الخلفية: الإنترنت العالمي للجميع ومنشئوه

الألياف البصرية هي فرصة رائعة لقضاء الإنترنت عالي السرعة مباشرة إلى منزلك أو مكتبك. ولكن حتى في المدن الكبيرة ، لا يمكن الوصول إلى النطاق العريض إلى الشبكة للجميع ، لأن مقدمي الخدمات يترددون في توصيل المنازل المنفصلة أو البعيدة عن المركز في مناطق المستوطنات قليلة الكثافة السكانية.

ماذا يمكن أن نقول عن المدن والقرى الصغيرة والقرى التي تقع بعيدًا عن الطرق السريعة الرئيسية. علاوة على ذلك ، في البلدان الفقيرة ، حتى في المدن الكبيرة ، الإنترنت بطيء ومكلف ، والقرى والبلدات الصغيرة كانت بدون إنترنت لسنوات عديدة. من أجل ربطهم بالشبكة العالمية ، فأنت بحاجة إلى إمكانيات وموارد لمقدمي الخدمات الأفراد ، ولكن عمالقة الاتصالات. طائرات بدون طيار تعمل بالطاقة الشمسية مع معدات الشبكة والبالونات والأقمار الصناعية وميزات أخرى مثيرة للاهتمام - كل هذا ليس خيالًا علميًا ، بل واقعًا. ولكن من هو قريب بالفعل من النجاح ، ومن لا يزال بعيدًا عنه؟ دعونا نكتشف ذلك.

الآن ، تشارك شركات مثل SpaceX و Facebook و OneWeb و Google وحتى Roscosmos في "سباق الإنترنت الفضائي" (على أي حال ، لم تتحدث الشركة الحكومية إلا عن رغبتها في تطوير مشروع الاتصالات الفضائية).

SpaceX و Starlink

حول فكرته بإطلاق عدة آلاف من الأقمار الصناعية في مدار أرضي منخفض لتغطية كامل سطح الكوكب بإنترنت عالي السرعة ، Elon Mask أكثر أو أقل تفصيلاً في عام 2015. في الوقت نفسه ، بدأ العمل في هذا المشروع الواسع النطاق ، الذي أطلق عليه فيما بعد Starlink .

في عام 2016 ، قدمت شركة Space Exploration Holdings، LLC (SpaceX) طلبًا إلى حكومة الولايات المتحدة للحصول على إذن لتشغيل شبكة اتصالات الأقمار الصناعية الخاصة بها. تضمن الطلب بعض التفاصيل الفنية للمشروع. على وجه الخصوص ، تحدثت الوثيقة عن الحاجة إلى إطلاق أكثر من 4 آلاف قمر صناعي في المدار. بعد نشر الشبكة ، تخطط الشركة لبدء تقديم خدمات الوصول إلى الشبكة عالية السرعة على نطاق عالمي بترددات Ku (10.7-18 جيجا هرتز) وكا (26.5-40 جيجا هرتز).

في البداية ، خططت الشركة لإطلاق 4425 قمرًا صناعيًا في المدار ، ولكنها قررت بعد ذلك رفع عددهم إلى 12000. لإظهار حجم المشروع ، سأعطي عدد الأقمار الصناعية الموجودة في مدار كوكبنا الآن - هناك فقط حوالي 1400 منها. في عدة سنوات ، يخطط المسك لزيادة عددهم ما يقرب من 10 مرات. التفاصيل الفنية للمشروع متاحة هنا على هذا الرابط .

تقدر تكلفة المشروع بما لا يقل عن 10 مليار دولار ، ولا تمتلك SpaceX ولا Musk هذه الأموال شخصيًا ، لذا سيتعين عليك استخدام الاستثمارات والأموال المقترضة. من المخطط أن تبدأ شبكة الأقمار الصناعية بإطلاق عدة مئات من الأنظمة ، ومن ثم زيادة حجم "الأرصدة الساتلية" تدريجيًا. سيكون هناك عدة مدارات ، لكنها كلها منخفضة ، والارتفاع من 1150 إلى 1325 كم. هذا أعلى من محطة الفضاء الدولية ، ولكنه أقل من الأقمار الصناعية الثابتة بالنسبة للأرض.



حجم الأقمار الصناعية 4 × 1.8 × 1.2 م ، الوزن - 386 كجم. عمر الخدمة المقدر من خمس إلى سبع سنوات. يمكن أن يستوعب صاروخ فالكون 9 ما يصل إلى 50 قمرًا صناعيًا في المرة الواحدة. اتضح أنه لعرض أول واحد ونصف ألف نظام ، ستحتاج إلى تشغيل Falcon 9 32 مرة. بالمناسبة ، توفر مركبات الإطلاق الخاصة بنا ، علاوة على ذلك ، غير المكلفة هو ميزة كبيرة لـ SpaceX ، ولا توجد شركة أخرى ستفعل الشيء نفسه لديها مثل هذه الفرصة.

بقدر ما يمكنك أن تقول ، تم بالفعل تعيين الموظفين في مشروع Starlink ، لذلك يمكنك أن تتوقع أن يبدأ المشروع في العمل بكامل قوته في المستقبل القريب. حتى الآن ، هناك ساتلان اختباران في المدار - Tintin-A و Tintin-B ، تم إطلاقهما في فبراير من هذا العام.

قبل بضعة أيام كانت هناك معلومات تفيد بأن الجيش الأمريكي بدأ في التعاون مع Starlink ، وهذا يعني الكثير للمستقبل والمشروع الحالي. على أي حال ، حصلت الشركة بالفعل على إذن من المنظم.

الفيسبوك

أعلن Facebook عن نيته البدء في ربط المناطق النائية بالشبكة العالمية في نفس الوقت الذي فعلته SpaceX في عام 2015. صحيح أن الخطة الأصلية كانت استخدام جيش كامل من المركبات الجوية غير المأهولة التي تعمل على الكهرباء المولدة بواسطة الخلايا الضوئية. حتى أن الطائرات بدون طيار حصلت على أسمها الخاص Aquila. وفقا للمطورين ، يمكن أن تكون الطائرات بدون طيار في الهواء لفترة طويلة.

وهذا على الرغم من أن وزن مثل هذا الجهاز يبلغ حوالي نصف طن. أبعاد الطائرات بدون طيار خطيرة - هذه طائرات كبيرة جدًا ، تتطلب منشآت خاصة لإطلاقها. كان من المفترض أن تحلق الأجهزة فوق 20 كم ، حتى لا تؤثر على الموقع الحالي للرحلات الجوية.

صنع Facebook طائرات بدون طيار - غالبًا ما يتم نشر صورها ، حيث تكون الطائرات في الهواء ، تغسلها الشمس ، على الشبكة. صحيح أن الطائرة المسيرة على فيسبوك كانت في حالة الطوارئ وتضررت بشدة خلال الرحلة الأولى. لم يسمح الضرر بمزيد من الاختبارات ، ولم يكن لدى Facebook رغبة في إنشاء واحدة أخرى ، بقدر ما يمكن للمرء أن يحكم.

هذا العام ، في يونيو ، رفضت الشبكة الاجتماعية رسميًا مواصلة المشروع. على الأرجح ، ليس فقط الحادث المتضرر ، ولكن أيضًا الصعوبات التقنية المحتملة لتنفيذ مثل هذا المشروع الواسع النطاق. بعد كل شيء ، الطائرات بدون طيار التي تطير في الغلاف الجوي تتطلب مراقبة مستمرة ودعم تقني. بالإضافة إلى ذلك ، طالب المنظم في الولايات المتحدة الأمريكية بأن تكون طائرة بدون طيار للشبكة الاجتماعية آمنة لكل شيء - الحيوانات والطيور وحتى المواقع الأثرية.



قررت Facebook الآن معالجة أقمارها الصناعية الخاصة بالإنترنت ، معتقدة أن مثل هذا المشروع سيكون أكثر فعالية وأقل إشكالية من الطائرات بدون طيار في الغلاف الجوي. وقد تم بالفعل تطوير قمر صناعي مصمم خصيصًا يسمى أثينا. يسمح تصميمها "بتوفير الوصول إلى شبكة عالية السرعة لممثلي المناطق النائية البعيدة في العالم كله."

