzīvotāju blīvumu. Un tas attiecas ne tikai uz Indiju un tā tālāk, bet arī, piemēram, uz Amerikas Savienotajām Valstīm. Šādu valstu iedzīvotājiem bieži nav izredžu pārcelties uz dzīvokļiem: piemēram, Amerikā ir noteikts 77 kvadrātmetru dzīvojamo platību uz vienu cilvēku - pilsētas dzīvokļi 200 kvadrātmetru platībā vienkārši būs pārāk dārgi. Mazstāvu ēkās ir ekonomiski bezjēdzīgi vilkt kabeli - klientu blīvums ir mazs.
Kamēr šādās vietās palīdz 4G. Bet šāds bezvadu internets var būt dārgs (piemēram, ASV, kur rēķins par to var pārsniegt USD 50 mēnesī) vai ierobežots pārklājums (piemēram, Krievijā). Iemesls ir tāds, ka patiešām lielu sakaru kanāla jaudu var viegli sasniegt, izmantojot salīdzinoši īsus radioviļņus. Bet īsos radioviļņus parasti labāk absorbē atmosfēra - tas nozīmē, ka ļoti bieži ir jāuzstāda torņi patiesi platjoslas bezvadu internetam. ASV par to maksā turīgs patērētājs. Krievijā patērētājs nevar tik daudz samaksāt, tāpēc viņa 4G internets bieži beidzas tieši piepilsētā.
Reklāmas video:
Satelīts: glābšana vai manekens?
Tornis ar parasto 4G atkārtotāju aptver lielāku platību, jo lielāks ir tā augstums. Diezgan sen, daudzi uzņēmumi domāja: kāpēc gan necelt “torni” kosmosā? Ģeostacionārā orbītā (~ 36 000 km) nav gaisa, radioviļņi ir vāji absorbēti. Tāpēc šo orbītu sauc par ģeostacionāru, jo uz tā esošais satelīts nepārtraukti karājas virs vienas un tās pašas vietas uz zemes virsmas un dažreiz aptver gandrīz pusi zemeslodes. Jau 1990. gados tika sākts darbs pie šāda satelīta interneta, kaut arī pamanāmi praktiski rezultāti sākās tikai 21. gadsimtā.
Bet tas bija gludi tikai uz prezentāciju papīra. Reālajā dzīvē radio signāls ar datu paketēm klientam vispirms pāriet no pakalpojuma sniedzēja servera uz Zemes līdz satelītam ģeostacionārā orbītā un pēc tam no turienes atgriežas pie klienta. 36 000 plus 36 000 - kopā 72 000 km, kas jau ir ceturtdaļa vieglas sekundes. Praksē Amerikas valdības regulatoru mērījumi rāda, ka aina ir vēl sliktāka: paketes ar datiem par satelīta internetu aizkavēšanās vidēji ir 0,6 s. Video tērzēšana vai tiešsaistes spēles ar šādu kavēšanos nav nopietnas. Lielais klients nevērsīsies pie šāda pakalpojumu sniedzēja, un tur, kur nav masveida klientu, cenas pēc definīcijas nevar būt zemas. Tā rezultātā satelīta internets paliek ne tikai lēns, bet arī ļoti dārgs - daudzreiz dārgāks nekā 4G vai kabelis.
Apakšējā un apakšējā
60 satelīti, kurus SpaceX uzsāka 2019. gada 24. maijā, ir no ļoti atšķirīgas šķirnes. Tie ir salīdzinoši mazi (katrs 227 kg) transportlīdzekļi, kas aprīkoti ar plakanām antenām, kas veidotas pēc fāzētu antenu bloka principa - kas ļauj tiem programmēt radioviļņu starojuma virziena kontroli, nemainot savas antenas fizisko stāvokli. Vissvarīgākais ir tas, ka tie nekarājas virs izvēlētā planētas gabala nekustīgi 36 000 km attālumā, bet gan griežas ap to 440–550 km augstumā, aptuveni ISS augstumā. Tas ir 60-80 reizes zemāks nekā esošajās satelīta interneta sistēmās, kas nozīmē, ka signāla pārraides kavējums ir potenciāli 60-80 reizes mazāks - saskaņā ar SpaceX aprēķiniem tas nepārsniegs 25 sekundes tūkstošdaļas, salīdzinot ar vismaz 600 tūkstošdaļas sekundes "ģeostacionārā" satelīta interneta. …
Tas rada vairākas ļoti svarīgas sekas vienlaikus. Pirmkārt, ar tik nelielu kavēšanos jau ir iespējams uzņemties masu patērētāju. ASV valdības regulatora FCC veiktie mērījumi rāda, ka vidējais ASV kabeļtelevīzijas pakalpojumu sniedzējs kavē 25 sekundes tūkstošdaļas. Otrkārt, pārsūtot datus ar desmit reizes mazāku kavēšanos, ir iespējams tos pārsūtīt daudz ātrāk - tas ir, viens SpaceX satelīts var apkalpot vairāk klientu nekā viens tradicionālā “ģeostacionārā” interneta satelīts.
Kopumā SpaceX gatavojas kosmosā palaist 11 943 satelītus - 1 584 550 km orbītā, 7 518 340 km un 2841 1150 km. Amerikas Savienoto Valstu varas iestādes jau ir saņēmušas atļaujas šīm palaišanām. Augstākie satelītu ešeloni darbosies kā starpnieki zemāku ešelonu pavadoņiem - izmantojot atmosfēras neesamību, viņi ar ultra ātru lāzera sakaru sistēmu starpniecību pārsūtīs datus no zemes serveriem uz tiem.
Līdz šim ir palaisti tikai seši duci testa satelītu - orbītā ar 440 km augstumu, no kurienes viņi pamazām pacelsies 550 km ar saviem dzinējiem, kas izstumj kriptonu. Viņu darbības mērķis ir iegūt pieredzi ar zemes termināliem, kas pirmo reizi nodarbojas ar šādiem zemas orbītas interneta satelītiem. Terminālis ir salocīta klēpjdatora izmēra gala ierīce, kas saņem signālu no satelīta un no kuras signāls tiek pārsūtīts uz klienta ierīci, maršrutētāju, klēpjdatoru vai personālo datoru.
Mūsdienu interneta satelīti ģeostacionārā orbītā spēj apkalpot līdz 1200 vienlaicīgu zemes klientu savienojumu. Cik daudz SpaceX satelītu spēs apkalpot, joprojām nav skaidrs - zemāks augstums viņu darbu padara, no vienas puses, vieglāku, un, no otras puses, grūtāku, jo tie pastāvīgi pārvietosies attiecībā pret zemes klientu un pārslēgs to no viena satelīta uz otru. Bet pat tad, ja satelīts vienlaikus var "novilkt" 1200 savienojumus, ducis tūkstošu satelītu spēs apkalpot vairāk nekā 14 miljonus termināļu.
Katra kanāla ātrums SpaceX vadītājs Elons Musks apzīmēja 1 gigabitu sekundē. Platjoslas savienojumi mūsdienās parasti ir 20 megabiti sekundē. Tas ir, viens terminālis teorētiski var nodrošināt sakarus ar desmitiem zemes ierīču, kas savienotas, piemēram, ar parasto maršrutētāju, kas savienots ar termināli, kurš saņem signālu no SpaceX satelīta. Tāpēc teorētiski šāds satelītu zvaigznājs var kalpot simtiem miljonu lietotāju.
Tomēr SpaceX daudz optimistiskāk vērtē katra satelīta iespējamo savienojumu skaitu. Kompānija uzskata, ka tā spēs vienlaikus apkalpot 50% no visām ar internetu savienotajām ierīcēm uz Zemes. Citiem vārdiem sakot, atņemiet pusi no pasaules interneta tirgus esošajiem pakalpojumu sniedzējiem. Turklāt, pateicoties gigabita ātrumam un salīdzinoši zemai cenai, SpaceX paredz apstrādāt 10% no visas interneta trafika pat lielajās pilsētās - tas ir, tieši uzbrukt pat kabeļu un 4G operatoriem tur, kur viņu infrastruktūra ir vislabāk attīstīta.
Kāpēc SpaceX vēlas būt lielākais pakalpojumu sniedzējs uz Zemes?
Tātad tikai viena uzņēmuma globālais satelīta internets šodien jau ir vērsts uz 50% no visa pasaules interneta savienojuma tirgus. Mēs runājam par vairāk nekā miljardu klientu ar atbilstošu pārdošanas apjomu. Saskaņā ar Wall Street Journal noplūdušajiem datiem, SpaceX plāno gūt 5 miljardu dolāru ieņēmumus no globālā komerciālā kosmosa atklāšanas tirgus 2020. gadu otrajā pusē (Roscosmos pusotra gada budžets, salīdzinājumam), un no satelīta interneta - 30 miljardi dolāru. SpaceX sapņo kļūt no kosmosa kabīnes par kaut ko līdzīgu globālā monopola nodrošinātājam, kas ir lielākais uz planētas.
Izcelts dzeltenā krāsā - SpaceX plānotie ienākumi no palaišanas uzsvērti rozā krāsā - no globālā interneta pakalpojumu tirgus tveršanas.
Šīs Napoleona ambīcijas galvenais iemesls ir diezgan vienkāršs. Elons Musks plāno cilvēku lidojumus uz Marsu - izmantojot atkārtoti izmantojamo Starship sistēmu, kuru būvē viņa uzņēmums. Šī ir ļoti lielas (sver tūkstošiem tonnu) raķetes pirmās pakāpes un otrās pakāpes kombinācija, kas vienlaikus ir arī kosmosa kuģis. Šī kosmosa kuģa iekšējais tilpums ir vairāk nekā 800 kubikmetru, vairāk nekā ISS. Musks var pabeigt šāda kuģa un pārvadātāja attīstību, bet viņš to var atgūt tikai tad, ja ir ļoti liels pieprasījums.
Jebkura kosmosa tirgus analīze rāda, ka mūsdienās šāda pieprasījuma nav: Falcon 9s, paceļot līdz 20 tonnām, tiek galā ar visiem pašreizējiem pasūtījumiem, atstājot Krievijas raķetes tikai drupatas no kosmosa palaišanas tirgus, kas viņiem nesen piederēja. Pašreizējais tirgus ir vienkārši pārāk mazs tādam briesmonim kā Starship, un SpaceX nav citas izvēles, kā mākslīgi radīt pieprasījumu pēc tik milzīga kuģa.
Starlink satelīta interneta sistēmai, kā to sauc uzņēmums, zemu orbītas satelītu dēļ ir nepieciešams liels skaits satelītu - pretējā gadījumā viena satelīta aiziešana aiz horizonta klientam paliks bez saziņas. Satelīti, kas atrodas 350 km attālumā pēc dažu gadu ekspluatācijas gāzes molekulu bremzēšanas dēļ, iekritīs atmosfērā un tur sadegs, tādējādi nodrošinot, ka orbītā nav bīstamu kosmosa atkritumu. Un tas nozīmē, ka zvaigznāja uzturēšanai katru gadu vajadzēs palaist pāris tūkstošus jaunu satelītu. Falcon 9 vienlaikus var palaist 60 no šiem satelītiem, taču Starship ir vairākas reizes lielāks un jaudīgāks - tas spēs palaiž simtiem šādu ierīču vienā palaišanā.
Faktiski SpaceX globālais satelīta interneta projekts ir cirvja putra - projekts, kurā veikls Āfrikas dzimtais vēlas likt pārējai cilvēcei samaksāt par saviem dārgajiem Marsa projektiem. Tomēr, ja jaunā satelīta interneta ar zemu orbītu ātrums izrādīsies tuvs solītajam, un cena ir mērena, tad diez vai mums būs iemesls sūdzēties par Elona Muska triku. Galu galā lāsti uz lēno internetu valstī var kļūt par pagātni: Krievija ir liela valsts un vienkārši ģeogrāfijas dēļ tā noteikti iekritīs jaunās satelīta interneta sistēmas pārklājuma zonā.
Protams, reālais tirgus atšķiras no mācību grāmatu brīvā tirgus ar to, ka tas gandrīz nav brīvs. Tas ir, mūsu valdības aģentūras, iespējams, vienkārši neļaus SpaceX pārdot savas klientu klientu ierīces mūsu valstī un tādējādi bloķēt uzņēmuma centienus kopā ar mums. Neskatoties uz to, progresu nevar apstādināt šādi: daudzi spēlētāji jau ir paziņojuši par nodomu izveidot Starlink līdzīgas sistēmas, ieskaitot tādas lielas kā Amazon.
Starp citu, Roskosmos arī paziņoja par nodomu izvietot satelītu sistēmu "Sfēra" ar līdzīgiem uzdevumiem (tomēr tur satelītu būs divdesmit reizes mazāk). Lai gan, ņemot vērā šī uzņēmuma radīto satelītu tehnisko līmeni, mēs uz viņiem neliksim pārāk lielas cerības. Un tomēr Roskosmos "Un mēs arī varam!" norāda, ka agrāk vai vēlāk, ja mēs to nemazgājamies, mūsu valstī ienāks satelīta internets ar zemu orbītu.
Aleksandrs Berezins