В среду, 26 мая, произошло историческое событие — ракета-носитель Falcon 9 FT с первой ступенью B1063-2 вывела на орбиту 550 км, 53,0° очередную партию из 60 спутников. Миссия Starlink-28 завершилась успехом.
Восьмой успешный запуск за последние восемь недель в рамках одной программы. Космические аппараты отправляются на орбиту с регулярностью авиарейсов. Впервые в истории человечества.
Что произошло
Но главный успех в другом. Эти 60 спутников Starlink полностью заполнили Shell 1 (Слой 1) — низкую околоземную орбиту с высотой 550 км и углом наклонения 53,2°. Таким образом, спутниковая группировка покрыла практически всю поверхность планеты Земля.
Илон Маск успешно завершил первый этап первой фазы своего проекта. Осталось наполнить еще три таких слоя и довести количество спутников в группировке до 4408. Сейчас в рабочем состоянии находятся «всего лишь» 1635 аппаратов.
Но, как говорил первый астронавт, ступивший на поверхность Луны, Нил Армстронг: «Это один маленький шаг для человека, но гигантский скачок для всего человечества».
К сожалению, выходить в интернет через Starlink можно лишь в нескольких ограниченных по территории зонах. В северной части США, в южной части Канады и в Великобритании. Дело в том, что сигнал не передается между космическими аппаратами.
Спутник работает, как ретранслятор, соединяя пользователя с наземной базовой станцией. Поэтому для того, чтобы выйти в интернет через Starlink, необходимо находиться не дальше, чем в 1000 км от базовой станции.
Тем не менее это огромное достижение. Построить наземные базовые станции и получить разрешения от местных регуляторов радиочастотного ресурса — куда легче, чем вывести на орбиту даже десяток спутников.
Shell 1: как сейчас выглядит орбитальная группировка Starlink
Как работает спутник — простыми словами
Если с силой бросить камень, он не сразу упадет на землю, а пролетит вперед. Чем большую силу вы приложите, тем дальше он упадет. Если придать камню достаточную скорость, чтобы он полетел за горизонт, то он превратится в искусственный спутник Земли.
Радиоволны распространяются в атмосфере примерно со скоростью света. Это очень быстро, но даже им требуется какое-то время, чтобы пройти расстояние от передатчика до спутника, затем от спутника к наземной базовой станции и уже потом, по наземным оптоволоконным кабелям — к серверу, на котором находится сайт, который вы открываете.
Чтобы интернет «не тормозил», видео не «подвисало», игры «не лагали», необходимо чтобы обмен информацией происходил примерно за 50 мс. Значит, спутник следует расположить не далее, чем в 1000 км от поверхности Земли. Чем ближе — тем лучше. Орбита в 550 км подходит просто идеально.
Как летают спутники Starlink
Чтобы удержать спутник на высоте в 550 км, ему необходимо придать скорость в 7,7 км/сек (27 720 км/ч). Тогда полный оборот вокруг Земли он будет совершать всего за 91 минуту.
Для сравнения — современный авиалайнер Boeing 777 преодолевает путь в 5566 км из Лондона в Нью-Йорк за 6 часов 50 минут, а Спутнику Starlink для этого достаточно всего 12 минут.
Когда вы пользуетесь интернетом через терминал Starlink, вы контактируете с одним спутником всего лишь несколько минут. Не дольше, чем 4 минуты и 8 секунд. Потом он скрывается за горизонтом, а вы — переключаетесь на следующий. В ноябре прошлого года инженеры SpaceX сумели вдвое увеличить скорость передачи данных, просто оптимизировав этот процесс переключения.
Высокие скорости
Из-за огромной скорости спутников опасность столкновения превращается в огромную проблему. Каждый космический аппарат Starlink ориентируется, как автомобиль на Земле — по сигналу от спутников GPS. Поэтому центр управления SpaceX точно знает, что происходит на орбите и где находится каждый аппарат. Если потребуется — траекторию можно немного подкорректировать.
Но если два спутника столкнутся, появится огромное количество обломков. Даже совсем маленький кусок космического мусора, весом в 1 грамм, представляет серьезную угрозу для аппарата, несущегося на скорости в 27 720 км/ч.
Частая коррекция орбиты — не выход. Потому что для изменения курса, пусть даже небольшого, придется тратить драгоценное топливо. А его должно хватить на 8 лет эксплуатации. Если часто корректировать орбиту, топливо закончится раньше, спутник будет сведен с орбиты и ему на замену придется отправлять новый. Поэтому спутники в околоземном пространстве разнесены по высоте, плоскостям и наклонению орбиты.
Что такое Shell 1
Shell 1 или Слой 1 — это часть спутниковой группировки, работающая на одной высоте и с одинаковым наклонением орбиты. В данном случае − 550 км над уровнем моря и под углом в 53.0° к экватору.
Вот, как выглядят орбиты всех спутников, входящих в этот слой:
Вы, наверное, сразу заметили, что полярные «шапки» Земли остались непокрытыми. Илон Маск еще раньше запустил 10 спутников в Shell 4 − на орбиту 560 км, под углом в 97.6° к экватору.
Поэтому уже сейчас Starlink покрыл всю поверхность Земли.
Весь Слой 1 поделили на условные 72 плоскости и в каждую из них запустили по 33 спутника. Всего нужно было отправить в космос 1584 аппарата. Но, чтобы избежать возможных проблем, Маск решил увеличить это число до 1725.
По состоянию на конец мая 2021 года, в Shell 1 находится 1625 рабочих спутников. И еще 100 аппаратов считаются нерабочими. Часть из них не сумела выйти на орбиту, другие еще находятся в процессе подъема или не отвечают на сигналы. Но, в любом случае, Илон Маск даже перевыполнил план. У него в первом слое находится 41 запасной спутник, готовый в любой момент заменить своего «коллегу», вышедшего из строя.
Для сравнения: в орбитальной группировке Iridium, единственной, на сегодняшний день, имеющей рабочее покрытие над всей поверхностью Земли, работает только 82 аппарата. Из них: 76 − рабочие и еще 6 − запасные.
Что получили пользователи
Теперь SpaceX может строить базовые станции в любой точке мира и буквально за считаные дни предоставлять местным жителям широкополосный доступ в интернет. Создав глобальное покрытие для своей спутниковой группировки, Илон Маск получил весомое моральное преимущество перед своими конкурентами. И создал отличные позиции для начала переговоров с местными регуляторами.
Первыми доступ к Starlink получили индейские резервации в отдаленных регионах США. Теперь по этому пути могут пройти затерянные в океане острова, такие как Питкэрн или Остров Святой Елены. Высокогорные поселения, например, в Тибет или Памир. Или затерянные в джунглях деревни, скажем, расположенные в верховьях Амазонки.
Планы SpaceX
Очевидно, Илон Маск будет ждать запросы от властей. Чтобы получить от них гранты или прямое финансирование на развертывание базовых станций и производство пользовательских терминалов.
На данном этапе SpaceX не могут начать массовое подключение пользователей. Во-первых, на орбите все еще мало спутников для того, чтобы обслужить много абонентов в одном регионе. Во-вторых, — себестоимость терминала все еще высока для массовой продажи. SpaceX платит не менее $2000 за комплект. А продает их по $499. Поэтому получение финансирования от властей выглядит вполне логичным и правильным.
Что дальше?
Вся красота инженерного замысла Илона Маска и его команды, видна в этой таблице:
Всего в первой фазе планируется запустить 4396 спутников, а во второй − 7518. Вместе получается 11 914, не считая резервных. Половина космических аппаратов должна оказаться на орбите уже в 2024 году. А завершение всего проекта запланировано на ноябрь 2027.
Как видно из таблицы, первый слой − лишь капля в море амбициозных планов Илона Маска. Но сомнений в том, что ему удастся завершить проект полностью, уже почти не осталось.
Второй слой первой фазы
Этот сегмент спутниковой группировки почти что в точности повторяет первый слой. То есть он нужен для того, чтобы удвоить пропускную способность. Чтобы в тех регионах, где уже есть базовые станции, можно было подключить больше пользователей.
Местные жители уже будут знать, как работает Starlink и что можно ожидать. Параметры доступа (скорость загрузки и выгрузки, время задержки) скорее всего, не изменятся.
Третий слой первой фазы
Нужен для того, чтобы «закрыть бреши» в первых двух слоях. Возможно, в этом слое будут использоваться спутники, способные обмениваться информацией посредством передачи данных через лазерный луч.
Возможно, эти спутники будут использоваться для предоставления «премиум» услуг. Например, обеспечат доступ для очень малого количества пользователей по всему миру. Или же помогут SpaceX улучшить покрытие в регионах с большим спросом.
Четвертый слой первой фазы
Тут все понятно. Эти космические аппараты необходимы для того, чтобы покрыть высокие широты обоих полушарий. Пользователей в Арктике и Антарктике живет и работает совсем мало. Но именно тут − самый большой спрос на высокоскоростной спутниковый интернет.
