Кратко о тех, кто пытается создать спутниковую паутину
Технологии развиваются очень быстро. Пару тысячелетий назад люди использовали голубей для отправки сообщений своим близким. Затем человечество изобрело телефонные линии связи. А в конечном итоге – телекоммуникационные спутники с глобальным охватом.
Ещё двести лет назад вам было необходимо полагаться на добрых людей, которые подскажут дорогу в незнакомом городе. Это переросло в указатели и подробные карты поселений. Наш текущий результат – спутниковые карты и навигация.
Всего каких-то пятьдесят лет назад люди пользовались для обмена идеями книгами, газетами и журналами. Теперь у нас имеется интернет. И он стремится в космос.
Существует не менее десятка различных компаний и организаций, которые разрабатывают новые технологии для развития спутникового интернета. И прежде чем мы познакомимся с самыми интересными из них, давайте разберёмся – что это за штука такая, спутниковый интернет.
Огромная сеть
Дабы получить примитивное понимание того, о чём идёт речь, представьте себе нервную систему человека. В мозге и позвоночнике сосредоточена большая часть нейронов. И через них проходит большая часть сигналов – это центр системы. Через более мелкие сети нейронов с центром связываются (напрямую или косвенно) все органы, каждая клетка в организме. Некоторые органы постоянно нуждаются в получении сигналов – ваши конечности или глаза, например. А такие органы, как адреналиновые железы, получают сигналы гораздо реже.
Если исходить из этой аналогии, то основа системы интернета – это кабели связи, соединяющие континенты и страны. Сети и кабели поменьше можно воспринимать как отдельные нейроны. В таком случае пользователи – это клетки организма. А данные – это нейронные импульсы.
Представили? А теперь вообразите, что мы придумали устройство, похожее на Neuralink, которое может принимать и отправлять сигналы из любой части тела. Устройство, которое может использовать потенциал, человеком в полной мере неосознаваемый. Это и есть спутниковый интернет – огромная система связи вокруг Земли, которая дополнит основной интернет, а также задействует его скрытый потенциал.
Но каким образом крупные компании хотят обеспечивать такую связь? Нелегко провести анализ, учитывая ту ограниченную информацию, которую мы имеем об этих компаниях. Так давайте же разузнаем, кто борется за место под солнцем на рынке космического интернета.
За кем стоит наблюдать?
Как уже было упомянуто выше, на рынке имеется не меньше десятка различных компаний и организаций, которые хотят предоставить миру услуги спутникового интернета.
Мы же поговорим лишь о самых известных из них – внимание будет уделено четырём самым перспективным игрокам. Речь идёт о небезызвестной компании SpaceX Илона Маска с её проектом Starlink; интернет-гиганте Amazon Джеффа Безоса, который затеял Project Kuiper; известной ранее как WorldVu британской компании OneWeb; а также о Telesat – телекоммуникационной компании из Канады, основанной в 1969-м году.
Если вы хотите погрузиться в тему глубже, то также можете поискать информацию о подобных проектах у компаний Boeing, LeoSat и Facebook. Эти проекты не берутся в рассмотрение по причине того, что совершенно непонятно, на какой стадии развития они находятся.
У LeoSat огромные проблемы с дизайном спутников – как минимум, они чересчур массивны. Facebook, по всей видимости, очень скрытно работает над созданием дизайна спутника под названием Athena, но свои планы по построению сети глобального интернета, если таковые вообще имеются, не раскрывает. Компания Boeing подавала заявку на размещение группировки спутников в Федеральную комиссию по связи США (FCC) ещё в 2016-м, но спустя два года абсолютно никакого прогресса в этой области не достигла. Хотя в марте этого года объявила о намерении продолжить разработки в этой области.
Итак, с набором участников определились. Давайте посмотрим, что из себя представляет каждый из них.
SpaceX: Starlink
Первые намёки от Илона Маска о гигантской группировке спутников на околоземной орбите появились ещё в 2015-м году. Илон выступил на закрытом мероприятии в Сиэтле, в январе – и в ходе выступления упомянул о возможности создания группировки из 4000 спутников, которые смогли бы обеспечить интернетом весь мир.
Всё бы ничего, да вот только спустя полтора года, в конце 2016-го, президент SpaceX Гвинн Шотвелл выступила на собрании Национальной инженерной академии США, где также упомянула об этой группировке, опираясь на то, что клиенты недовольны текущими вариантами широкополосного доступа в интернет.
И понеслась. Уже в марте 2017-го в FCC лежала заявка от SpaceX на 11943 спутника. А в ноябре 2018-го компания таки получила разрешение на развёртывание всего этого дела. Причём заявка подавалась в двух частях. Первая часть предполагала запуск 4425 аппаратов для работы в Ku и Ka-диапазонах на орбиты высотой от 1110 до 1325 километров. А вторая часть предлагала запуск уже 7518 спутников для работы в V-диапазоне, но на гораздо более низкие орбиты – от 335 до 346 километров.
Затем приключилась ещё одна интересная вещь: SpaceX попросила у FCC снизить высоту орбиты с примерно с 1200 до 550 километров для 1600 спутников из первых 4425. И FCC одобрила заявку.
