Konstelacja internetu satelitarnego

Konstelacja internetu satelitarnego to konstelacja sztucznych satelitów świadczących usługi internetu satelitarnego . W szczególności termin ten zaczął odnosić się do nowej generacji bardzo dużych konstelacji (czasami określanych jako megakonstelacje ) krążących na niskiej orbicie okołoziemskiej (LEO), aby zapewnić usługę internetową o niskim opóźnieniu i dużej przepustowości ( szerokopasmowej ) .

Historia

Podczas gdy bardziej ograniczone satelitarne usługi internetowe były od lat dostępne za pośrednictwem geosynchronicznych satelitów komunikacyjnych krążących na orbicie geostacjonarnej , charakteryzowały się one dość ograniczoną przepustowością (nie szerokopasmową), dużymi opóźnieniami i oferowanymi po tak stosunkowo wysokiej cenie , że popyt na oferowane usługi był dość niski.

W latach 90. zaproponowano i opracowano kilka konstelacji internetu satelitarnego LEO, w tym Celestri (63 satelity) i Teledesic (początkowo 840, później 288 satelitów). Projekty te zostały porzucone po bankructwie Iridium i Globalstar na początku XXI wieku.

W 2010 roku zainteresowanie satelitarnymi konstelacjami internetowymi powróciło ze względu na spadające koszty wystrzelenia w kosmos i zwiększone zapotrzebowanie na szerokopasmowy dostęp do Internetu. Konstelacje satelitów internetowych są planowane przez prywatne firmy, takie jak OneWeb ( konstelacja OneWeb ), SpaceX ( Starlink ), Amazon ( Projekt Kuiper ), Samsung , Boeing i rosyjski Roscosmos (Sfera) i Chiny (Hongwan, 2018 lub krajowy projekt internetu satelitarnego) , 2021). Do końca 2018 r. zaproponowano wystrzelenie i umieszczenie na orbitach LEO ponad 18 000 nowych satelitów w latach 2019-2025. To ponad dziesięć razy więcej satelitów niż suma wszystkich aktywnych satelitów w kosmosie według stanu na marzec 2018 r. Nowsze propozycje do 2020 r. mogą zwiększyć tę liczbę do ponad 100 000.

Rok po uruchomieniu pierwszej konstelacji internetu satelitarnego — Starlink, która rozpoczęła się pod koniec 2019 r. i rozpoczęła testy beta sieci pod koniec 2020 r.; Firma OneWeb rozpoczęła wdrażanie satelitów w pierwszej połowie 2020 r. — zaczęto lepiej rozumieć zakłócenia konkurencji w ustalonych modelach biznesowych firm zajmujących się satelitami. Na początku 2021 r. trzej najwięksi europejscy operatorzy satelitarni : SES , Eutelsat i Hispasat — którzy do tego czasu unikali rozwijania konstelacji szerokopasmowego internetu satelitarnego i wdrażania ich z prywatnych środków — poinformowali Komisję Europejską że byliby skłonni zainwestować w rozwój takiego projektu, gdyby Unia Europejska również zainwestowała w to przedsięwzięcie fundusze rządowe. Wszystkie trzy firmy koncentrowały się wcześniej na świadczeniu usług komunikacyjnych z GEO i MEO , podczas gdy nowi dostawcy internetu satelitarnego umieszczają swoje konstelacje wyłącznie w LEO .

W 2018 r. rosyjski rząd ustanowił program konstelacji Sphere, składający się ze 162 satelitów, zapewniających szerokopasmową łączność internetową, przekazywanie wiadomości , transmisję wideo i usługi teledetekcji. W październiku 2022 roku wystrzelono satelitę demonstracyjnego o nazwie technologia Skif-D.

Projekt

Proponowane systemy różnią się znacznie liczbą satelitów, rodzajami orbit i architekturą telekomunikacyjną (w szczególności obecnością lub brakiem łączy międzysatelitarnych ). Projekty systemów zostały przeanalizowane przy użyciu metod statystycznych i symulacji w celu oszacowania całkowitej przepustowości. Szczególnie trudny jest dynamiczny charakter sieci, ponieważ satelity LEO zazwyczaj przelatują nad daną lokalizacją w czasie krótszym niż 10 minut.

Potencjał

Oczekuje się, że w przypadku odległości kontynentalnych (powyżej około 3000 km) satelitarne sieci internetowe LEO będą w stanie zapewnić mniejsze opóźnienia niż łącza światłowodowe. Oczekuje się, że utrzyma się to nawet bez łączy międzysatelitarnych, przy użyciu tylko przekaźników stacji naziemnych. Mówi się, że nowe sieci mogą „potencjalnie konkurować z dzisiejszymi dostawcami usług internetowych w wielu ustawieniach”.

Problemy i krytyka

Krytycy sprzeciwiali się zwiększonemu zanieczyszczeniu światłem w astronomii , zwiększonej możliwości kolizji satelitów skutkujących kosmicznymi śmieciami i, bardziej ogólnie, brakowi czyszczenia po zakończeniu eksploatacji dla rosnącej liczby satelitów, które stałyby się śmieciami kosmicznymi.