На данный момент SpaceX запустила в четвертый слой только 10 спутников. Для того чтобы протестировать работу системы в высоких широтах. И чтобы можно было отрапортовать всему миру о создании глобального покрытия.
Вторая фаза
Первая фаза рассчитана на предоставление доступа в интернет в тех местностях, где нет других дешевых подключений. Тут SpaceX конкурирует только с другими спутниковыми операторами.
А вторая фаза − это уже выход на массовый рынок. То есть, Starlink начнет конкурировать с сотовыми и кабельными операторами.
В первой фазе все спутники работают в Ku (12-18 ГГц, длина волны — 2,5-1,67 см) и Ka (26-40 ГГц, длина волны — 11,1-7,5 мм) диапазонах. Космические аппараты второй фазы переходят в V диапазон, 40-75 ГГц, длина волны — 7,5-4 мм. И это уже интересно.
Wi-Fi с орбиты
Впервые V диапазон в 1995 году использовали ВВС США для построения перекрестной связи между спутниками в своей группировке. Эксперимент признан успешным. На частоте 60 ГГц можно передавать большие пакеты данных на высокой скорости не боясь, что их перехватит противник. Радиоволны идут «узким пучком».
Возникла лишь одна проблема. Радиоволны на частотах около 60 ГГц попадают в спектральную линию поглощения кислорода. То есть, атмосфера Земли, богатая кислородом, «поглощает» радиоволны. Для военных спутников это хорошо − радиообмен между ними практически невозможно прослушать с Земли. А для бытовых устройств попадание в спектральную линию стало большой проблемой.
Поэтому диапазон скоро начали использовать только для построения Wi-Fi сетей с малым радиусом действия. На 60 ГГц передавали до 7 Гбит/сек, но только на небольшие расстояния. В конце прошлого века технологии так и не смогли преодолеть барьер в 10 метров для бытовых устройств. Диапазон оказался никому не нужен.
Поэтому государственные регуляторы радиочастотных ресурсов забыли про V-band. И в XXI веке оказалось, что почти во всех странах мира для работы на 60 ГГц не нужно получать лицензию. И в США тоже не надо.
Поэтому почти все компании, запускающие в космос спутники, начиная от Boeing и telesat, заканчивая Starlink и OneWeb объявили о планах работать в V-диапазоне.
Мечты сбываются
То, что еще вчера казалось невозможным, сегодня превращается в обыденность. Похоже, что инженерам удалось решить проблему радиообмена между спутником и Землей в V-диапазоне. Это означает, что Starlink таки сможет реализовать мечту среднестатистического пользователя.
Спутниковым интернетом можно будет пользоваться прямо с мобильного устройства. Это будет похоже на Wi-Fi сеть, покрывающую всю поверхность планеты Земля.
Построение сети Starlink предположительно завершится к концу 2027 года. То есть, нам осталось ждать около шести лет.
Теперь понятно, почему Илон Маск говорил про третью фазу и запуск более 40 000 спутников. После завершения второй фазы (12 000 космических аппаратов на орбите) мобильный интернет из космоса можно предоставить сравнительно небольшому количеству пользователей. Двум-трем десяткам миллионов.
А по мере увеличения количества спутников стоимость устройств, подключения и ежемесячной абонплаты будет падать. И количество пользователей, которые смогут позволить себе подключиться к Starlink, будет расти.
Каждый из нас сможет пользоваться спутниковым интернетом со своего смартфона. И эта услуга вряд ли будет стоить дороже, чем доступ в сетях 5G или по оптоволоконному кабелю.
Google смотрит в будущее и заключает договор со SpaceX об использовании Starlink
В поисковой корпорации поняли, какие возможности открывает проект Илона Маска. Поэтому в середине мая «облачное» подразделение Google объявило о победе в тендере и заключении сделки со SpaceX.
Со своей стороны Google предоставит доступ к собственной оптоволоконной сети (одной из крупнейших в мире). То есть, сигнал со спутника Starlink будет «опускаться» на Землю и далее идти к серверам по оптоволоконным кабелям Google.
А SpaceX разместит свои наземные базовые станции в дата-цетрах, принадлежащих Google.
Таким образом, мы еще быстрее сможем открывать Таблицы или Документы Google, загружать видео из YouTube или пользоваться другими сервисами корпорации.
Больше всех от сделки выиграют простые пользователи. Если Starlink будет работать только с Google, то у Amazon и Microsoft просто не останется другого выхода. Компаниям придется строить свои спутниковые группировки. Значит, конкуренция на рынке сильно возрастет. А стоимость доступа к спутниковому интернету — упадет.
Starlink таки сможет реализовать мечту среднестатистического пользователя.
