World Wi-Fi ist näher als es klingt

Das amerikanische Startup OneWeb bestellte 900 Satelliten, um ein globales Weltraumnetzwerk für den Internetzugang aufzubauen. Der französische Airbus wird diese Satelliten entwickeln und Roscosmos starten.

Die Idee des globalen Satelliten-Internets gibt es seit einem Vierteljahrhundert. Heute wird der Traum von einer weltweiten 3G- oder 4G-Abdeckung neu geboren, und jetzt entfaltet sich ein ganzes Weltraumrennen zwischen zwei technologischen Giganten. Einerseits SpaceX und Google, andererseits OneWeb, das von den Gründern von Virgin Galactic, Qualcomm und O3b erstellt wurde.

In jüngerer Zeit wurde bekannt, dass Facebook seine Träume vom Weltraum-Internet aufgab und sich auf die Entwicklung unbemannter Repeater in großer Höhe konzentrierte.

Satellitensysteme wie Inmarsat und Iridium erschienen in den 90er Jahren und bieten heute Internet- und Telefoniedienste. Sie bieten eine fast oder vollständige globale Abdeckung, sind jedoch nicht beliebt. Die hohen Kosten für die Weltraumkommunikation haben jedoch zum vollständigen Sieg der Mobilfunkbetreiber geführt. Jetzt ist Satelliten-Internet nur dort gefragt, wo es keine Mobilfunkmasten gibt, und für diejenigen, die bereit sind, ab ein paar Dollar pro Minute zu zahlen.

Eine weitere Einschränkung ist mit dem Satelliten-Internet verbunden - die Antwortzeit. Das Funksignal fliegt mit Lichtgeschwindigkeit, aber die im Weltraum zurückgelegte Strecke verursacht bereits eine spürbare Verzögerung, die die Attraktivität des Benutzers erheblich verringert.

Hier muss klargestellt werden, dass sich Satelliten in verschiedenen Umlaufbahnen drehen können : von niedrig erdnah (NOO), Höhe 400-1200 km, bis geostationär (GSO), Höhe 36000 km.

Jede Umlaufbahn hat ihre Vor- und Nachteile. Niedrig erfordert eine große Anzahl von Satelliten, weil Je niedriger die Höhe, desto kleiner der Radius des Sendebereichs des Satelliten. Die Signalverzögerung ist jedoch gering und mit der terrestrischen Kommunikation vergleichbar. Geostationär - ermöglicht es einem Satelliten, fast die gesamte Erdhalbkugel zu übertragen. Bei einer solchen Verbindung erreicht Ping jedoch eine Sekunde - Sie müssen Netzwerkspiele vergessen und über Skype chatten.



Bei geostationären Satelliten gibt es ein weiteres Problem: Je näher der Empfänger an den Polen ist, desto schlechter ist die Verbindung Der Satellit ist in der Nähe des Horizonts sichtbar, und das Signal muss entlang der Erdoberfläche übertragen werden, was zu Rauschen führt. Für eine stabile Kommunikation müssen Sie die Antennen höher anheben.

Es stellt sich heraus, dass zum Aufbau eines Satellitennetzwerks mit einem „schnellen“ Internet nichts anderes übrig bleibt, als eine große Herde von Geräten in eine niedrige Umlaufbahn zu bringen. Zum Beispiel drehen sich Iridium-Satelliten in einer Höhe von 800 km, es gibt ungefähr 70 von ihnen in einer Gruppe, jeder wiegt 680 kg und kostet 5 Millionen US-Dollar. Aber selbst wenn Sie die Kommunikationskosten vergessen, kann jeder Satellit dieser Gruppe nur 1100 Verbindungen unterstützen, d. H. In seiner Blütezeit wird Iridium das Internet mit rund 70.000 Nutzern versorgen.

Nach dem Bankrott der ersten Generation von Telekommunikationsunternehmen begann der Unternehmer Greg Wyler in den 2000er Jahren eine neue Phase der Weltraum-Internetisierung.



Er beschloss, Entwicklungsländern WWW-Licht zu geben und drei Milliarden Menschen in Afrika, Asien und Ozeanien Netzwerkzugang zu gewähren. Zu diesem Zweck entwickelte das 2008 gegründete Startup O3b ein neues Design für Raumfahrzeuge für eine durchschnittliche Umlaufbahn von 8.000 km und startete den Start.



Das Projekt wurde von vielen Unternehmen unterstützt, darunter auch Google. Das Unternehmen von Wyler erhielt insgesamt Investitionen in Höhe von rund 1,2 Milliarden US-Dollar und machte sich ernsthaft daran, die Aufgabe zu erfüllen. Mit zwei Starts wurden bis 2014 acht O3b-Raumschiffe in einer Höhe von 8.000 km in die Umlaufbahn gebracht. Die Starts wurden von russischen Sojus-ST-B-Raketen mit dem Fregat-Boosterblock mit zwei Starts vom Startort Kourou aus durchgeführt.



Jetzt ist das System bereits aktiv in Afrika, Pakistan, im Pazifik,



Eine unvollständige Abdeckung erlaubt es jedoch nicht, O3b vollständig als globales System zu betrachten.



Daher ging Wyler weiter, um die Idee einer Satellitenkonstellation mit niedriger Umlaufbahn zu fördern. Damit gelang es ihm, den Gründer der Raumfahrtfirma SpaceX, Ilon Mask, zu inspirieren. Bis Ende 2014 waren sich Wyler und Musk jedoch nicht einig über die Ideen für die technische Umsetzung des Projekts. Wyler wollte billige und kleine Satelliten, und auch Mask interessierte sich für kleine, aber komplexere und teurere.

Infolgedessen fand Wyler weder bei Google noch bei SpaceX eine gemeinsame Sprache, sondern fand neue Investoren. Das Wyler-Projekt wurde von einem anderen Weltraumbesitzer, Richard Branson, unterstützt, der für seine Raumfahrtprojekte bekannt ist.

Seine Firma Virgin Galactic plant, nicht nur das suborbitale Raketenflugzeug Space Ship Three zu starten, sondern auch kleine Satelliten mit der Rakete Launcher One zu starten.



Qualcomm, Hersteller von Mikrochips für Smartphones und Tablets und Entwickler von drahtlosen Kommunikationssystemen, war ebenfalls auf der Seite von Wyler. Gemeinsam gründeten die drei Unternehmen O3b, Virgin und Qualcomm OneWeb, das ein ehrgeiziges Projekt startete. Wie viel die Gründungsunternehmen investiert haben, wird nicht berichtet, aber sie konnten zusätzlich 500 Millionen US-Dollar sammeln .

Es wird geschätzt, dass sich mehrere tausend kleine Satelliten in einer Höhe von 800 bis 950 km drehen werden. Jeder Satellit muss ungefähr 150 kg wiegen und zwischen 350.000 und 500.000 USD kosten. Der Gesamtbetrag der Finanzierung wird ungefähr 3 Milliarden USD erfordern.

Das Unternehmen suchte sofort nach einem Hersteller, der eine ganze Armada von Satelliten der ersten Charge bauen konnte - 900 Stück - das ist ungefähr doppelt so viel wie die Anzahl der operativen Satelliten in der Erdumlaufbahn. Letzte Woche wurde ein glücklicher Gewinner bekannt gegeben : Der französische Luft- und Raumfahrtriese Airbus sollte die ersten 10 Proben in seinem Werk produzieren, und dann ist geplant, die Produktion in die USA zu verlagern. Eine vollständige Gruppierung im Orbit wird bis 2019 versprochen.



Gestern prahlte Roskosmosdass der Start der Gruppe von 21 Sojus-Trägerraketen und 39 LauncherOne durchgeführt wird. Anscheinend wurde Ilon Mask aus prinzipiellen Gründen nicht vertraut. Vielleicht könnte dies von China getan werden, aber die Gründer von OneWeb haben bereits erfolgreiche Erfahrungen in der Zusammenarbeit mit Roscosmos. Und technisch gesehen ist es keine Tatsache, dass chinesische Übertaktungsgeräte mit der russischen „Fregatte“ verglichen werden können . Nach den Geschichten der Entwickler erlaubt der Fregatten-Booster-Block bis zu 50 Starts des Marschtriebwerks, dh die Einstellung der Umlaufbahn von fünfzig Satelliten. Bisher beträgt der praktische Rekord von „Frigate“ 6 Teile, aber durch den Start im Rahmen des Vertrags mit OneWeb kann die Leistung auf 32 gesteigert werden.



Vielleicht wären Dnepr-Konvertierungsraketen bei solchen Arbeiten nützlich. Um zwei oder drei Dutzend Mikrosatelliten zu zerstreuen - sie wissen noch wie aus der Zeit, als sie ballistische Raketen "Woiwode" waren. Es ist möglich, dass die Light-Version des „Hangars“, die jetzt die Konvertierung „Roar“ ersetzen wird, mit derselben Arbeit verbunden wird.

Der Gründer von SpaceX, Elon Musk, konzipierte auch seine eigene Weltraumkonstellation mit Kommunikation und Relais zwischen Satelliten. Seine Absichten stimmen weitgehend mit dem OneWeb-Projekt überein, mit der Ausnahme, dass die Gesamtkosten des Systems 10 Milliarden US-Dollar betragen.

Google und seine Freunde haben bereits 1 Milliarde US-Dollar in das Projekt investiert. Elon Musk eröffnete in Seattle ein Labor für Satellitenherstellung und ist ernsthaft daran interessiert, die ersten Prototypen zu entwickeln. Und vor uns liegt die Aussicht auf 4.000 Raumschiffe. Laut Musk benötigt er Satelliten-Internet, um zusätzlich die von ihm geplante Kolonisierung des Mars zu finanzieren. Eine prosaischere Motivation könnte sein, dass Musk mit seiner Arbeit die Raketenbaufähigkeiten von spaceX lädt. Mit solch einer massiven nichtstaatlichen Ordnung erhält Musk die Gelegenheit, sein wiederverwendbares Falcon-9R-Weltraumraketensystem und die Falcon Heavy-Rakete wiederholt zu testen.

Wenn wir über russische kommerzielle Satelliten-Internetprojekte sprechen, ist es wert, ein paar zu erwähnen.

Dauria Aerospace entwickelt ein MikrosatellitendesignPyxis mit einem Gewicht von ca. 100 kg für den Start in die hochelliptische Umlaufbahn "Lightning". Laut Berechnungen können vier solcher Satelliten 15.000 Nutzern in den nördlichen zirkumpolaren Regionen das Internet zur Verfügung stellen.



In der Tat ist dieses Projekt näher an der Technologie der geostationären Geräte, weil Am weitesten Punkt ihrer Umlaufbahn werden die Satelliten um die gleichen 36.000 km von der Erde entfernt sein. Das Problem mit der Kommunikationsverzögerung wird bestehen bleiben, aber Pyxis wird in der Lage sein, über dem Nordpol und nicht über dem Äquator zu "hängen" und allen, die es in der Arktis brauchen, Kommunikation zu bieten. Jetzt sucht das Unternehmen nach Investitionen in die Umsetzung des Projekts.



Ein ehrgeizigeres Projekt beim Startup Yaliny. Die Autoren des Projekts sind bereit, ihr eigenes globales Satelliten-Internet zu erstellen, und entwickeln derzeit einen Prototyp eines Satelliten. Sie gaben keine technischen Details bekannt, es ist nur bekannt, dass etwa 2 Millionen US-Dollar in Yaliny investiert wurden, was eindeutig nicht ausreicht, um ernsthaft mit OneWeb oder Google / SpaceX zu konkurrieren.

In jedem Fall kann die Umsetzung eines dieser Projekte zu erheblichen Veränderungen nicht nur auf der Erde, sondern auch im Weltraum führen. Ein wesentliches Hindernis für die Entwicklung kleiner Raumfahrzeuge ist beispielsweise die Schwierigkeit der Datenübertragung. Mikro- und Nanosatelliten haben bereits den Punkt erreicht, an dem sie große Datenmengen ansammeln können, die physikalisch nicht über zugängliche Kommunikationskanäle zur Erde übertragen werden können. Laserkommunikation könnte dies beheben, aber die Atmosphäre und das Wetter stören es.

Wenn es möglich ist, Daten direkt in das Netzwerk zu übertragen, sollte dies einen starken Impuls für die Entwicklung von Mikrosatelliten und die Erstellung verschiedener Benutzeranwendungen auf deren Grundlage geben. Zum Beispiel wird nun das US - Militär werde einen Satelliten-Internet - Server testen.



Im Kontext von globalem Wi-Fi wird es möglich sein, Serverkapazitäten im Orbit stillschweigend bereitzustellen - dies schützt sie vor Überschwemmungen, wenn eine Wasserleitung bricht, Stromausfälle oder andere "Boden" -Drohungen höherer Gewalt auftreten. Es wird Probleme im Weltraum geben, aber sie können auf Wunsch und bei Bedarf gelöst werden.

Source: https://habr.com/ru/post/de380977/