SpaceX antaa lisätietoja siitä, kuinka heidän Starlink-internetpalvelunsa toimii. Vähemmän satelliitteja, matalampi kiertorata, lyhyemmät lähetysajat, lyhyemmät elinajat
Elon Musk on puhunut vuosia suunnitelmistaan tarjota laajakaistainen internetyhteys maailmalle satelliittien avulla. Tämä Starlink-nimellä tunnettu tähdistö oli alun perin tarkoitettu lähes 12 000 halpasatelliitille, jotka tarjoavat terabitin Internet-palvelun. Ensimmäinen erä näitä satelliitteja on tarkoitus laukaista vuonna kesäkuuta 2019 , ja koko konstellaatio otetaan käyttöön 2020-luvun puoliväliin mennessä.
Vaikka tämän suunnitelman paljaat luut ovat olleet julkisuudessa jo jonkin aikaa, Musk ja hänen avaruustutkimuksen elvyttämiseksi perustamansa yritys ovat olleet hieman niukka yksityiskohdissa. Mutta kiitos a simulointi University College Londonin professori Mark Handleyn luoma maailma saattaa vihdoin saada käsityksen siitä, miltä Starlink voisi näyttää.
Handley, UCL:n tietojenkäsittelytieteen laitoksen verkkojärjestelmien professori, käytti 3D-pelimoottoria luodakseen räätälöidyn simulaattorin, joka osoittaa, kuinka Starlink voisi toimia. Hän sisälsi myös tietoja SpaceX:n yleisöltä FCC-ilmoitukset , sekä omaa laajaa tietämystään tietokoneverkkojen toiminnasta.
SpaceX:n kaksi ensimmäistä Starlink-prototyyppisatelliittia on kuvattu tässä ennen niiden avajaislaukaisua, ja ne esittelevät täysin hyödyllistä väylää ja useita kehittyneitä komponentteja. Luotto: SpaceX
Kuten Handley selitti äskettäisessä haastattelussa Digitaalitrendit :
”Olen kirjoittanut verkkosimulaattoreita ennenkin, mutta en yleensä kirjoita niitä pelimoottoriin. Tässä tapauksessa tähdistön liikkeen visualisointi oli kuitenkin ratkaisevan tärkeää tapahtuvan ymmärtämiseksi. Se on vain niin paljon intuitiivisempaa, mitä tapahtuu, kun voit katsella sitä. Näiden simulaatioiden alhaisilla yksityiskohdilla ongelma on pohjimmiltaan 3D-geometriaongelma, ja pelimoottori sopii todella hyvin tällaisten ongelmien tutkimiseen.
Sisään marraskuuta 2016 SpaceX jätti FCC:lle hakemuksen lupaa käyttää tätä ei-geostationaaristen satelliittien (NGS) konstellaatiota. Heidän hakemuksensa mukaan suunnitelma oli aluksi lähettää 4425 satelliittia 1100-1300 km:n (680-800 mailin) kiertoradalle. SpaceX:llä on ilmoitetusta lähtien että he sijoittavat ensimmäiset 1 600 satelliittiaan 550 kilometrin korkeuteen välttääkseen avaruusromuongelman lisäämisen.
Mukaan Online-hakemisto ulkoavaruuteen päästetyistä esineistä (OSOidx), jota ylläpitää Yhdistyneiden kansakuntien ulkoavaruusasioiden toimisto (UNOOSA ), Maan kiertoradalla on tällä hetkellä 4 857 satelliittia (9. marraskuuta 2018). Heidän alkuperäisen suunnitelmansa mukaan Starlink-tähtikuvion käyttöönotto lähes kolminkertaistaisi tämän määrän, kun taas nykyinen suunnitelma kaksinkertaistaisi sen.
SpaceX Falcon 9 -raketti, joka laukaisi kaksi yrityksen Starlink-testisatelliittia helmikuussa 2018. Luotto: SpaceX
Muskin suunnitelman mukaan Starlink lähettää viestejä useiden maa-asemien kautta, jotka välittävät tietoa radioaaltojen kautta yllä oleville satelliiteille. Nämä satelliitit välittäisivät sitten viestit laserilla, ja ne saavuttavat vastaanottajan määränpään yläpuolella olevan viestin, jossa tiedot lähetettäisiin sitten oikealle asemalle radioaaltojen avulla.
Kun otetaan huomioon siihen liittyvä kunnianhimoinen luonne ja tekniikka, Handley oli sekä kiehtonut että mystistynyt siitä, kuinka tällainen satelliittiverkko toimisi. Hän esimerkiksi pohti, olisiko mahdollista yhdistää tuhansia LEO-satelliitteja sellaiseen kokoonpanoon, joka sallisi Internet-liikenteen kulkea suorin polku. Lisäksi satelliitit olisi järjestettävä siten, että törmäysmahdollisuudet minimoidaan.
Hadley oli myös utelias verkon kapasiteetista, erityisesti siitä, kuinka se verrattaisiin perinteisempään nopeaan internet-tekniikkaan, joka perustuu optiseen kuituun. Teoreettisesti Starlink pystyy lähettämään viestin kaksi kertaa nopeammin kuin optiset kuidut, koska signaalin nopeudet ovat hitaampia siirrettäessä lasin kuin avaruuden läpi.
