Сети Starlink – что это и как это будет выглядеть

Когда в конце февраля компания Илона Макса SpaceX запустила ракету Falcon9, запуск оказался немного в тени предыдущего старта — Falcon Heavy, однако он может оказаться не менее эпохальным, потому что на орбиту были отправлены два экспериментальных спутника связи для будущей сети, способной предоставлять бесперебойный и высокоскоростной доступ к интернету в любой точке Земли. 

Запущенные с калифорнийской авиабазы “Ванденберг” спутники Tintin-A и Tintin-B положат начало сети Starlink. В рамках проекта Илон Маск собирается за несколько лет вывести на околоземную орбиту больше спутников, чем за всю предыдущую историю человечества, покрыв интернетом всю территорию планеты.

На фоне этих новостей  дикое заявление советника президента Российской федерации Германа Клименко о готовности страны к отключению от мировой сети кажется безумным и лишенным всякого смысла.

Что это будет?

Для сравнения — сейчас в космосе работают 1740 аппаратов различного назначения. Еще 2600 выведены из эксплуатации, они превратились в космический мусор. Но в орбитальной группировке Starlink уже к середине 2020 годов планируется использование 11925 (!) спутников связи. Они должны будут работать как единая система в виде ячеистой сети, равномерно покрывающей поверхность нашей планеты.

Большую часть этих аппаратов – 7518 – разместят сравнительно недалеко от поверхности Земли – на высоте 335 километров. Они будут передавать и получать сигнал в v-диапазоне частот (от 40 до 75 ГГерц). Сигнал от пользователя до спутника, во-первых, должен идти как можно быстрее  — 25-35 миллисекунд, а во-вторых, должна поддерживаться постоянная скорость передачи данных в 1 ГБит в секунду.

Остальные 4407 спутников будут работать в Ku- и Ka-диапазоне (до 40 ГГерц) и обеспечивать связь на скорости примерно 100 Мбит в секунду. Их орбита (и, соответственно, зона покрытия) будет выше – около 1150 километров.

Такая архитектура обеспечит бесперебойность приема и передачи сигнала в любых условиях. Если на какой-то из «нижних» спутников ляжет слишком большая нагрузка, его поддержат «сверху». Если же и этого будет недостаточно, то на помощь придут соседние аппараты. Инженеры специально предусмотрели в них возможность коммуницировать между собой и перенаправлять антенны на самые востребованные участки – например, на большие города.

Для приема сигнала на поверхности пользователи должны будут купить специальные устройства. Сейчас предполагается, что они будут размером с обычный планшет и ценой не более 300 долларов. Впрочем, к началу эксплуатации сети и размеры устройств, и их цена наверняка серьезно уменьшатся. Достаточно будет подсоединить к такой антенне свой телефон и/или компьютер, чтобы получить интернет невиданной скорости в любой точке мира.

Как это сделать?

Создание сети Starlink – колоссальная инженерно-техническая задача, которую никто раньше даже не пытался поставить. Маск и его партнеры, как всегда, настроены оптимистично: в штате Вашингтон построена фабрика по производству собственных спутников. На фабрике будет производиться не только первоначальная группировка, но и аппараты на замену вышедшим из строя и отработавшим свой срок (он составит примерно семь лет).

SpaceX уже получила разрешение на запуск «высоких» спутников от Федеральной комиссии по связи, которая регулирует эти вопросы в США. Запрос на использование «низких» сейчас рассматривается. Вся система Starlink будет работать в американской юрисдикции – считается, что это позволит оградить ее от попыток ограничить свободу слова или «перекрыть» кому-либо интернет по политическим мотивам.

Помимо собственных средств SpaceX вложит в реализацию программы деньги инвесторов, которые уже нашлись. Корпорация Google и инвестиционная компания Fidelity вложили в нее по миллиарду долларов.

Но главное для успеха именно этого проекта – способность быстро и недорого вывести на орбиту Земли гигантское число космических аппаратов. И тут, разумеется, не обойтись без многоразовых ракет Falcon9 и Falcon Heavy, прекрасно себя зарекомендовавших в предыдущие годы.

Но и тут не все просто. Планируемые к использованию спутники довольно громоздкие – 4 х 1,8 х 1,2 метра при весе в 400 килограммов. Один Falcon9 способен вывести в космос не более десятка таких аппаратов за раз. Falcon Heavy – больше, но не намного, так как проблема не столько в их весе, сколько в объеме и форме обтекателя – их просто физически сложно туда утрамбовать.

Соответственно, только для вывода первых 4407 «высоких» спутников понадобится несколько сотен запусков. Для сравнения: сейчас SpaceX производит три-четыре десятка запусков в год. С такими темпами на формирование запланированной группировки ушли бы десятилетия. Да и то – если SpaceX ничем другим заниматься не будет (а это невозможно).

Поэтому число запусков в ближайшие годы придется наращивать, а габариты спутников уменьшать. Но есть и другие способы ускорить процесс.

Во-первых, во время практически любого коммерческого запуска выводимый на орбиту груз клиента не занимает далеко все пространство под обтекателем. SpaceX может использовать свободное пространство для отправки своих аппаратов на орбиту «зайцем» – ничего не платя за проезд. Именно так, кстати, в космос отправились первые два спутника системы. Tintin-A и Tintin-B «присоседились» к испанскому разведывательному аппарату PAZ, запуск которого оплатило правительство этой страны.

Во-вторых, в ближайшие несколько лет (видимо, в начале 2020-х) Илон Маск обещает запустить в эксплуатацию BFR – Big Falcon Rocket. Эта система намного больше, чем даже Falcon Heavy, а стоимость вывода грузов на орбиту с ее помощью должна стать существенно ниже. В BFR запросто уместится под сотню спутников связи для Starlink.

Для чего это нужно SpaceX?

Илон Маск не скрывает, что главная задача создания глобальной высокоскоростной системы доступа в интернет – это заработок, и немалый. По данным The Wall Street Journal, если к 2025 году число абонентов достигнет 40 миллионов человек, то к 2025 году они будут приносить примерно 30 миллиардов выручки. Операционная прибыль компании может превысить 20 миллиардов долларов.

SpaceX пока не объявляет, во что обойдется пользователям подключение и использование Starlink. Неизвестно даже, придется ли пользователям платить абонентскую плату. Однако даже если и так, то нехватки в клиентах быть не должно.

Даже в США около 40 процентов жителей сельской местности не подключены к широкополосному интернету. Это десятки миллионов потенциальных абонентов. В масштабах всего мира счет идет на миллиарды.

Кроме того, в 2015 году средняя скорость подключения в мире была около 6 Мбит в секунду. Маск предлагает повысить ее на порядки. Если цена услуги не будет чрезмерной, то за нее с радостью заплатят и те, кто живет во вполне цивилизованных условиях.

При этом расходы на обслуживание обещают быть относительно скромными. Закупать оптоволокно не надо, прокладывать кабели по частным владениям, заполярным тундрам, заоблачным вершинам и океанским глубинам – тоже. Наземная инфраструктура вообще будет минимальной.

Конечно, отправка чего бы то ни было в космос – дорогая операция, но когда система будет отлажена, а запуски поставлены на поток, то и тут расходы сократятся до минимума.

В любом случае американские инвесторы и государственные регуляторы относятся к идее создания Starlink серьезно, пустой тратой времени и денег ее никто не считает.

Интересно еще и то, на что Маск собирается тратить деньги, полученные от своей новой затеи. Тут никакого секрета нет: прибыль пойдет на создание и развитие марсианской колонии. В конце концов, полное название SpaceX звучит как Space Exploration Technologies – «Технологии освоения космоса».

Глобальный переворот в образе жизни землян

Starlink находится лишь в самом начале своего развития, однако уже сейчас понятно, что глобальная, высокоскоростная, ничем и никем не ограниченная система доступа в интернет способна всерьез изменить жизнь людей во всем мире.

Жители самых глухих уголков планеты получат возможность беспрепятственно смотреть кино и телевизор, читать новости, делать покупки и просто знать, чем и как живет остальное человечество.

Телекоммуникационные монополии будут разрушены. Повсеместная гигабитная связь может сильно ударить по сотовой связи, интернет-провайдерам и прочим компаниям, занятым в этой сфере. Равный и свободный доступ к информации и общению станет универсальным правом, которое будет очень непросто ограничить.

Это может повлечь уже не только экономические, но и политические последствия. Глобальный доступ в интернет, защищенный Первой поправкой Конституции США, сделает бесполезной и просто невозможной работу разного рода цензоров и создателей «суверенных сетей». Starlink нельзя будет отключить, перерубив какой-либо кабель – за его отсутствием.

Сам Маск сказал, что единственный метод помешать распространению сигнала на какой-либо территории – это «сбить спутник», отметив, что «Китай может это сделать». Технически – да, может. Китайцы даже провели такой эксперимент в 2007 году. Правда, результаты его были катастрофическими – уничтоженный спутник разлетелся на тысячи осколков, которые теперь постоянно угрожают всем прочим космическим аппаратам. Если уничтожить десяток спутников, то дорога в космос будет закрыта для всех.

Конечно, власти могут запретить согражданам пользоваться спутниковыми приемниками Starlink, но со временем это будет сродни запрету на использование сотовых телефонов. Да и сами эти приборы не так велики, чтобы их нельзя было спрятать.

Интернет-цензура отомрет сама собой. Сложно представить человека, который будет пользоваться медленной наземной связью, полностью подконтрольной родному правительству, если альтернативой будет сверхскоростной, свободный и повсеместный доступ в сеть.

Режимам, которые полагаются на тотальный контроль над распространением информации, придется либо меняться, либо выдумывать иные методы воздействия на своих подданных.

Тем более что Starlink – не единственная в своем роде система. Европейская компания OneWeb тоже объявила о намерении создать собственную сеть из тысяч спутников, предоставляющих глобальный и широкополосный доступ в интернет.

Сейчас ее создателей останавливает лишь высокая стоимость космических запусков. Для реализации своего проекта они ждут завершения испытаний многоразовой ракеты New Glenn компании Blue Origin. Эта ракета должна стать не только основным носителем спутников OneWeb, но и главным конкурентом Falcon Heavy в сфере недорогих космических запусков.

Иван Яковина