Спутниковым интернетом можно будет пользоваться прямо с мобильного устройства.
///
простите, а зачем среднестатистическому пользователю, если он не шпион и не в тайге, мечтать о спутниковом интернете прямо с мобильного?
ну например чтобы смотреть не только те сайты, что ему разрешил товарищ майор?
поражает насколько люди не изучают детали
Starlink не обеспечивает передачу сигнала между спутниками по космосу, это тупо ретранслятор, в переделах видимости спутника должен быть и абонент и базовая станция. Эти базовые станции надо ставить не 1-2 на страну, а ячейка базовой станции всего на несколько сотен километров (где-то даже читал, что каждые 150 км надо ставить)
То есть никакой речи не идет о доступе к сайтам мимо "товарища майора", это бред.
И вообще странное решение пускать это через спутник, а не ставить например WiMax базовые станции, которые тоже дальнобойные и система будет на порядки дешевле.
Спутниковым интернетом можно будет пользоваться прямо с мобильного устройства.Это тоже маркетинговый булщит и игра словами. Под мобильными устройствами сейчас понимают смартфоны и планшеты, но для старлинка нужна антенна, она размером с коробку пиццы, никто не сможет таскать ее в кармане.
Ну и вообще доставляет, как люди думают, что в США цензура менее тоталитарная, достаточно вспомнить приключения мистера Дональда Трампа, как ему разом обрезали все средства общения.
1. У Starlink связь между спутниками в процессе внедрения, в спутники, которые будут покрывать полярные области такая фича уже встроена и тестируется.
2. WiMax - это провальная технология, которая не может конкурировать даже с LTE b нифига не дальнобойная.
3. У Трама даже сайт никто не выпилил, а право прекратить предоставлять услуги клиенту, который всех задолбал - есть величайшее из прав в капитализме, где нет левацких приколов.
1. Сильно далекая перспектива и никто не говорит, какая там будет пропускная способность, очевидно, что речи о конкуренции с океанскими подводными кабелями там не идет.
2. С чего это она провальная? WiMax вполне себе работает и дальнобойный. Что он мало кому нужен из-за повсеместного 3G/4G – ну, а кто сказал, что Старлинк будет востребован? Он может стать таким же "неуловимым Джо"
Но в отличии от Старлинка WiMax это реально мобильная технология и ее можно встроить в планшет и мобильник, что уже делали.
3. Про "левацкие приколы" – вообще поржал, учитывая, что американские соцсети как раз срослись с леваками и банят республиканских политиков. Про их независимость можете рассказывать сказки другим.
1. Никто не собирается конкурировать с кабелями, речь идет о том, чтобы дать доступный интернет в местах, куда он добраться не может.
2. Он почти везде свернут и выкинут на помойку истории. Старлинк уже имеет клиентов поболее, чем большинство wimax сетей.
3. Левацкая чушь поразила мозги всех, всключая инфантильных республиканцев. Если какой-то чегевара начнет мне указывать, что я не имею права выгнать нахрен охамевшего клиента - я его в гавно сотру.
4. Напомните, забанили сайт Трампа или нет? Если нет, то почему он не мог поднять у себя Mastodon? Ума нет? Денег мало на спецов? Инфантильная левизна, что кто-то ему чего-то обязан?
Еще раз, WiMax можно встроить в мобильные устройства, а Старлинк – нет.
Что он мобильный – это маркетинговый булщит.
wimax в большинстве случаев - это стационарная дура, ибо роуминг они так и не осилили. уже никто не выпускат под него чипсеты, хоть одну живую сеть назовете?
Что сейчас им мало пользуются я уже сказал почему – его 3G/4G заменил.
Но для мало доступных районов это решение как раз на уровне Старлинка, которому тоже нужны БС, и оно на порядки дешевле.
Не осилили роуминг, поэтому давайте теперь спутники запустим, авось там осилим? )) какая-то странная логика.
Что сложного в роуминге?
Т.е. ни одно сети не назовете? Закопайте уже стюардессу, она умерла.
Для начала напишите радус одной БС, а потом поговорим. И как ее подключать к сети - тоже интересно послушать. И где брать абонустройства.
Ну вы же не помогли роуминг отладить в wimax, ваш гениальный разум почему-то не посчитал задачу достойной. В итоге он проиграл войну LTE.
Вернитесь в мир живых, тут все давно поменялось с тех пор, как умерла последняя сеть wimax.
Вы занимаетесь демагогией, причем тут названия сетей?
Технология есть и она рабочая.