Но на этом компания решила не останавливаться. И подала дополнительную заявку на 30000 спутников в Международный союз электросвязи. SpaceX планирует разместить все эти аппараты на орбитах от 328 до 580 километров. Итого: более 40000 спутников на орбитах в диапазоне высот от 328 до 1325 километров. Безумие какое-то.
У компании также имеется собственное видение наземной инфраструктуры: SpaceX подала в FCC заявку на предоставление лицензии для работы одного миллиона терминалов! Сами терминалы будут представлять собой плоские фазированные антенные решётки, которые будут способны отслеживать спутники сети Starlink для обеспечения наилучшего качества сигнала. Предполагается, что задержка в системе не будет превышать 25 мс.
Первые спутники от SpaceX уже находятся на орбите. Два прототипа (Microsat-2a и Microsat-2b) были запущены 22 февраля 2018-го года в качестве дополнительной нагрузки к испанскому разведывательному спутнику Paz. А 24 мая 2019-го года была запущена полноценная партия спутников Starlink в количестве 60 штук. И компания не собирается на этом останавливаться. Ближайший запуск очередной партии – уже 11 ноября (в день публикации статьи, а как же).
Amazon: Project Kuiper
О затее компании Amazon под названием Project Kuiper стало известно не так давно. Проект находится на более ранней стадии развития, нежели его конкуренты, но менее интересным от этого не становится.
Первые упоминания о Project Kuiper появились в средствах массовой информации в апреле этого года. Тогда же стало известно, что основатель компании Amazon Джефф Безос пригласил работать над проектом Раджива Бадьяла, который ранее работал над Starlink в SpaceX, но был уволен Илоном Маском по причине неудовлетворённости последнего темпами роста проекта.
Чуть позже стало известно, что Amazon планирует запустить на низкую околоземную орбиту группировку из 3236 спутников. Спутники будут располагаться в три слоя: 784 спутника на орбите высотой 590 километров, 1296 спутника на орбите высотой в 610 километров и 1156 спутников на орбите высотой в 630 километров. Наклонения – 33, 42 и 51,9 градуса соответственно. Обеспечиваемый группировкой охват поможет одарить интернетом 95% населения Земли. Достигать своей цели компания планирует в несколько этапов. Первая волна будет состоять из 578 спутников, которые будут предоставлять интернет-услуги в двух горизонтальных полосах охвата: от 39 до 56 градусов северной широты и от 39 до 56 градусов южной широты. Следующие четыре волны будут выполнять покрытие экваториальной зоны.
Спутники будут работать в K-диапазоне по нисходящей линии связи; по восходящей линии связи работа будет производиться в Ka-диапазоне. Принимать сигнал на Земле Amazon планирует через собственные станции – к концу этого года компания надеется включить в работу 12 таких объектов. О задержке и пропускной способности системы информации в общем доступе на данный момент нет.
Amazon – единственная компания из четырёх, которая не запустила ни одного спутника. Неизвестно даже то, будет ли Amazon самостоятельно заниматься разработкой и изготовлением аппаратов. Джефф Безос, как обычно, никуда не торопится. Есть вероятность, что для запуска спутников будет использоваться тяжёлая ракета-носитель New Glenn компании Blue Origin (которая также является проектом Безоса), первый запуск которой планируется на 2021-й год.
OneWeb
Изначально компания была основана как WorldVu – произошло это в 2012-м году. В январе 2015-го компания объявляет о своих планах на создание сети глобального интернета уже как OneWeb, а в июне того же года получает финансирование в размере 500 миллионов долларов от таких компаний как Airbus, Qualcomm и Virgin Group. Финансовые вложения на этом не прекратились – в конце 2016-го года OneWeb привлекает инвестиции на сумму в 1,2 миллиарда долларов через SoftBank.
Компания рассматривала вариант группировки из 2620 спутников, но на данный момент остановилась на количестве в 648 аппаратов, расположенных на низкой околоземной орбите высотой примерно 1200 километров. Такая орбита была выбрана по той причине, что на ней нет большого количества космического мусора и других спутников. Также эта орбита обеспечивает большее покрытие при адекватной задержке, а следовательно не требует чрезмерного числа спутников в группировке.
Спутники компании имеют массу около 150 килограмм и обеспечивают связь в Ku и Ka-диапазоне. Компания также открыла новый завод для их производства во Флориде в рамках совместного предприятия с Airbus.
Наземная инфраструктура OneWeb включает себя станции и пользовательские терминалы, которые будут использовать параболические антенны. По вопросу разработки последних OneWeb заключила соглашение с компанией Intellian.
OneWeb уже имеет на орбите 6 спутников – их первый запуск был произведён с космодрома Куру во Французской Гвиане 28 февраля с помощью ракеты “Союз”. Позже эти же спутники прошли успешные испытания на передачу данных, в ходе которых была достигнута скорость в 400 Мбит/с, а показатель задержки составил 32 мс. Вышеупомянутые Intellian также участвовали в этих тестах. Менее чем через месяц после первого запуска компания смогла привлечь дополнительные инвестиции в размере 1,25 миллиарда долларов.
Если говорить о контрактах, то OneWeb имеет твёрдое соглашение с Arianespace на 21 запуск с помощью ракеты-носителя “Союз”. Также спутники OneWeb будут выступать в качестве полезной нагрузки на первом старте ракеты-носителя Ariane 6. У компании Blue Origin было зарезервировано пять запусков ракеты New Glenn. А вот с Virgin Orbit не задалось – подписанное соглашение на 39 запусков с помощью ракеты-носителя LauncherOne было расторгнуто, и их осталось всего лишь четыре.
На данный момент компания готовится к своей первой крупной миссии. Она запланирована на середину-конец января следующего года – ракета-носитель “Союз” выведет на орбиту партию из 30 спутников. А глобальный охват OneWeb планирует завершить в 2021-м году – посредством таких вот ежемесячных запусков.
Telesat: Telesat LEO
Старая гвардия. Компания Telesat была основана в 1969 году. Была первой частной компанией, которой удалось запустить спутник связи на геостационарную орбиту.
Свои претензии на господство в сегменте спутникового интернета оформила в 2016-м году в виде проекта Telesat LEO. Изначально компания излагала планы на группировку из 117 спутников, работающих в Ka-диапазоне. Спутники компании должны располагаться на двух орбитах – полярной, высотой около 1000 километров и наклонением в 99,5 градусов; и экваториальной, высотой в 1248 километров с наклонением в 37,4 градусов. Чуть позже вице-президент Telesat LEO Эрвин Хадсон недвусмысленно намекнул, что идеальная численность группировки – это 292 спутника. И она может расширяться.
На данный момент Telesat LEO имеет на орбите всего один демонстрационный спутник Phase 1, который был запущен в январе 2018-го года на индийской ракете PSLV. Компания не планирует собственное производство спутников, поэтому решила объявить конкурс, победитель которого этим делом и займётся. В конкурсе участвуют три компании, которые борются за контракт на сумму в 3 миллиарда долларов: Thales Alenia Space, Maxar Technologies или Airbus Defence and Space. Но Telesat до сих пор не определилась с выбором победителя и откладывает его на 2020-й год.
Компания заключила контракт на неназванное количество запусков с Relativity Space, которая известна разрабатываемой с помощью аддитивных технологий ракетой Terran 1. Такой же засекреченный контракт был заключен и с Blue Origin – для запусков с помощью ракеты New Glenn.
Инициатива Telesat LEO имеет поддержку и у правительства Канады, которое согласилось профинансировать проект на сумму в 521 миллион долларов США. Для правительства Канады это выгодно, так как Telesat LEO сможет предоставить доступ в интернет даже самым удалённым частям страны.
Создание группировки спутников для глобального охвата Telesat планирует завершить в 2023-м году.
Заключение
Как видите, в мире разворачивается настоящая гонка за космический интернет. У кого же больше всего шансов победить?
Project Kuiper пока не выглядит фаворитом: Amazon стартовала довольно поздно и на данный момент не имеет ни одного спутника на орбите. У нас нет понятия о том, что конкретно представляют из себя эти аппараты и кто будет заниматься их сборкой. Но у компании имеется сеть наземных станций, огромные финансовые средства и клиентская база, а также потенциальная возможность запускать спутники Project Kuiper на ракете New Glenn. Неужели Джефф задумал хитрый план?
Telesat на фоне Amazon выглядит чуть увереннее и имеет на орбите собственный спутник для испытания технологий Telesat LEO. Но Telesat затягивает выбор подрядчика на производство своих аппаратов, а также заключила всего два контракта на запуск, причём с компаниями, которые ещё ни разу не отправляли в полёт орбитальную ракету, что накладывает определённую степень риска. Хотя многолетний опыт ведения бизнеса и поддержка от правительства Канады в конечном счёте могут сыграть ей на руку.
OneWeb всё пытается стать лидером сегмента, но чего-то компании не хватает. Имеет шесть спутников на орбите и показывает отличные результаты их тестирования. Возможно, сумеет грамотно использовать привлечённые средства, наладить производство своих спутников во Флориде и выйти на ежемесячные запуски, в конечном итоге став первой компанией с полноценной глобальной группировкой интернет-спутников.
SpaceX со своим проектом Starlink, очевидно, на передовой. Если сегодняшний запуск Falcon 9 пройдёт успешно, то на орбите окажется уже более сотни спутников компании. Хотя SpaceX придётся сильно попотеть, чтобы вывести запланированное для глобального охвата количество спутников раньше, чем это сделает OneWeb.
Но на мой взгляд, кто уж совершенно точно выиграет в этой гонке, так это потребитель – люди и организации, которые будут использовать эти услуги. Так что я с нетерпением жду того дня, когда первая компания объявит о том, что она смогла достичь покрытия интернетом всей поверхности нашей планеты.
Всех желающих поделиться своим мнением приглашаю в комментарии. А если вас заинтересовала тема космического интернета, то приглашаю подписаться на Telegram-канал NewSpace Times, где публикуются новости не только о космическом интернете, но и о других интересных вещах в мире частной космонавтики!