Useat yritykset ottavat käyttöön satelliitteja luodakseen avaruuteen perustuvia Internet-palveluita. Luotto: AMNH.
Hadleyn simulaatioiden mukaan on vain yksi tapa järjestää nämä monet satelliitit sekä minimoimaan törmäykset että maksimoimaan dataa, joten hän on varma, että hänen simulaationsa on yhdenmukainen SpaceX:n suunnittelemien kanssa. Siitä huolimatta hän myös ilmoitettu että haasteita olisi useita:
'Kyllä, mielestäni konsepti on kokonaisuudessaan toteuttamiskelpoinen. Se on kuitenkin vaikeaa, ja SpaceX [työntää] teknologian rajoja useilla alueilla samanaikaisesti. Heidän vaiheistettujen langattomien linkkien käyttö kapeiden säteiden ohjaamiseen satelliiteille ja satelliiteista ylittää tehdyn työn rajoja. Tämä on enimmäkseen tunnettua tekniikkaa, mutta sen tekeminen siinä määrin kuin he tekevät sen on haastavaa. Vapaan tilan laserlinkkien käyttö satelliittien välillä on suhteellisen tuntematonta tekniikkaa. [Euroopan avaruusjärjestö] osoitti aiemmin, että se oli mahdollista, mutta SpaceX:n on seurattava useampia kohteita samanaikaisesti ja saavutettava suurempia tiedonsiirtonopeuksia. Luotan siihen, että se voidaan tehdä, mutta saattaa kestää jonkin aikaa, ennen kuin se todella onnistuu.'
Hadley tuskin on yksin ymmärtäessään, kuinka haastavaa Starlinkin kaltaisen tähdistön rakentaminen ja ylläpitäminen tulee olemaan. Ensinnäkin yhden satelliitin laukaisukustannukset ovat kymmenien miljoonien dollarien luokkaa, ja ylläpitokustannukset satelliittia kohden ovat myös todennäköisesti valtavat. Jokainen Starlink-satelliitti kestää luultavasti vain muutaman vuoden kiertoradalla, joten SpaceX:n täytyy lähettää uusia satelliitteja säännöllisesti.
Hugh Lewis on professori Southamptonin yliopistossa ja Yhdistyneen kuningaskunnan avaruusjärjestön edustaja Virastojen välinen avaruusjätteen koordinointikomitea . Kuten hän totesi hiljattain antamassaan haastattelussa Uusi Tiedemies , 'Jotta haluat säilyttää vain 4425, aiot tuoda sen markkinoille viiden vuoden välein.'
Taiteilijan näkemys avaruusromusta Low Earth Orbitissa (LEO). Luotto: ESA
Tämän tähdistön olemassaolo tarkoittaa kuitenkin myös maailmanlaajuista kattavuutta, johon pääsee syrjäisistä kylistä, merellä olevilta aluksilta ja muista paikoista, joissa ei ole perinteistä infrastruktuuria. Simulaatio paljastaa myös, että satelliitteja on enemmän ja kattavuus parempi leveysasteilla 47° ja 52° pohjoiseen ja etelään, mikä osuu yhteen joidenkin maailman suurimpien kauppakeskusten sijaintien kanssa.
Ja SpaceX ei ole yksin avaruuspohjaisen internetin kehittämisessä. Televiestintä- ja ilmailualan jättiläiset Samsung ja Boeing lähettävät myös Internet-satelliitteja kiertoradalle, kun taas Google ja Facebook toteuttavat omia suunnitelmiaan avaruuspohjaisesta internetistä. Kanadalainen teleyritys Telesat kehittää myös maailmanlaajuista Internet-satelliittien kokoelmaa, joka tunnetaan nimellä Telesat LEO .
Nämä ja muut palveluntarjoajat yrittävät vastata nopeiden Internet-yhteyksien kasvavaan kysyntään, jonka odotetaan kaksinkertaistuvan vuoteen 2020 mennessä. Samana vuonna IP-verkkoihin kytkettyjen laitteiden määrän ennustetaan ylittävän maailmanlaajuisen väestön määrän kerroin noin 3:1 – se on yli 20 miljardia laitetta!
Vaikka tämän kysynnän täyttäminen on iso yritys, Muskin ei ole koskaan tiedetty karttavan haastetta. Loppujen lopuksi Starlink on kuin mikä tahansa muu Muskin toteuttama hanke, kuten kaupallisesti kannattavien sähköautojen, uudelleenkäytettävien rakettien ja avaruusalusten kehittäminen, jotka pystyvät kuljettamaan matkustajia Marsiin. Kuka tietää? Ehkä Starlink on ylimääräinen tulonlähde, joka voisi auttaa rahoittamaan rakentamisen Marsin tukikohdan alfa !
Ja muista tarkistaa Hadleyn simulaatio:
Lisälukemista: Uusi Tiedemies , Digitaalitrendit