США: «Контролировать весь мир из космоса и управлять»

В прошлый раз мы рассказывали о космических проектах, в рамках которых инженеры развертывают глобальные системы распределения криптографических ключей. Сегодня продолжим тему и поговорим о спутниковом интернете — о последних майлстоунах компаний, выводящих аппараты на орбиту, и потенциальных трудностях (в том числе, связанных с регулированием).

Перспективы спутникового интернета

Эта идея сама по себе не нова — в 90-х годах сразу несколько компаний запускали десятки спутников. По словам профессора аэронавтики Оливье де Века (Olivier de Weck) из MIT, большую часть проектов свернули из-за отсутствия спроса. С тех пор ситуация изменилась — всемирная сеть стала неотъемлемой частью нашей жизни. Однако примерно половина жителей сельских районов Индии, Китая, Бразилии, Японии, Германии, России, США и Великобритании до сих пор не имеет доступа к сети. И проекты подобные Starlink и OneWeb могут решить эту проблему.
Илон Маск на недавней конференции Satellite 2020 рассказал, что Starlink не будет конкурировать с крупными телекоммуникационными компаниями. Основными клиентами сервиса станут 3–4% населения планеты, проживающие в труднодоступных местах, где нет наземных линий связи. При этом скорость доступа к сети будет достаточно высокой. Та же OneWeb обещает пропускную способность в 10 Тбит/с.

Интернет из космоса. Зачем и кому это нужно?

Интернет из космоса. Зачем и кому это нужно?

Нужно больше спутников

Иногда кажется, что на орбите должно быть уже очень много постоянно работающих космических аппаратов. Ракеты в последнее время стартуют, едва ли не раз в два-три дня, выводят за раз много, иногда больше сотни спутников. Сколько же там всего накопилось космических аппаратов?

На самом деле не так и много. Согласно данным Управления Организации Объединенных Наций по вопросам космического пространства, в настоящее время в космосе на орбите Земли работает чуть меньше двух тысяч спутников. Всего же в космосе находится около 4900 космических аппаратов, это накопилось за все время изучения космоса. Да, некоторые со временем приближались к Земле и сгорали в плотных слоях атмосферы, но большинство до сих пор так и летает в пространстве.

Теперь представьте, в настоящее время около двух тысяч работающих спутников используют все страны, а компания SpaceX предлагает по проекту Starlink запустить около 12 тысяч спутников. В шесть раз больше чем используется сейчас. Зачем?

Интернет из космоса. Зачем и кому это нужно? | Изображение 1

Компания планирует с их помощью обеспечить весь мир дешевым и быстрым интернетом. А где интернет, там и голосовая связь, больше не надо будет зависеть от вышек сотовой связи — позвонить или выйти в сеть можно будет в глухой тайге и африканской пустыне.

Да, в настоящее время есть действующие системы спутниковой связи, но для их работы используется гораздо меньшее количество спутников. Например, система Iridium обеспечивает связь по всему миру, используя лишь 66 работающих аппаратов. Но у этой системы количество абонентов лишь недавно перевалило за отметку в 500 тысяч человек, связь достаточно дорогая и используют ее в основном на торговых и пассажирских судах.

Если же нужно обеспечить связью несколько миллиардов человек, то и спутников должно быть гораздо больше.

Три проекта

Всего в настоящее время в мире есть три проекта по созданию больших спутниковых группировок. Два глобальных и один локальный, рассчитанный на отдельную страну. Глобальные — это Starlink (12 тысяч спутников) от компании SpaceX (именно той, под управлением миллиардера Илона Маска, что научилась запускать ракеты Falcon 9 и возвращать на землю их первые ступени) и проект OneWeb (700-1000 спутников) от британской компании, заручившейся финансовой поддержкой множества крупных корпораций.

Особняком стоит российский проект «Сфера» (600 спутников), о создании которого было объявлено только в марте 2020 года. По планам создателей «Сфера» обеспечит полное мировое покрытие, но создается в основном для жителей России. Есть слухи о подобном китайском проекте, но как это принято в Поднебесной, до начала реализации проекта информации о нем практически нет.