Astronomowie zbadali potencjalne skutki zwiększonego wykorzystania satelitów na niskiej orbicie okołoziemskiej na bardzo dużym teleskopie wykorzystującym ultraszerokie ekspozycje obrazu, takim jak 8,4-metrowy teleskop Simonyi Survey Telescope używany w projekcie Legacy Survey of Space and Time w Vera C. Obserwatorium Rubina . Odkryli, że od 30 do 40% ekspozycji może być zagrożonych podczas pierwszej i ostatniej godziny nocy. Badanie wykazało, że SC ma szczególny wpływ na obserwacje o zmierzchu, a odsetek zdjęć z smugami wykonanych podczas zmierzchu wzrósł z mniej niż 0,5% pod koniec 2019 r. do 18% w sierpniu 2021 r. dzięki satelitom SpaceX Starlink. Astronomowie wyrazili również zaniepokojenie wpływem konstelacji internetu satelitarnego na radioastronomię .

Potrzebne są dodatkowe badania, aby określić wpływ (między innymi) zanieczyszczenia świetlnego na różne lokalizacje, społeczności, ludy tubylcze i inne formy obserwacji.

Łagodzenie w astronomii

W raporcie z warsztatów SATCON1 w 2020 r. stwierdzono, że skutki dużych konstelacji satelitów mogą poważnie wpłynąć na niektóre astronomiczne wysiłki badawcze i wymieniono sześć sposobów złagodzenia szkód dla astronomii. W 2022 roku IAU ogłosiła , że Centrum Ochrony Ciemnego i Cichego Nieba przed Zakłóceniami Konstelacji Satelitarnych koordynuje lub agreguje środki mające na celu złagodzenie takich szkodliwych skutków. AAS utrzymuje żywy dokument , który śledzi ostatnie postępy w tej dziedzinie.

Zarządzanie przestrzenią

Wzrost liczby wszystkich śledzonych obiektów w przestrzeni w czasie, pokazujący niedawny wzrost liczby aktywnych satelitów

Wytyczne ONZ i norma ISO 24113 dotycząca łagodzenia skutków śmieci kosmicznych „zachęcają” organizacje do dobrowolnego:

Ogranicz zanieczyszczenia uwalniane podczas normalnej pracy
Zminimalizuj potencjalne zerwania na orbicie
Utylizacja po misji
Zapobieganie kolizjom na orbicie

Badanie sugeruje, że polityka może pomóc w osiągnięciu celu, jakim jest ograniczenie zanieczyszczeń i zrównoważony rozwój przestrzeni kosmicznej . Zespół naukowców nakreślił uzasadnienie dla zarządzania, które reguluje obecną swobodną eksternalizację rzeczywistych kosztów i zagrożeń , traktując przestrzeń orbitalną wokół Ziemi jako „dodatkowy ekosystem” lub wspólną „część środowiska człowieka”, która powinna podlegać takim samym troskom i regulacje jak np. oceany na Ziemi . Z badania wynika, że potrzebuje „nowych polityk, zasad i przepisów na szczeblu krajowym i międzynarodowym”.

Od 2022 r. globalna działalność kosmiczna nie jest wystarczająco kształtowana przez żaden międzynarodowy podmiot, w związku z czym „nie ma wspólnego zestawu zasad regulujących globalną działalność kosmiczną ani mechanizmów zapewniających właściwą utylizację sprzętu po zakończeniu misji kosmicznych. nie ma żadnych skoordynowanych wysiłków w celu oczyszczenia dekad kosmicznych śmieci, które już zgromadziły się na orbicie”.

Operatorzy

konstelacje

Globalstar — operacyjna konstelacja 24 satelitów o niskiej orbicie okołoziemskiej (LEO) do telefonii satelitarnej i komunikacji danych o niskiej prędkości, obejmująca większość lądu na świecie. Uruchomienie konstelacji drugiej generacji zakończyło się 6 lutego 2013 r
Iridium — operacyjna konstelacja 66 usieciowanych satelitów na orbicie polarnej , służąca do świadczenia usług telefonii satelitarnej i transmisji danych o niskiej prędkości na całej powierzchni Ziemi. Iridium NEXT, konstelacja satelitów komunikacyjnych drugiej generacji, została ukończona 11 stycznia 2019 r.
Orbcomm — konstelacja operacyjna wykorzystywana do świadczenia globalnych usług monitorowania zasobów i przesyłania wiadomości z konstelacji 29 satelitów komunikacyjnych LEO krążących na orbicie 775 km
Starlink — projekt rozwoju konstelacji satelitów realizowany przez SpaceX , mający na celu rozmieszczenie prawie 12 000 satelitów w trzech powłokach orbitalnych do połowy lat 20. XX wieku
Lynk Global — konstelacja satelitów łączących satelity z telefonami komórkowymi, której celem jest pokrycie tradycyjnych tanich urządzeń mobilnych
Teledesic - dawne przedsięwzięcie (lata 90. XX wieku) mające na celu świadczenie usług szerokopasmowego Internetu satelitarnego
Viasat, Inc. — obecny dostawca szerokopasmowego internetu satelitarnego dostarczający anteny stacjonarne, naziemne ruchome i powietrzne
Konstelacja OneWeb — ukończenie sieci 648 satelitów planowane jest na koniec 2022 r.
Projekt Kuiper — Amazon planuje składać się z 3236 satelitów działających w trzech powłokach orbitalnych

Zobacz też