Если вы еще не слышали, идет новая космическая гонка. Цель состоит в том, чтобы вывести «еще 3 миллиарда» людей, которые не имеют доступа в Интернет, с помощью огромных группировок широкополосных спутников, число которых исчисляется тысячами. Лидерами этого проекта являются Starlink и OneWeb SpaceX, бывшие соавторы, чьи попытки вывести сеть на орбиту превратились в соперничество, которое разворачивается в петициях FCC и острых обменах в Twitter. Напряженность понятна, учитывая ставки. Для OneWeb глобальное внедрение космического Интернета имеет решающее значение для существования компании; для SpaceX это ключ к финансированию амбиций Элона Маска на Марс.
Обе компании вывели свои первые спутники на орбиту в прошлом году, но в 2020 году все станет серьезно. В феврале OneWeb запустит партию из 34 интернет-спутников, чтобы довести общее количество до 40, и в будущем году ожидается больше запусков. SpaceX уже имеет 122 спутника Starlink на орбите и планирует сделать 24 запуска Starlink в этом году с 60 спутниками на партию - начиная с сегодняшнего дня.
До сих пор SpaceX и OneWeb использовали свои интернет-спутники только для тестирования (или твиттера, в случае Маск), но SpaceX говорит, что в воздухе будет достаточно птиц, чтобы к лету начать предоставлять интернет-услуги. OneWeb заявляет, что к концу года ее созвездие будет предлагать ограниченное обслуживание.
Конечно, в космическом интернете нет ничего нового. Такие компании, как Viasat, HughesNet и Iridium, уже несколько десятилетий проливают дождь на землю. Но следующее поколение интернет-спутников обещает быть намного быстрее, чем его предшественники, и сделать мемы доступными в любой точке планеты, переосмыслив внеземные сети.
Неважно, от кого вы получаете спутниковый интернет, основы системы одинаковы. Пользователь отправляет пакеты данных от антенны в своем доме к спутнику, который ретранслирует эти пакеты на наземную станцию на Земле. На этом этапе космические данные передаются по оптоволоконным кабелям глобального интернета, как и любые другие данные. Как только он достигает пункта назначения, скажем, облачного сервера Google, новый пакет данных отправляется обратно на наземную станцию, передается на спутник, а затем возвращается обратно к дому пользователя.
Два крупнейших провайдера спутникового интернета в США, HughesNet и Viasat, используют спутники размером с автомобиль для предоставления своих услуг. Они находятся на геостационарной орбите, что означает, что они всегда остаются в одном и том же положении относительно поверхности Земли и имеют сотни гигабит в секунду пропускной способности сети. Преимущество такого подхода заключается в том, что один спутник может предоставлять интернет-услуги для всего континента. Недостатком является то, что для прохождения 22 000 миль от Земли требуется почти полсекунды. Это может показаться немного, но примерно в 10 раз больше, чем у кого-то, использующего оптоволоконный интернет. Это достаточно быстро для потоковой передачи Netflix, но не достаточно быстро, чтобы получать удовольствие от игр.
Альтернативным подходом SpaceX и OneWeb является созвездие, которое выводит сотни или тысячи спутников на орбиты всего в нескольких сотнях миль над Землей. Чтобы получить полное покрытие, спутники разбросаны между несколькими дюжинами колец вокруг Земли. Например, из первых 1500 спутников Starlink партии по 22 спутника будут занимать 72 разные орбиты на высоте 340 миль; Спутники OneWeb будут занимать 12 колец, с 49 спутниками на кольцо на 745 миль вверх.
«Новые космические компании не основаны на невероятно новых технологиях», - говорит генеральный директор Iridium Мэтт Деш. «Они на самом деле просто берут геостационарные спутники с сотнями лучей и разбивают их на сотни спутников на низкой околоземной орбите».
У этого подхода есть свои проблемы. Во-первых, огромное количество спутников поражает. Starlink SpaceX будет иметь около 12 000 спутников, а первоначальное созвездие OneWeb будет иметь 648; для сравнения, сейчас на орбите всего около 2000 действующих спутников. С сегодняшним запуском Starlink SpaceX превзойдет компанию по съемке изображений Planet в качестве оператора крупнейшего в мире спутникового парка. Астрономам не потребовалось много времени, чтобы понять, что спутники SpaceX отражают много света и могут испортить ночное небо для наблюдений. (SpaceX заявляет, что работает над решением этой проблемы, и последняя партия спутников Starlink будет тестировать антиотражающее покрытие.)
Другая проблема заключается в том, что отдельный спутник может «видеть» гораздо меньшую часть поверхности Земли по сравнению с геостационарным спутником, а это означает, что система использует гораздо больше наземных станций для подключения спутников к глобальной сети Интернет. Действительно, следующему поколению спутников Viasat потребуются «сотни» наземных станций для достижения глобального покрытия широкополосной связи, но SpaceX недавно представила заявку FCC для до 1 миллиона наземных станций.
В результате уменьшается задержка, потому что сигналы между терминалом клиента и спутником должны проходить всего несколько сотен миль, а не несколько тысяч. В сочетании с улучшением скорости загрузки - ожидается, что и OneWeb, и SpaceX будут обеспечивать скорость около 50 мегабит в секунду, что сравнимо со средней скоростью Интернета в США, - обещание состоит в том, что вы наконец-то сможете играть в Fortnite из космоса.
Остается увидеть, как SpaceX и OneWeb обрабатывают терминалы, которые являются физическим интерфейсом между клиентом и спутниками на орбите. Обе компании планируют использовать в своих терминалах антенны с фазированной решеткой, которые создают управляемые лучи радиосвязи, не требуя перемещения самих антенн. Это позволяет терминалу отслеживать спутники, когда они летают над головой, и плавно передавать сигналы между ними.
Ни SpaceX, ни OneWeb не прокомментируют свои терминалы, но эти антенны размером с коробку для пиццы будут иметь решающее значение для успеха их бизнеса спутникового интернета. По словам Desch Иридиума, именно переоцененные, громоздкие терминалы в конечном итоге привели к падению Globalstar, пионера телекоммуникационных спутниковых группировок в 90-х годах. Подобная участь может подождать SpaceX или OneWeb, если их терминалы слишком дороги или сложны для установки клиентами.
«Нам еще многое предстоит сделать, чтобы сделать это правильно», - заявил в октябре журналистам президент SpaceX Гвин Шотвелл о терминалах Starlink. «Чем больше мы занимаемся разработкой пользовательского терминала, тем меньше людей нам придется нанимать. Зная Элона, он хочет, чтобы все было красиво, поэтому пользовательский терминал будет красивым ».