Все проекты находятся на различных стадиях создания, пока ближе всех к реализации именно One Web, у него уже готова часть космических аппаратов, заключены контракты на их доставку на орбиту. Основным доставщиком должен стать российский Роскосмос. Предполагается, что он запустит 21 ракету «Союз» и от пяти до 13 ракет «Протон», чтобы вывести в космос более 800 аппаратов.

Интернет из космоса. Зачем и кому это нужно? | Изображение 2

Из 800 спутников 672 будет выведено «Союзами» по 32 аппарата за запуск, а сколько спутников за раз будет выводить «Протон», пока информации нет.

Проект Starlink немного отстает. В 2020 году были запущены два тестовых спутника, которые показали свою работоспособность, но когда начнется массовый вывод на орбиту и сколько в настоящее время уже готово аппаратов, неизвестно. Есть данные, что компания SpaceX начнет выводить их в космос уже с конца 2020 года, но пока подтвержденных дат нет, да и займет это гораздо больше времени, учитывая небывалый размах в 12 тысяч космических аппаратов.

С российским проектом пока все грустнее, есть только заявления о необходимости его создания. Не выделено финансирования, не определены точные даты, но что еще хуже — нет внятной бизнес-модели. Продавать недорогой спутниковый интернет по миру — это логично, а делать мировую сеть для использования в России, звучит не очень.

Глава Роскосмоса Дмитрий Рогозин только еще больше запутал ситуацию, рассказав, что спутники российской «Сферы» будут заниматься дистанционным зондированием Земли, съемкой поверхности для подсчета деревьев в российских лесах и точного определения границ земельных участков.

OneWeb против ФСБ

Совсем недавно представители ФСБ заявили, что система OneWeb несет угрозу национальной безопасности России и может быть использована для разведки. Подобные заявления и изменения в законопроект «О связи» ставят под удар не только наличие в России спутникового интернета, но и очень важный и нужный заказ для Роскосмоса на запуск такого большого количества спутников.

2 ноября 2020 года российские чиновники укрепили свою позицию в будущем споре с OneWeb и другими подобными организациями. Минкомсвязи России запустило законопроект «О внесении изменений в статью 71 Федерального закона „О связи“», все изменения как раз и направлены на запрет ввоза в Россию и использования абонентских терминалов для пользования зарубежным спутниковым интернетом.

Дело в том, что если российские провайдеры связи и интернета будут исполнять закон Яровой и сотрудничать с органами, то для находящихся в Великобритании или США головных компаний проектов спутникового интернета это будет сделать проблематично. Что, по мнению ФСБ, сильно ухудшит ситуацию с безопасностью в стране.

Причем, как уверяют представители OneWeb, запрет не повлияет на возможность в России пользоваться интернетом, все необходимое для приема наземное оборудование может быть размещено вне границ Российской Федерации. Пока не ясно, как будут действовать российские органы в такой ситуации, а также получится ли у Роскосмоса отвоевать свой контракт. Скорее всего, об итогах противостояния мы узнаем уже в ближайшее время.

Спутниковый интернет — как это будет

Пока нет точных данных, как именно будет реализовываться использование интернета в разных проектах. Можно лишь предположить, основываясь на уже использующейся системе Iridium. Оборудование будет состоять из двух частей — спутниковой орбитальной группировки и наземных станций, служащих для перераспределения и обработки сигналов. При этом наземных станций предполагается немного, OneWeb объявила, что для покрытия России интернетом хватит станций, расположенных в Норвегии, Казахстане, Италии и США.

Для того, чтобы пользоваться интернетом, нужен будет или специальный блок-роутер, подключающийся к компьютерам и мобильным устройствам, или впоследствии в устройства будут добавлены специальные чипы для связи со спутниками, как это происходит сейчас с устройствами, использующими спутниковые сигналы для определения координат (GPS, ГЛОНАСС). Сколько будет стоить интернет и какая будет пропускная способность у устройств, пока не известно. Впрочем, ждать осталось недолго, будущее уже совсем рядом.