Телефон со встроенным WiMax был еще в 2008
https://web.archive.org/web/20081122174257/http://www.htc.com/www/press.aspx?id=76204&lang=1033
а теперь назовите телефон со Старлинком ) такого нет и не будет, тупо из-за ограничений технологии
Каких таких ограничений технологии? Вы похоже не понимаете о чем пишите.
Ограничения элементарные – Старлинку нужна большая тарелка с фазированной антенной решеткой. В мобильник ее не засунуть.
Вы похоже не понимаете о чем пишите.скорее вы не понимаете, раз у вас вопросы какие там ограничения
как и многие тут, кто пишет, что будут в отпуске через Старлинк сидеть)
люди приняли маркетинг про мобильный интернет за чистую монету, по сути это обычный спутниковый интернет, который уже лет 20 есть и который не особо востребован,
если не считать суда и разные корпоративные решения, но Старлинк для судов и так работать не будет, там не будет БС рядом, то есть он даже проигрывает существующему спутникому интернету )
Я то как раз понимаю. Фразированная решетка нужна исключительно для усиления сигнала и для достижения заявленных скоростей. Нет никаких технических требований, чтобы это была именно ФАР или АФАР.
Отличие от предыдущих систем в орбите. 600 км и 40к км - это две большие разницы.
Извините, но вы пишете полную чушь.
ФАР нужна, потому что спутники двигаются и надо формировать луч, который следует за спутником.
Это не геостационарные спутники, они не неподвижны.
Если сделать без ФАР, то тарелка должна будет постоянно менять свое направление, что потребует сложный привод и автоматику.
Насчет размера тарелки. Это принципиальное ограничение. Нельзя добиться нормальной скорости передачи с маленькой антенной, посмотрите какая скорость у Иридиумов например (176-704 Kbps)
Пожалуйста, успокойтесь. Следить лучил за спутником нужно для усиления сигнала. Никто не мешает вам принимать сигнал на всенаправленную антенну на земле. В теории. Просто сигнал будет слабее.
Скорость будет сильно ниже кто ж спорит. Но канал связи симметричен. В том смысле, что выделив больше лучей или энергии на спутнике мы можем дать допустим +10db, то это тоже самое, что дать 10 db антенной на земле.
Я спокоен )
я вам привел пример ненаправленной антенны (Иридиум) и какие там скорости
ФАР нужен для узкой диаграммы направленности и нужного отношения сигнал/шум, если вы говорите, что ФАР не нужна и как-нибудь можно обойтись без всего вот этого, ты вы полностью не в теме
Даже устаревший Иридиум доказывает, что никакой технической проблемы нет. Да, скорости будут ниже. Но это может решаться за счёт большей энерговооружённости спутника.
Я явно в теме больше вас. Ну собственно прочитайте, что я написал выше. Луч нужен для усиления сигнала. Всенаправленная антенна даст 3дб на приём, а луч может дать 10 или больше. В этом и разница. Но ничто не мешает мне работать с старлинком всенаправленной антенной. Чисто теоретически. Качеством связи будет хуже да.
Ну если вас скорости Иридиума устраивают, тогда да, можно в сотовый впихнуть.
Но Старлинк заявлен под широкополосный интернет. Этого нельзя добиться ненаправленной антенной. Они эту тарелку-бандуру сделали не потому что они дураки и не знают, что можно было без нее обойтись.
Чисто теоретически этого добиться можно уже сейчас. Если 1 спутник будет обслуживать 1 абонента например. Вы же писали про техническую невозможность. Так вот вы ошибаетесь. Технически это возможно. Экономически при нынешних технологиях наверное не особо оправдано.
зачем разводить демагогия про сферических коней в вакуме?
Вы же писали про техническую невозможность. Так вот вы ошибаетесь.Я писал, что технология Старлинка не позволит запихнуть антенну в телефон, и это правда.
Вы пишите про какие-то мифические спутники с бесконечной энергетикой, которых нет в природе.
Бесконечная энергия не нужна. Достаточно уже того, что есть. Ваши попытки соскочить с того , что вы писали раньше не особо интересны.
да неужели, тогда дайте пример такого спутника, где есть широкополосный интернет без узконаправленной антенны
Ваши попытки соскочить с того , что вы писали раньше не особо интересны.ваша демагогия про сферических коней в вакуме не особо интересна
Ну так проходите мимо тогда. Не вижу смысла продолжать этот бесполезный спор.
Я же говорю что вы демагогией занимаетесь
Я просто попытался объяснить вам как оно на самом деле. Чтобы вы судили о вопросе не по каким-то обрывкам своих знаний, а по тому как оно есть на самом деле.
Но если вам интереснее упорствовать, то это безусловно ваше право.