Hintergrund: Das globale Internet für alle und seine Schöpfer

Glasfaser ist eine großartige Gelegenheit, um Highspeed-Internet direkt zu Ihnen nach Hause oder ins Büro zu bringen. Aber auch in Großstädten ist der Breitbandzugang zum Netzwerk nicht für jedermann zugänglich, da die Anbieter nur ungern Einfamilienhäuser oder abgelegene, dünn besiedelte Siedlungsgebiete des Zentrums verbinden.

Was können wir über kleine Städte, Dörfer und Dörfer sagen, die weit entfernt von den Hauptautobahnen liegen? Darüber hinaus ist das Internet in armen Ländern, selbst in großen Städten, langsam und teuer, und Dörfer und Kleinstädte sind seit vielen Jahren ohne Internet. Um sie mit dem globalen Netzwerk zu verbinden, benötigen Sie die Fähigkeiten und Ressourcen nicht einzelner Anbieter, sondern von Telekommunikationsgiganten. Solarbetriebene Drohnen mit Netzwerkgeräten, Ballons, Satelliten und anderen interessanten Funktionen - all dies ist keine Science-Fiction, sondern Realität. Aber wer steht schon kurz vor dem Erfolg und wer ist noch weit davon entfernt? Lass es uns herausfinden.

Unternehmen wie SpaceX, Facebook, OneWeb, Google und sogar Roscosmos nehmen jetzt am „Weltraum-Internet-Rennen“ teil (das staatliche Unternehmen hat jedoch erst über seinen Wunsch gesprochen, das Weltraumkommunikationsprojekt zu entwickeln).

SpaceX und Starlink

Über seine Idee, mehrere tausend Satelliten in eine erdnahe Umlaufbahn zu bringen, um die gesamte Oberfläche des Planeten mit Highspeed-Internet zu bedecken, wurde Elon Mask 2015 mehr oder weniger detailliert. Gleichzeitig begannen die Arbeiten an diesem Großprojekt, später Starlink genannt .

Im Jahr 2016 beantragte Space Exploration Holdings, LLC (SpaceX) bei der US-Regierung die Erlaubnis zum Betrieb eines eigenen Satellitenkommunikationsnetzes. Die Anfrage enthielt einige technische Details des Projekts. In dem Dokument wurde insbesondere auf die Notwendigkeit hingewiesen, mehr als viertausend Satelliten in die Umlaufbahn zu bringen. Nach der Bereitstellung des Netzwerks plant das Unternehmen, weltweit Hochgeschwindigkeits-Netzwerkzugriffsdienste mit den Frequenzen Ku (10,7–18 GHz) und Ka (26,5–40 GHz) bereitzustellen.

Ursprünglich plante das Unternehmen, 4425 Satelliten in die Umlaufbahn zu bringen, entschied sich dann aber, ihre Zahl auf 12.000 zu erhöhen. Um den Umfang des Projekts zu verdeutlichen, werde ich jetzt die Anzahl der Satelliten angeben, die sich in der Umlaufbahn unseres Planeten befinden - es gibt nur etwa 1.400 davon. In einigen Jahren plant Musk, diese zu erhöhen ihre Anzahl ist fast 10 mal. Technische Details des Projekts finden Sie hier unter diesem Link .

Die Projektkosten werden auf mindestens 10 Milliarden US-Dollar geschätzt. Weder SpaceX noch Musk verfügen persönlich über solches Geld, sodass Sie Investitionen und geliehene Mittel verwenden müssen. Das Satellitennetz soll mit dem Start von mehreren hundert Systemen beginnen und dann das Volumen der „Satellitenarmada“ schrittweise erhöhen. Es wird mehrere Umlaufbahnen geben, aber alle sind niedrig, die Höhe beträgt 1150 bis 1325 km. Dies ist höher als bei der Internationalen Raumstation, aber niedriger als bei geostationären Satelliten.



Die Größe der Satelliten beträgt 4 × 1,8 × 1,2 m, Gewicht - 386 kg. Die geschätzte Lebensdauer beträgt fünf bis sieben Jahre. Eine Falcon 9-Rakete kann bis zu 50 Satelliten gleichzeitig aufnehmen. Es stellt sich heraus, dass Sie Falcon 9 32 Mal ausführen müssen, um die ersten anderthalb tausend Systeme anzuzeigen. Übrigens ist die Verfügbarkeit unserer eigenen, preiswerten Trägerraketen ein großer Vorteil von SpaceX, und kein anderes Unternehmen, das dies tun wird, hat eine solche Chance.

Soweit man beurteilen kann , wurden die Mitarbeiter des Starlink-Projekts bereits eingestellt, sodass wir davon ausgehen können, dass das Projekt bald seine volle Arbeit aufnehmen wird. Bisher befinden sich zwei Testsatelliten im Orbit - Tim und Struppi-A und Tim und Struppi-B, die im Februar dieses Jahres gestartet wurden.

Vor einigen Tagen gab es Informationen, dass das US-Militär begann, mit Starlink zusammenzuarbeiten, und dies bedeutet viel für die Zukunft und das gegenwärtige Projekt. In jedem Fall hat das Unternehmen bereits die Genehmigung der Aufsichtsbehörde erhalten.

Facebook

Facebook kündigte seine Absicht an, entfernte Regionen gleichzeitig mit SpaceX im Jahr 2015 mit dem globalen Netzwerk zu verbinden. Der ursprüngliche Plan bestand zwar darin, eine ganze Armee unbemannter Luftfahrzeuge einzusetzen, die mit Strom betrieben werden, der von Fotozellen erzeugt wird. UAVs haben sogar ihren eigenen Namen Aquila. Laut den Entwicklern können Drohnen lange Zeit in der Luft sein.

Und das trotz der Tatsache, dass das Gewicht eines solchen Geräts etwa eine halbe Tonne beträgt. Die Abmessungen von Drohnen sind ernst - dies sind ziemlich große Flugzeuge, für deren Start spezielle Installationen erforderlich sind. Die Geräte sollten über 20 km fliegen, um den aktuellen Standort der Flüge der Fluggesellschaft nicht zu beeinträchtigen.

Facebook machte Drohnen - ihre Fotos, auf denen Flugzeuge in der Luft sind und von der Sonne gewaschen werden, wurden oft im Netzwerk veröffentlicht. Die Facebook-Drohne befand sich zwar im Notfall und wurde beim ersten Flug schwer beschädigt. Der Schaden erlaubte keine weiteren Tests, und Facebook hatte keine Lust, einen zweiten zu erstellen, soweit man das beurteilen kann.

In diesem Jahr, im Juni, weigerte sich das soziale Netzwerk offiziell , das Projekt fortzusetzen. Höchstwahrscheinlich war nicht nur der Unfall betroffen, sondern auch die potenziellen technischen Schwierigkeiten bei der Umsetzung eines solchen Großprojekts. Schließlich erfordern Drohnen, die in der Atmosphäre fliegen, eine ständige Überwachung und technische Unterstützung. Darüber hinaus forderte die Aufsichtsbehörde in den USA, dass die Drohne des sozialen Netzwerks für alles sicher ist - für Tiere, Vögel und sogar archäologische Stätten.



Jetzt hat Facebook beschlossen, seine eigenen Internet-Satelliten in Angriff zu nehmen , da ein solches Projekt effektiver und weniger problematisch sein wird als atmosphärische Drohnen. Ein speziell entwickelter Satellit namens Athena wurde bereits entwickelt. Sein Design ermöglicht es, "Vertretern entfernter, unzugänglicher Regionen der ganzen Welt Zugang zu einem Hochgeschwindigkeitsnetzwerk zu gewähren".

Details des Projekts wurden nicht bekannt gegeben, aber wir müssen denken, dass SpaceX einen ernsthaften Konkurrenten hat.

Google

Google ist seit mehreren Jahren an einem eigenen Projekt beteiligt, dessen Grundlage stratosphärische Ballons sind, die eine Nutzlast in Form von Netzwerkgeräten und Batterien tragen. Bis vor kurzem war Project Loon nur ein Pilotprojekt, dessen Vermarktungsmöglichkeit eine große Frage war.

Im Juni dieses Jahres wurde jedoch bekannt, dass das Projekt den ersten kommerziellen Partner erhielt - wir sprechen über Telkom Kenia. In Kürze werden für die Bereitstellung der Netzwerkinfrastruktur in diesem Land Sprechblasen verwendet.

Alles begann viel früher als Facebook oder SpaceX. Google begann 2011, also etwa sieben Jahre, mit der Arbeit an diesem Projekt. Nach der Idee sollten sich Ballons in einer Höhe von etwa 20 km befinden, von wo aus sie das Internet verbreiten. Ein Ballon kann das Gebiet von 5.000 km ^{2 mit} Kommunikation abdecken.

Google hatte keine Angst vor der Komplexität des Projekts - selbst mit einem Ball ist es sehr schwierig zu kontrollieren oder sogar zu verstehen, wohin es derzeit geht. Was können wir über ein paar zehn oder Hunderte von Bällen sagen? Um zu lernen, wie man die Bewegung von "Bällen" vorhersagt, untersuchte das Unternehmen mehrere Jahre lang die Dynamik atmosphärischer Strömungen in verschiedenen Regionen, in denen das Projekt zunächst gestartet werden sollte. Es wurden auch Computermodelle verwendet, in denen viele hundert Millionen (ja, das ist kein Tippfehler) Kilometer digitale Bälle flogen.

Balltests wurden in Neuseeland, Brasilien und Zentralkalifornien durchgeführt. Darüber hinaus arbeitete Project Loon sowohl in Peru als auch in Puerto Rico im Testmodus, nachdem die Internetinfrastruktur in den Regionen durch Überschwemmungen und Hurrikane beschädigt worden war. Was Kenia betrifft, werden die Bälle in diesem Land Orte mit Breitband-Internet bereitstellen, an denen nicht einmal eine Mobilfunkverbindung besteht.

Oneweb

Dieses Unternehmen kann als Konkurrent von SpaceX und Facebook bei der Schaffung von Satelliten-Internet-Netzwerken angesehen werden. OneWeb konnte die behördliche Genehmigung für Tests erhalten und plant, im nächsten Jahr etwa 900 Geräte im Orbit einzusetzen.

Da OneWeb keine eigenen Trägerraketen hat, werden Starts mit Raketen wie Sojus, LauncherOne (Virgin Orbit) und New Glenn (Blue Origin) durchgeführt.

Der Start der Satelliten erfolgt in drei Schritten. Das erste ist das Erscheinen der ersten Satelliten in einer niedrigen Umlaufbahn. Diese Systeme bieten Zugriff auf das Netzwerk mit einer Geschwindigkeit von bis zu 500 Mbit / s (für einen einzelnen Benutzer). Die zweite Stufe ist die Erweiterung der Satellitenkonstellation, die Geschwindigkeit wird auf 2,5 Gbit / s erhöht. Die dritte Stufe ist der Start der verbleibenden Satelliten bei einer Netzwerkgeschwindigkeit von bis zu 2,5 Gbit / s.

Die Projektkosten sind sogar höher als die von SpaceX - die Zahl ist einfach riesig - 30 Milliarden US-Dollar. OneWeb plant, den Bau der Satelliteninfrastruktur für das Netzwerk bis 2027 abzuschließen. Die gesamte Netzwerkbandbreite beträgt zu diesem Zeitpunkt etwa 1000 Terabit. Übrigens werden 17 Starts mit Hilfe des russischen „Sojus“ aus russischen Cosmodromen durchgeführt.

Ende 2018 plant das Unternehmen den Start seines ersten Satelliten vom Kourou-Kosmodrom des Guiana Space Center.

Roskosmos

Vertreter von Roscosmos denken eindeutig in großem Maßstab und planen daher zusätzlich zur Schaffung umlaufender Mondstationen die Schaffung eines globalen Satelliten-Internet-Netzwerks. Die Agentur stellte ihr Projekt im Mai vor und erklärte, dass es mit den Systemen von OneWeb und Starlink konkurrieren werde. Dieses Programm sieht den Einsatz einer Konstellation von 288 Satelliten mit einer Umlaufbahn von 870 km bis 2025 vor und erfordert Investitionen von 300 Milliarden Rubel.

Im Juli genehmigte der russische Präsident Wladimir Putin die Zuweisung eines Projekts zur Schaffung eines globalen Satelliten-Internet-Systems als separates Zielprogramm. Außerdem wird es jetzt nicht "Äther", sondern "Kugel" genannt.

„Heute hat Russland Dutzende von zivilen Satelliten und Dutzende von Verteidigungssatelliten, und wir brauchen 640 Satelliten, die die optimale Konstellation für die Fernerkundung der Erde schaffen und eine hervorragende Fernkommunikation für das gesamte Gebiet unseres Landes bieten. In der Tat ist dies eine Überarbeitung der Ansätze zur Bildung unserer Orbitalgruppe. Unser Land ist das größte auf dem Territorium, es gibt schwer erreichbare Stellen - Sie können keine Glasfaser- und Stromleitungen physisch ansammeln. Der Weltraum in Russland wird es ermöglichen, das Land zu verbinden “, erklärte Putin.

Rogozon sagte, dass für die Umsetzung des Projekts „es notwendig ist, neue Fabriken zu bauen, eine Produktion von weltraumgestützten Elementbasen mit einer Standardgröße von 22 Nanometern zu schaffen - damit es sich um kleine Geräte handelt und nicht um solche Tassen wie zuvor. Wir dachten, wir könnten es schaffen. “ Um eine solche Anzahl von Satelliten zu starten, werden mindestens 25 Angara-Raketen benötigt. Der gleiche Rogozin glaubt, dass dies "die finanziellen Probleme lösen wird, die mit dem Khrunichev-Zentrum verbunden sind".

Wann ist das "Internet für alle" zu erwarten?

Der Anfang wird höchstwahrscheinlich im Jahr 2019-2020 gelegt, nicht früher. Es wird Zeit und Ressourcen erfordern, um eine große Anzahl von Satelliten zu starten und eine funktionierende Infrastruktur bereitzustellen, die nicht nur als experimentelle Infrastruktur verwendet werden kann.

Soweit man verstehen kann, wird sich die Idee des Weltraum-Internets durchsetzen. Es mag gut sein, dass Google die Kommerzialisierung seiner Technologie erreichen wird, aber es wird kein globales, sondern ein regionales Projekt sein. Beispielsweise können damit Regionen, die von einer Katastrophe betroffen sind, mit dem Netzwerk verbunden werden. Es besteht keine Notwendigkeit, über die Bereitstellung eines Netzwerks von Ballons auf globaler Ebene zu sprechen - die Implementierung ist zu schwierig. Schwierig und teuer.

Neben den oben genannten Organisationen gibt es noch andere, aber ihre Projekte sind noch nicht weiter fortgeschritten als hochkarätige Aussagen (wie übrigens Roskosmos). Wenn das globale Internet erscheint, wird es daher von einem der genannten Unternehmen gestartet.