Сеть дальней космической связи[ | ]

Расположение основных антенн DSN, вид с северного полюса. Любой КА на расстоянии более 30 000 км от поверхности Земли находится в поле зрения как минимум одного из комплексов DSN.
Сопровождение аппарата в межпланетном пространстве отличается от сопровождения на околоземной орбите. Межпланетный космический аппарат во время большей части своей миссии имеет прямой контакт с центрами управления на земной поверхности, и для связи с аппаратом достаточно небольшого количества наземных станций с широким охватом. Сеть НАСА использует лишь три основных комплекса, но в них установлены очень большие антенны, сверхмощные передатчики и сверхчувствительные приёмники.

Граница межпланетного пространства определяется двумя разными способами. При первом аппарат находится достаточно далеко от Земли и должен попадать в поле зрения одного из комплексов. Такая дистанция составляет примерно 20 — 30 тысяч км от Земли. Этот метод использовали в первые годы после создания DSN и в рамках программы Аполлон[1]. Второй способ более современный, он используется Международным союзом электросвязи, который определяет разные полосы частот для глубокого космоса и вблизи Земли. В соответствии с его определением, дальнее космическое пространство начинается на расстоянии 2 млн км от поверхности Земли[2]. В частности, это означает, что расстояние до Луны и точек Лагранжа L1 и L2 системы Земля — Солнце считается ближним космосом и на нём нельзя использовать частоты глубокого космоса.

Что станет представлять собой сеть Starlink

Всего на орбиту Земли планируется вывести до 12 тысяч спутников весом плюс-минус 200 килограмм, которые, в отличие от спутников геостационарных, вращаются вокруг планеты на относительно малой высоте, что позволит сократить время задержки сигнала до 25 тысячных секунды. Такая задержка является вполне типичной для большинства американских кабельных провайдеров, что уже делает Starlink вполне конкурентоспособным. Схема расположения спутников предположительно станет представлять собой неравномерную ячеистую сеть, в которой каждый аппарат связывается с четырьмя другими посредством лазерных установок.

Первые спутники, однако, будут получать сигнал непосредственно с наземных дата-центров и только по мере увеличения числа выводимых на орбиту аппаратов компания пустит вход лазерные технологии. Это избавит от необходимости развертывания дополнительных наземных станций и на порядок увеличит скорость обмена данными, сократив ее примерно в два раза по сравнению со скоростями в современных традиционных сетях. Свою роль в увеличении скорости обмена данными должен сыграть и одноранговый тип сети, в которой каждый спутник является одновременно и клиентом, и сервером.

По словам самого Илона Маска, один спутник сможет обеспечить интернетом одновременно 40 тысяч пользователей, смотрящих видео в разрешении 4K. Цифры весьма приблизительные, поскольку речь по всей видимости идет о максимальном количестве пользователей, подключенных к мобильным станциям-трансиверам, преобразующим спутниковый сигнал в традиционный сетевой. Для сравнения, современные геостационарные спутники способны обслуживать немногим более тысячи наземных терминалов, к каждому из которых в свою очередь могут подключиться несколько сотен хостов.

Что станет представлять собой терминал от SpaceX, пока точно неизвестно, но если верить слухам, это будет небольшое, размером со сложенный ноутбук устройство, нечто вроде плоской спутниковой мини-тарелки, причем на каждую такую «тарелку» создатели проекта планируют выделять по гигабиту в секунду, чего вполне достаточно, чтобы обеспечить интернетом небольшой поселок городского типа. Да, стоит упомянуть, что без терминала не обойтись, подключиться к Starlink с помощью ноутбука или смартфона не получится, так как спутниковый интернет работает на частоте от 12 до 18 и от 26,5 до 40 гигагерц, тогда как привычный нам Wi-Fi основан на частотах 2,4 и 5 гигагерц.

[править] Примечания

  1. Откуда на МКС есть интернет? Или каким образом космонавты публикуют свои снимки в Instagram? (Андрей Бирюков, декабрь 2015 г., thequestion.ru)
Интернет в космосе относится к теме «Интернет»
Веб ( • • • ) • Блогосфера • Бан • Баннер • Браузер • Веб-сёрфинг • Видео (блоггер) • Викисреда • Изображения • Интернет-деньги • Интернет-реклама • Краудсорсинг • Онлайн-игры • Поисковая система • Пользователь • Хостинг • As We May Think • DNS • HTTP • FTP • Cookies • CMS • URL • Рунет (история) • Веб-камера • Геолокация • Геотаргетинг • Загрузка • Оверквотинг • Оффтопик • IRC • Копипаста • Межсистемность • Онлайн • Отключение • Оффлайн • Скачивание • Субкультура • Бизнес • Торговля • Конкуренция
МестаBooru • Архив • Блог • Веб-портал • Веб-служба • Веб-форум • Видеохостинг • Вики • Домен (Поддомен) • Имиджборд • Магазин • Новости • (СМИ) • Облако • Отвечальник • Персональный сайт • Рувап • Агрегатор (товаров) • Сервис • Сервис-провайдер • Сокращение ссылок • Соцсеть • Торрент • Форум • Фотохостинг • Файлообменник • Шокирующий сайт • Энциклопедия-луркмор
Известные сайты и сервисыAlexa • Башорг • Бобрдобр • Delicious • Demotivation.me • Dirty.ru • Facebook • Foursquare • FriendFeed † • Google • Instagram • Last.fm • RapidShare • Reddit • Twitter • Webmoney • Википедия • ВКонтакте • Живой Журнал • Лепрозорий • Луркоморье • Одноклассники • Хабрахабр • Яндекс • ImageShack • Mister Wong • Sci-Hub • Smi2.ru • • Фотохостинг Япикс
Известные людиАртемий Лебедев • Билл Гейтс • Брэд Фитцпатрик • Вэннивар Буш • Джимбо Уэйлс • Джулиан Ассанж • Игорь Ашманов • Сергей Брин • Стив Джобс • Марк Цукерберг • Миша Вербицкий • Ларри Пейдж • Павел Дуров • Эдвард Сноуден • 10 самых важных людей в сети • 33 перспективных россиянина
ПредставителиАдминистратор • Аноним • Зарегистрированный участник (Блоггер • Википедист) • Геймер • Ламер • Модератор (премодерация) • Моралфаг • Основатель • Платный аккаунт • Стример • Фолловер • Фрилансер
ОсновыАвторизация • Аккаунт • Виральность • Инвайт • Лулзы • Профиль • Личное сообщение • Пруфлинк • Рейтинг • Репрезентативность • Репутация • Звания • Цензура •‎ Регулирование •‎ Переписка •‎ Правила сайта •‎ Предупреждение • Смайлик (каомодзи) • Блокировка участника • Деструктивные действия • Интернет-зависимость • Информационный суверенитет • Мем • Семантическая паутина • Сленг • Троллинг • Удаление • Интернет-сообщество • Просмотры
Праздники и датыНовый Год • День защитника Отечества • Женский день • День смеха • День интернета • Пасха • День Победы • День знаний • Хэллоуин • День народного единства • Рождество • Каникулы
ПрочееВеликая Сеть • Виртуальная этнография (этничность) • Всемирный запуск IPv6 • Деревенский Интернет • Домашний Интернет • Закон Годвина • Интернет-археология • Интернет-историк • Интернет в космосе • Интернетология • История российского Интернета • Ностальгия по прошлому • Правила интернетов • Проекты об истории Рунета
Связанное• Голосование • • Жалоба • Интеллектуал • Краудфандинг • Мат • Приветствие • Рак • Рейтинг • Секс (виртуальный) • Травля • Файл • Флуд • Цитаты • iPhone • iPad
ИсследованияВосприятие творчества в цифровую эпоху • Задержка потребления контента

История

Предшественником DSN можно назвать сеть мобильных станций слежения, развёрнутых в январе 1958 года Лабораторией реактивного движения по заказу армии США в Калифорнии, Нигерии и Сингапуре для сопровождения первого американского спутника Эксплорер-1[3]. При этом НАСА была официально учреждена в октябре 1958 года для объединения разрозненных космических программ армии и ВВС США под началом одной гражданской организации[4].

3 декабря 1958 года Лаборатория реактивного движения, относящаяся к армии США, была передана НАСА и назначена на разработку программ исследования Луны и планет. Вскоре после этого НАСА разработала концепцию сети дальней космической связи, представляющей собой независимую систему, обслуживающую все межпланетные аппараты, что позволяет не создавать новую систему связи для каждого космического проекта. Исследования и разработки в этой области также были переданы под ведомство DSN; таким образом, эта организация стала мировым лидером среди производителей малошумящих приёмников, больших параболических антенн, систем сопровождения и управления, а также систем цифровой обработки сигналов и космической навигации.

Обычно самые большие антенны DSN задействуются только при чрезвычайных ситуациях. Для большинства космических аппаратов достаточно использования меньших (более экономичных) антенн, но при непредвиденных обстоятельствах может возникнуть проблема с питанием передатчика на корабле, либо необходимость абсолютно точно принимать каждое значение телеметрии. Наиболее известный подобный случай произошёл с кораблём Аполлон-13. Из-за проблем с питанием и невозможности использования основных антенн уровень сигнала оказался слишком низкий, что вынудило инженеров использовать крупнейшие антенны сети и радиотелескоп обсерватории Паркса в Австралии, и это в конечном счёте спасло жизни астронавтов. Сеть дальней космической связи НАСА также оказывает помощь другим космическим агентствам в случае чрезвычайных ситуаций. В частности, космическая программа SOHO была на грани срыва, но космический аппарат удалось спасти благодаря использованию крупнейших антенн DSN.

Орбитальная группировка Starlink

Что же такое Starlink? Это колоссальная спутниковая орбитальная группировка. Ее задача – предоставить доступ к глобальной сети Интернет любому абоненту в любой точке Земли. Тысячи спутников, распределенных нужным образом по околоземной орбите, будут иметь связь друг с другом. И передавать на Землю цифровую информацию с очень высокими скоростями. Практически в любой точке Земли всегда можно будет установить связь с любым из таких спутников. В том числе в тех странах и регионах, где сегодня есть проблемы с доступом к быстрому Интернету.

На самом деле инженеры SpaceX не изобрели велосипед. Идея спутникового Интернета отнюдь не нова. Одним из самых известных игроков на этом рынке является американская компания Iridium. Именно она впервые достигла технического успеха в этом направлении. На сегодняшний день орбитальная группировка Iridium насчитывает 75 активных КА (космических аппаратов). Интересно, что новое поколение спутников запускается именно SpaceX. Однако Интернет от Iridium дорогой, медленный и работает с большими задержками.

В настоящее время на орбите Земли работает около 1500 спутников. Кроме того, еще около 20 000 искусственных объектов летают там по известными орбитам. Это уже не функционирующие КА и обломки космического мусора разного размера. Но только представьте – в своей максимальной конфигурации спутниковая группировка Starlink будет насчитывать больше 40 000 спутников! Почему же их нужно так много? А вот почему: спутники системы Starlink будут вращаться вокруг Земли на высоте около 550 км. Это не намного выше, чем высота полета МКС – около 400 км. Поскольку высота невелика, покрытие поверхности Земли каждым спутником в каждый случайный момент времени будет тоже небольшим. Поэтому их нужно много.

Есть и еще две причины: во-первых, чем ближе спутники к земле, тем меньше задержка сигнала. Во-вторых, такая высота позволит производить утилизацию отработавшего свое спутника в атмосфере проще и дешевле.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 4 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: