Глобальный космический интернет

Илон Маск  готовит очередной прорыв. Мы об этом уже сообщали: планируется начать раздачу интернета с космической орбиты.

Но не ломится ли он в открытую дверь? Космос давно, многие десятилетия, используется для телекоммуникаций разного рода. Сигнал, который мы получаем на компьютер, смартфон, телевизор, сплошь и рядом проходит по крайней мере часть своего пути через космос. Спутники связи кружат над землей в количестве многих десятков, немало из них «висят» над экватором на геостационарной орбите, именно на них ориентированы миллионы антенн на балконах и стенах. То есть вроде бы всё схвачено, и непонятно, что же тут есть лакомого для Маска, да и не только для него?

Предложений получать интернет непосредственно со спутника – весьма немало. Любой, кто может разместить дома «тарелку», может заключить сравнительно недорогой договор на интернет, иногда совместно с телевещанием.

Как именно функционирует интернет, понимает мало кто, да, собственно, и зачем. Мы – пользователи. Между тем организация этой всемирной паутины – это гигантский, непрерывно совершенствующийся проект, стоящий сотни миллиардов долларов. Отметим лишь, что информация из сети, приходящая на наш дисплей, – это не непрерывный поток сигналов, как обычное аналоговое радио или телевидение, а их набор, упакованных в пакеты, которые добираются до нас разными хитрыми путями. Для нас, пользователей, самым главным является скорость работы интернета, то есть сколько информации мы можем получать или передавать за единицу времени. Мы платим за интернет-тариф, и чем выше скорость, тем дороже тариф.

Сегодня скорость передачи данных по кабельным сетям при использовании наиболее распространенных DSL-тарифов составляет, как правило, от 25 до 100 Мб/с при скачивании (download), и 5-20 Мб/с при передачe данных (upload), средняя скорость в мире составляет сегодня 6,3 Мб/с. Частным пользователям этого еще хватает, но индустрии, науке да и военным – уже нет.

Спутниковый интернет находится на том же скоростном уровне (50 и 10 Мб/с). А вот новый мобильный стандарт 5G – это уже другой порядок, до 10.000 Мб/с (10Гб/с), но... это относится к «воздушному» пути от антенны к антенне в пределах прямой видимости. Доступно это лишь на небольшом, в километры, удалении от антенной сети. А антенные станции связаны, естественно, кабелем, интернет-пакеты путешествуют по миру тоже по кабельным сетям.

Космические провайдеры, такие как Satinternet, skyDSL, Satsurf, Bo & Mia, Orbitcom предлагают сегодня частным пользователям альтернативу кабельному DSL, как правило, за несколько десятков евро в месяц, часто в одном пакете идут и интернет, и телевидение. Но городским жителям такие предложения чаще всего мало интересны, они окружены развитой кабельной и антенной инфраструктурой, это больше для жителей отдаленных районов.

Маск и Ко

Маск собирается организовать бесплатную раздачу интернета с орбиты, причем для всей планеты. Его проект Starlink уже находится в тестовой фазе. Еще несколько лет, и на орбите появятся около 12.000 спутников (сегодня в космосе 1.500 активных аппаратов), образующих гигантскую всемирную космическую сеть.

Скорость передачи данных согласно Маску может достичь 8 Гб/с, по сравнению с  1Гб/с, достигаемым при стекловолоконном кабеле. Но кабель ведь везде не протянешь, остаются огромные регионы, в частности в Африке, Азии и Латинской Америке. 57% населения земли вообще лишено интернета. В Мексике, например, далеко не самой отсталой стране, десятки тысяч школ не имеют доступа во всемирную сеть.

Итак, космический интернет обеспечит всемирное покрытие, он будет высокоскоростным, но есть еще один существенный плюс – малое по сравнению с другими вариантами время задержки сигнала. Это только в вакууме радиоволны распространяются со скоростью 300.000 км/с, в других средах эта скорость меньше, например, в стекловолоконном кабеле – в два раза. Но пакеты поступают не прямо от пункта к пункту, они неизбежно задерживаются на стыках кабелей и т.п. Расстояние от спутника на геостационарной орбите до пользователя на земле составляет обычно более 40.000 км, и его преодолеть – тоже требуется время. Считается, что задержка сигнала с геостационарных спутников достигает 700 миллисекунд, что исключает, например, видео-звонки или онлайн-игры.

Именно поэтому спутники Starlink будут размещены на двух низких орбитах, а именно 4.425 на орбиту с параметрами 1,15–1,32 тыс. км, и остальные на орбиту высотой около 350 км. Низколетящие спутники должны обеспечить густонаселенные районы, а спутники на более высокой орбите – все остальные. Реально скорость передачи данных будет составлять не ниже 1 Гб/с.

Начало проекта уже положено, а полностью ввести в действие свою группировку Маск рассчитывает в 2024 году.

В прошлом году были выведены на орбиту два экспериментальных спутника, а в этом – целых 60, каждый весом в 227 кг, причем одним запуском. И это только начало, дальше запуски должны происходить в сумасшедшем темпе, и тут в полной мере проявятся достоинства ракет Falcon 9 – дешевизна, многоразовость, малый межпусковой период. Инвестируя в Starlink 10 миллиардов, Маск рассчитывает получить 40, и не скрывает, что эти средства будут направлены на его фантастический марсианский проект.

Интернет от Mаска будет бесплатным, а вот в его прием придется все же вложить деньги: около 200 долларов будет стоить спутниковый терминал – устройство с неподвижной антенной (фазированная решетка), которое будет получать и передавать сигналы. Он будет, возможно, транспортабелен (машина, лодка...), но точно не переносным.

Конкуренты и противники

Маск не одинок. Уже немало лет успешно работает компания спутниковой телефонии Iridium, Space X Маска сам запускал их новейшие спутники Iridium NEXT. Iridium располагает группировкой из 70 аппаратов и предлагает  широкополосный интернет, но... дорогой и медленный (128 Kб/с).

Проект OneWeb из Англии, как полагают многие, более реален и перспективен, чем Starlink. В него уже инвестировано около двух миллиардов, первые шесть тестовых спутников были выведены на орбиту российским «Союзом» с космодрома Куру, а следующие 34 последуют в декабре.

Спутник OneWeb

Основной участник проекта – европейский Airbus, который развернул поточное производство своих легких (150 кг) спутников в Тулузе, а в будущем их будут производить в США совершенно бешеными темпами – 15 аппаратов в неделю, и с такими же темпами запускать. Для запуска будут использованы «Союзы» с разных космодромов (уже зарезервирован 21 запуск), новейшие ракеты Ariane 6 и, возможно, легкие ракеты воздушного старта фирмы Virgin Orbit. Всего запланировано 650 низкоорбитальных спутников.

Соответственно предполагается и создание наземной инфраструктуры с терминалами, однако, в отличие от Starlink, английский проект больше ориентирован не на отдельных пользователей, а на провайдеров, через которых можно будет как обычно выходить в интернет.

Еще один потенциальный конкурент – Джефф Безос, глава Amazon и самый богатый человек в мире. Среди его объявленных проектов – Kuiper, группировка из 3.236 низкоорбитальных (600 км) спутников также с целью создания глобального интернета, которым будет охвачено 95% населения земли. Детали и сроки проекта пока неизвестны (кстати, вполне в духе Безоса до последнего придерживать информацию, а потом ставить перед фактом, тут он прямо противоположен Маску). Учитывая, однако, что его фирма Blue Origin вовсю разрабатывает тяжелую ракету New Glenn, можно через год-другой ожидать сюрприза.

Есть еще несколько проектов спутникого интернета, например, от аэрокосмической фирмы Boeing, создающей спутники и ракеты, предусматривающий порядка 6.000 спутников. Причем, возможно, это будет совместный проект с Apple. Свой проект имеет и Samsung, предусматривающий запуск 4.700 спутников.

Китай заинтересован в первую очередь в интернете для самого себя, но по той же схеме. Первый из запланированных 156 спутников Hongyun-1 уже запущен. Но далее может последовать расширение спутниковой сети для всемирного охвата.

Запуск 60 спутников Starlink вызвал резкие протесты со стороны ... астрономов, Международного астрономического союза. Адаптированный к темноте человеческий глаз различает до 9.000 звезд на небосводе. Что будет, когда появятся еще 12 тысяч новых – для наблюдения неба это будет ощутимой помехой, спутники отражают свет и хорошо видны. Да и для радиоастрономов лавина сигналов из космоса может стать проблемой.

Другой проблемой может стать очистка орбиты от неработающих спутников, ведь их ресурс сравнительно невелик, 5 – 7 лет. Производители обещают решить проблему управляемого, а не куда придется, свода спутников с орбиты.

Ну и, наконец, Россия, она, казалось бы, только в выигрыше как доставщик аппаратов OneWeb на орбиту, но... Военные и ФСБ против: они отказываются выдать лицензии на работу спутников на заявленных частотах, так как это, якобы, может создавать сильные помехи и угрожать безопасности страны. Хотя, скорее всего, просто боятся допустить бесконтрольный интернет.

По самой свежей информации, низкоорбитальную спутниковую группировку Россия и Китай будут создавать совместно.

Может быть, взглянув через пять лет на ночное небо, мы там за спутниками и звезд не увидим. Звездное небо преобразится в спутниковое.

С. Мучник (Дортмунд)

Читайте также:

1.  О космическом интернете. Это только начало. Журнал «Партнёр», № 3 / 2018. Автор С.Шпигель

2.  5G – количество, переходящее в качество. Журнал «Партнёр», № 6 / 2019. Автор С.Мучник