Обяснено: Разбиране на космическия интернет

SpaceX изстреля 60 спътника в орбита миналата седмица и ще продължи да го прави, докато не създаде съзвездие от 12 000 души. След две години се надява да доставя непрекъснат и евтин интернет навсякъде по Земята.

Ракета SpaceX Falcon 9 с 60 мини сателита излетя на 11 ноември. (AP Photo)

ВSpaceX, водещата частна компания в света в областта на космическите технологии, миналата седмица изстреля 60 спътника в орбита, първата оперативна партида от това, което в крайна сметка трябва да се превърне в съзвездие от близо 12 000 спътника, насочени към осигуряване на евтино и надеждно космическо- базирани интернет услуги към света. Мрежата Starlink, както се нарича проектът, е едно от няколкото текущи усилия за започване на излъчване на сигнали за данни от космоса, а също и най-амбициозното.

Първата партида сателити на Starlink - също наброяващи 60 и подобни по конфигурация на тези, пуснати на 11 ноември - се появиха на 24 май, но те няма да бъдат част от мрежата. SpaceX обяви съзвездието за сателитен интернет през януари 2015 г. и изстреля два тестови спътника през февруари 2018 г. След изстрелването миналата седмица, компанията вече е разположила 122 спътника в орбита.

През октомври SpaceX изглеждаше готова да увеличи амбицията си, като съобщи на Международния телекомуникационен съюз (ITU) в документите чрез Федералната комисия по комуникации на САЩ (FCC), че възнамерява да разположи още 30 000 спътника Starlink в ниска земна орбита (LEO) в близко бъдеще. години.

ITU е специализирана агенция на ООН за информационни и комуникационни технологии, с членство от 193 държави-членки, около 900 компании, университети и международни и регионални организации. FCC е законовият комуникационен регулатор на САЩ.

Защо е необходимо да се изстрелват сателити, за да се предоставят интернет услуги?

Това е главно, за да се гарантира, че надеждните и непрекъснати интернет услуги – сега част от основната инфраструктура на човечеството и важно средство за предоставяне на голямо разнообразие от обществени услуги на хората по света – са универсално достъпни във всяка част на земното кълбо.

В момента около 4 милиарда души, повече от половината население на света, нямат достъп до надеждни интернет мрежи. И това е така, защото традиционните начини за доставяне на интернет - оптични кабели или безжични мрежи - не могат да го отведат навсякъде по Земята. В много отдалечени райони или места с труден терен не е възможно или жизнеспособно да се поставят кабели или мобилни кули.

Сигналите от спътници в космоса могат лесно да преодолеят това препятствие.

На колко години е тази идея за космически интернет?

Космически базираните интернет системи всъщност се използват от няколко години, но само за малък брой потребители. Освен това повечето от съществуващите системи използват спътници в геостационарна орбита. Тази орбита се намира на височина от 35 786 км над земната повърхност, точно над екватора. Сателитите в тази орбита се движат със скорост от около 11 000 км в час и извършват един оборот на Земята за същото време, когато Земята се завърти веднъж около оста си. Следователно за наблюдателя на земята спътник в геостационарна орбита изглежда неподвижен.

И така, как ще помогне поставянето на сателити в по-ниски орбити?

Едно голямо предимство на излъчването на сигнали от геостационарна орбита е, че спътникът може да покрие много голяма част от Земята. Сигналите от един спътник могат да покрият приблизително една трета от планетата - и три до четири спътника биха били достатъчни, за да покрият цялата Земя. Освен това, тъй като изглеждат неподвижни, е по-лесно да се свържете с тях.

Но спътниците в геостационарна орбита също имат голям недостатък. Интернет е свързан с предаването на данни в (почти) реално време. Въпреки това, има забавяне във времето - наречено латентност - между потребител, който търси данни, и сървърът, който изпраща тези данни. И тъй като трансферите на данни не могат да се извършват по-бързо от скоростта на светлината (в действителност те се извършват при значително по-ниски скорости), колкото по-дълго е разстоянието, което трябва да се измине, толкова по-голямо е забавянето или латентността.

В космическите мрежи заявките за данни пътуват от потребителя към спътника и след това се насочват към центрове за данни на земята. След това резултатите правят същото пътуване в обратна посока. Подобно предаване от спътник в геостационарна орбита има латентност от около 600 милисекунди. Сателит в долната орбита, на 200-2 000 км от земната повърхност, може да намали изоставането до 20-30 милисекунди, приблизително времето, необходимо на наземните системи да прехвърлят данни.

LEO се простира до 2000 км над земната повърхност. Сателитите Starlink – 12 000, за които SpaceX има разрешение, както и останалите 30 000, които иска да изстреля – ще бъдат разположени във височинната лента от 350 км до 1200 км.

Но по-ниските орбити имат свой собствен проблем.

Поради по-ниската си височина, техните сигнали покриват сравнително малка площ. В резултат на това са необходими много повече сателити, за да достигнат сигнали до всяка част на планетата.

Освен това спътниците в тези орбити пътуват с повече от два пъти по-висока скорост от спътниците в геостационарна орбита - около 27 000 км в час - за да балансират ефектите на гравитацията. Обикновено те обикалят Земята веднъж на всеки няколко часа. За да се компенсира фактът, че те не се виждат от наземно местоположение за повече от няколко минути, са необходими много повече сателити в мрежите, така че да няма прекъсвания в предаването на данни. Това е причината мрежата на Starlink да говори за 42 000 спътника.

До кога Starlink ще може да предостави своята космическа интернет услуга?

Starlink има за цел да започне обслужване в северните Съединени щати и Канада през 2020 г. и да се разшири, за да покрие целия свят до 2021 г. Настоящият план е да разположи сателити в две съзвездия от около 4400 и 7500. Изстрелванията - 60 спътника наведнъж - ще се извършват на чести интервали от сега нататък. SpaceX казва, че може да стартира услуги в малък мащаб, след като 400 спътника се присъединят към мрежата.

Няколко други частни компании също имат планове за космически интернет услуги. Те включват Amazon, OneWeb и O3B (очевидно наречени на „другите три милиарда“), всяка от които включва големи съзвездия от спътници в долни и средни земни орбити – но тези проекти са много малки в сравнение със Starlink.

След като започнат да функционират, се очаква космическите интернет мрежи да променят лицето на Интернет. Очаква се услуги като автономно шофиране на автомобили да бъдат революционизирани, а Интернет на нещата (IoT) може да бъде интегриран в почти всяко домакинство, независимо дали е градско или селско.

Има ли недостатък на тази проекция?

Отбелязани са три проблема - увеличен космически боклук, повишен риск от сблъсъци и загрижеността на астрономите, че тези съзвездия от космически интернет спътници ще затруднят наблюдението на други космически обекти и откриването на техните сигнали.

За да поставим нещата в перспектива, в момента има по-малко от 2000 оперативни спътника и по-малко от 9000 са изстреляни в космоса от началото на космическата ера през 1957 г. Повечето от оперативните спътници са разположени в долните орбити. На 2 септември тази година Европейската космическа агенция (ESA) трябваше да извърши за първи път маневра за избягване на сблъсък, за да защити един от нейните живи спътници от сблъсък с мегасъзвездие.

Астрономите и учените също се оплакват от повишено светлинно замърсяване, препратка към светлината, отразена от изкуствените спътници, която може да попречи на - и да бъде сбъркана със - светлината, идваща от други небесни тела.

Прочетете също | Обяснено: Някога „крал“ на Карачи, сега той иска убежище в Индия. Кой е Алтаф Хюсеин?

Споделете С Приятелите Си: