Ось такі заголовки почав зустрічати з учорашнього дня в інтернеті. Невже ось ось вже інтернет з’явиться по всій Планеті?
Давайте розберемося…
Для початку потрібно зрозуміти, що для покриття всієї планети за проектом потрібно 12 000 супутників або 200 запусків. Запущена перша партія з 60 супутників тестова — на цих супутниках взагалі немає системи лазерного зв’язку між собою. Вони потрібні для тестування прийому сигналу на обладнання на Землі.
Так що інтернет по всій Землі — це ще не скоро. Маск обіцяє все це до 2020 року, але до його термінами мало хто ставиться серйозно.
Ну і ще загальні подробиці про цей варіант отримання інтернету.
Чому супутниковий інтернет сьогодні набагато гірше, ніж звичайний?
Світова мережа потрапляє в будинок більшості жителів Росії по оптоволоконній лінії. Це досить швидкий «постачальник», але він годиться тільки для місць з високою щільністю населення, наприклад міст радянського типу. Більше половини населення планети живе зовсім інакше, за містом або в передмістях — в малоповерхової забудови з помірною щільністю населення. Причому це відноситься не тільки до Індії і так далі, але і, наприклад, до США. Ніяких перспектив переселитись у квартири у жителів таких країн часто немає: у тій же Америці належить за 77 квадратних метрів житлової площі на одну людину — міські квартири на 200 квадратних метрів будуть просто занадто дороги. В малоповерховій забудові тягнути кабель економічно безглуздо — щільність клієнтів занизька.
Поки в таких місцях виручає 4G. Але такий безпровідний інтернет може бути дорогим (як у США, де за рахунок нього може перевищити $50 в місяць), або обмеженим по площі покриття (як в Росії). Причина — в тому, що дійсно велика пропускна здатність каналу зв’язку легко досягається при використанні порівняно коротких радіохвиль. Але короткі радіохвилі, як правило, краще поглинаються атмосферою — а значить, вишки для дійсно широкосмугового бездротового інтернету треба ставити дуже часто. У США за цей багатий платить споживач. У Росії споживач стільки заплатити не може, тому його 4G-інтернет часто закінчується відразу у міській околиці.
Супутник: порятунок чи пустушка?
Вишка з умовним 4G-ретранслятором покриває більшу площу, чим більше її висота. Досить давно багато компанії задумалися: чому б не підняти «вишку» в космос? На геостаціонарній орбіті (~36 000 км) ніякого повітря немає, радіохвилі поглинаються слабко. Орбіта ця тому і називається геостаціонарній, що супутник на ній безперервно висить над одним і тим же місцем земної поверхні, причому покриває іноді чи не половину земної кулі. Вже в 1990-і роки почалися роботи над таким супутниковим інтернетом, хоча помітні практичні результати пішли тільки в XXI столітті.
Але гладко було лише на папері для презентацій. У реальному житті радіосигнал з пакетами даних для клієнта спочатку йде від сервера провайдера на Землі до супутника на геостаціонарній орбіті, а потім — йде звідти назад, до клієнта. 36 000 плюс 36 000 — разом від 72 000 км, вже чверть світловий секунди. На практиці виміри американських урядових регуляторів показують картину ще гірше: затримка проходження пакета з даними для супутникового інтернету сьогодні в середньому 0,6 с. Відеочат або онлайн-гра з такою затримкою — це несерйозно. Масовий клієнт до такого провайдера не піде, а там, де немає масового клієнта, ціни за визначенням низькими бути не можуть. У підсумку супутниковий інтернет залишається не тільки гальмівним, але й дуже дорогим — в рази дорожче, ніж 4G або кабель.
Все нижче і нижче
60 супутників, запущених SpaceX 24 травня 2019 року, з зовсім іншої породи. Це порівняно невеликі (227 кг кожен) апарати, оснащені плоскими антенами, побудованими за принципом фазованої антенної решітки — що дозволяє їм програмно керувати напрямком випромінювання радіохвиль без зміни фізичного стану власної антени. Найголовніше — вони не висять над вибраним шматком планети нерухомо на 36 000 км, а обертаються навколо неї на висоті 440-550 км, приблизно на висоті МКС. Це в 60-80 разів нижче, ніж у існуючих систем супутникового інтернету, а значить, затримки при проходженні сигналу потенційно в 60-80 разів менше — за розрахунками SpaceX вона не перевищить 25 тисячних секунди, проти мінімум 600 тисячних секундыу «геостаціонарного» супутникового інтернету.
Це веде до відразу кількох дуже важливих наслідків. По‑перше, з такою невеликою затримкою вже можна братися за масового споживача. Вимірювання американського урядового регулятора FCC показують, що затримка в 25 тисячних секунди — типова для середнього американського кабельного провайдера. По‑друге, передаючи дані із затримкою в десятки разів менше, можна передавати їх значно швидше — то є один супутник SpaceX може обслужити більше клієнтів, ніж один супутник традиційного «геостаціонарного» інтернету.
Всього SpaceX збирається запустити в космос 11 943 супутника — 1584 на орбіті в 550 км, 7518 — на 340 км і 2841 — на 1150 км. На ці запуски вже отримані дозволи американських властей. Вищі ешелони супутників будуть грати роль посередників для супутників нижчих ешелонів — користуючись відсутністю атмосфери, вони стануть передавати їм по надшвидким систем лазерного зв’язку дані від наземних серверів.
Поки запущені тільки тестові шість десятків супутників на орбіту висотою в 440 км, звідки вони на своїх власних двигунах, що викидають криптон, поступово піднімуться на 550 км. Мета їх експлуатації — накопичення досвіду роботи з наземними терміналами, вперше мають справу з настільки низкоорбитальными інтернет-супутниками. Терміналом називають кінцеве пристрій розміром з складений ноутбук, на який надходить сигнал від супутника — і від якого сигнал передається на клієнтський пристрій, роутер, ноутбук або ПК.
Сьогоднішні інтернет-супутники на геостаціонарних орбітах здатні обслуговувати до 1200 одночасних підключень наземних клієнтів. Скільки зможуть обслуговувати супутники SpaceX, поки неясно — менша висота робить їх роботу, з одного боку, простіше, а з іншого — складніше, тому що вони будуть весь час рухатися відносно наземного клієнта і перемикати його з одного супутника на інший. Але навіть якщо супутник зможе «тягнути» тільки по 1200 підключень одночасно, дюжина тисяч супутників зможе обслужити понад 14 мільйонів терміналів.
Швидкість кожного каналу Ілон Маск, глава SpaceX, позначив 1 гігабіт в секунду. Широкосмугове підключення сьогодні зазвичай дає 20 мегабіт в секунду. Тобто один термінал в теорії може дати зв’язок десяткам наземних пристроїв, підключених, припустимо, до звичайного роутера, пов’язаній з терміналом, які приймають сигнал із супутника SpaceX. Отже, теоретично така угруповання супутників може обслуговувати сотні мільйонів користувачів.
Однак SpaceX оцінює можливу кількість підключень для кожного супутника куди більш оптимістично. У компанії вважають, що зможуть обслуговувати відразу 50% всіх підключених до інтернету пристроїв на планеті Земля. Інакше кажучи — відняти половину світового ринку інтернету у вже існуючих провайдерів. Причому завдяки гігабітної швидкості і відносно низькою ціною SpaceX розраховує обробляти 10% всього інтернет-трафіку навіть у великих містах — тобто прямо атакувати навіть кабельних і 4G-операторів там, де їх інфраструктура розвинена краще всього.
Навіщо SpaceX хоче стати найбільшим провайдером на Землі?
Отже, глобальний супутниковий інтернет тільки однієї компанії сьогодні вже націлений на 50% від всього світового ринку інтернет-підключень. Мова йде про більш ніж мільярд клієнтів з відповідним обсягом продажів. Згідно утекшим в Wall Street Journal даними, SpaceX у другій половині 2020-х років розраховує отримати від світового ринку комерційних запусків $5 мільярдів виручки на рік (півтора річних бюджети Роскосмосу, для порівняння), а від супутникового інтернету — $30 мільярдів. З космічного візника SpaceX мріє вирости у щось на зразок всесвітнього провайдера-монополіста, найбільшого на планеті.
Виділено жовтим — планована виручка SpaceX від пусків, виділено рожевим — від захоплення світового ринку інтернет-послуг
Ключова причина таких наполеонівських амбіцій досить проста. Ілон Маск планує польоти людей на Марс — з допомогою будується зараз його компанією багаторазової системи Starship. Це комбінація дуже великий (вагою тисячі тонн) першого ступеня ракети і другий ступені, що одночасно є космічним кораблем. Внутрішній об’єм цього корабля — більше 800 кубічних метрів, більше, ніж у МКС. Закінчити розробку такого корабля і носія Маск може, але окупити її він зможе тільки при наявності дуже великого попиту.
Будь аналіз космічного ринку показує, що на сьогодні немає такого попиту: Falcon 9, піднімають до 20 тонн, справляються з усіма поточними замовленнями, залишаючи російським ракетам тільки крихти з ще недавно належав їм ринку космічних запусків. Нинішній ринок просто занадто малий для такого монстра, як Starship, і у SpaceX немає виходу, крім як створити попит на такий величезний корабель штучно.
Система супутникового інтернету Starlink, як її називають в компанії, з-за низкоорбитальности супутників вимагає великої їх кількості — інакше догляд одного супутника за горизонт залишить клієнта без зв’язку. Супутники на 350 км через кілька років служби за рахунок гальмування про молекули газів будуть падати в атмосферу і там згоряти, забезпечуючи тим самим відсутність небезпечного космічного сміття на орбіті. І це означає, що підтримка угрупування буде вимагати запуску пари тисяч нових супутників кожен рік.