لم يتم الكشف عن تفاصيل المشروع ، ولكن يجب أن نعتقد أن SpaceX لديها منافس خطير.

جوجل

لعدة سنوات ، شاركت Google في مشروعها الخاص ، والذي أساسه بالونات الستراتوسفير التي تحمل حمولة في شكل معدات الشبكة والبطاريات. حتى وقت قريب ، كان Project Loon مجرد مشروع تجريبي ، وكانت إمكانية تسويقه سؤالًا كبيرًا.

ولكن في شهر يونيو من هذا العام أصبح من المعروف أن المشروع استقبل أول شريك تجاري - نحن نتحدث عن Telkom Kenia. قريبا ، سيتم استخدام البنية التحتية للشبكة في هذا البلد باستخدام البالونات.

بدأ كل شيء في وقت أبكر بكثير من Facebook أو SpaceX. بدأت Google العمل في هذا المشروع في عام 2011 ، أي حوالي سبع سنوات. وفقًا للفكرة ، يجب أن تكون البالونات على ارتفاع حوالي 20 كم ، حيث يتم توزيع الإنترنت. بالون واحد قادر على تغطية مساحة 5 آلاف كيلومتر ^مربع بالتواصل.

لم تكن Google خائفة من تعقيد المشروع - حتى مع كرة واحدة ، من الصعب جدًا التحكم أو حتى فهم المكان الذي تتجه إليه حاليًا. ماذا يمكننا أن نقول عن بضع عشرات أو مئات الكرات. ولكن من أجل معرفة كيفية التنبؤ بحركة "الكرات" ، درست الشركة لعدة سنوات ديناميات التدفقات الجوية في مناطق مختلفة ، حيث تم التخطيط لبدء المشروع في المقام الأول. كما تم استخدام نماذج الكمبيوتر ، حيث طار مئات الملايين (نعم ، هذا ليس خطأ مطبعي) من الكرات الرقمية.

أجريت اختبارات الكرة في نيوزيلندا والبرازيل ووسط كاليفورنيا. بالإضافة إلى ذلك ، عمل Project Loon في وضع الاختبار في بيرو ، وكذلك في بورتوريكو ، بعد أن تضررت البنية التحتية للإنترنت في المناطق بسبب الفيضانات والأعاصير. أما بالنسبة لكينيا ، فستوفر الكرات في هذا البلد أماكن مع إنترنت عريض النطاق حيث لا يوجد حتى اتصال خلوي.

Oneweb

يمكن اعتبار هذه الشركة منافسًا لكل من SpaceX و Facebook في إنشاء شبكات الإنترنت عبر الأقمار الصناعية. كان OneWeb قادرًا على الحصول على الموافقة التنظيمية للاختبار ، وفي العام المقبل يخطط لنشر حوالي 900 جهاز في المدار.

نظرًا لأن OneWeb ليس لديه مركبات إطلاق خاصة به ، فسيتم تنفيذ عمليات الإطلاق باستخدام صواريخ مثل Soyuz و LauncherOne (Virgin Orbit) و New Glenn (Blue Origin).

سيتم إطلاق الأقمار الصناعية على ثلاث مراحل. الأول هو ظهور الأقمار الصناعية الأولى في مدار منخفض ، وستوفر هذه الأنظمة الوصول إلى الشبكة بسرعات تصل إلى 500 ميجابت في الثانية (للمستخدم الفردي). المرحلة الثانية هي توسيع كوكبة الأقمار الصناعية ، وستزداد السرعة إلى 2.5 جيجابت / ثانية. والمرحلة الثالثة هي إطلاق الأقمار الصناعية المتبقية مع الحفاظ على سرعة الشبكة حتى 2.5 جيجابت / ثانية.

تكلفة المشروع أعلى من تلك الخاصة بـ SpaceX - الرقم ضخم ببساطة - 30 مليار دولار.ويخطط OneWeb لاستكمال بناء البنية التحتية الساتلية للشبكة بحلول عام 2027. سيكون إجمالي عرض النطاق الترددي للشبكة بحلول ذلك الوقت حوالي 1000 تيرابايت. بالمناسبة ، سيتم تنفيذ 17 عملية إطلاق بمساعدة "Soyuz" الروسية من الكون الفضائي الروسي.

في نهاية عام 2018 ، تخطط الشركة لإطلاق أول قمر صناعي لها من Kourou Cosmodrome لمركز غيانا الفضائي.

روسكوزموس

من الواضح أن ممثلي Roscosmos يفكرون على نطاق واسع ، وبالتالي ، بالإضافة إلى إنشاء محطات القمر المدارية ، يخططون لإنشاء شبكة إنترنت فضائية عالمية. قدمت الوكالة مشروعها في مايو ، قائلة إنها ستنافس أنظمة OneWeb و Starlink. ينص هذا البرنامج على نشر مجموعة من 288 قمرًا صناعيًا بمدار يبلغ 870 كم بحلول عام 2025 ، ويتطلب استثمارات تبلغ 300 مليار روبل.

في يوليو ، وافق الرئيس الروسي فلاديمير بوتين على تخصيص مشروع لإنشاء نظام عالمي للإنترنت عبر الأقمار الصناعية كبرنامج مستهدف منفصل. علاوة على ذلك ، سوف يطلق عليه الآن ليس "الأثير" ، ولكن "المجال".

"تمتلك روسيا اليوم عشرات الأقمار الصناعية المدنية وعشرات الأقمار الصناعية الدفاعية ، ونحن بحاجة إلى 640 قمرا صناعيا سيخلق كوكبة مثالية للاستشعار عن بعد للأرض ، ويوفر اتصالات ممتازة عن بعد لكامل أراضي بلدنا. في الواقع ، هذا هو مراجعة النهج لتشكيل مجموعتنا المدارية. بلدنا هو الأكبر في المنطقة ، وهناك نقاط يصعب الوصول إليها - لا يمكنك تجميع الألياف وخطوط الكهرباء جسديًا. وأوضح بوتين أن الفضاء في روسيا سيجعل من الممكن ربط البلاد.

قال روجوزون أنه من أجل تنفيذ المشروع "من الضروري بناء مصانع جديدة ، من الضروري إنشاء إنتاج لقاعدة العناصر الفضائية بحجم قياسي يبلغ 22 نانومتر - بحيث تكون أجهزة صغيرة وليست مثل الأرقطيون كما كانت من قبل. اعتقدنا أنه يمكننا القيام بذلك ". لإطلاق هذا العدد من الأقمار الصناعية ، ستكون هناك حاجة إلى ما لا يقل عن 25 صاروخًا من طراز Angara ، وهو نفس يعتقد روجوزين أن هذا "سيحل المشاكل المالية المرتبطة بمركز خرونيتشيف".

إذن متى تتوقع "الإنترنت للجميع"؟

على الأرجح ، سيتم وضع البداية في العام 2019-2020 ، وليس في وقت سابق. سيستغرق الأمر وقتًا وموارد لإطلاق عدد كبير من الأقمار الصناعية ونشر بنية تحتية عاملة يمكن استخدامها ليس فقط كنموذج تجريبي.

بقدر ما يمكن للمرء أن يفهم ، ستسود فكرة الإنترنت الفضائية. ربما ستحقق Google تسويق تكنولوجيتها تجاريًا ، لكنها لن تكون مشروعًا عالميًا ، بل مشروعًا إقليميًا. على سبيل المثال ، يمكن استخدامه لربط المناطق المتأثرة بأي كارثة بالشبكة. ليست هناك حاجة للحديث عن نشر شبكة بالونات على نطاق عالمي - فمن الصعب للغاية تنفيذها. صعبة ومكلفة.

بالإضافة إلى المنظمات المذكورة أعلاه ، هناك منظمات أخرى ، لكن مشاريعها لم تتقدم بعد أكثر من البيانات البارزة (مثل Roskosmos ، بالمناسبة). لذلك ، إذا ظهرت الإنترنت العالمية ، فستطلقها إحدى الشركات المذكورة.