Созвездие спутникового интернета
Созвездие спутникового Интернета — это созвездие искусственных спутников, предоставляющих услуги спутникового Интернета . В частности, этот термин стал обозначать новое поколение очень крупных созвездий (иногда называемых мегасозвездиями). [ 1 ] ) на низкой околоземной орбите (НОО) для предоставления с низкой задержкой и высокой пропускной способностью ( широкополосной связью ) интернет-услуг . [ 2 ] По состоянию на 2020 год 63 процента сельских домохозяйств во всем мире не имеют доступа к Интернету из-за требований к инфраструктуре подземных кабелей и сетевых вышек . Группировки спутникового Интернета предлагают недорогое решение для расширения покрытия. [ 3 ]
История
[ редактировать ]Хотя более ограниченные услуги спутникового Интернета были доступны через геосинхронные спутники связи , находящиеся на геостационарной орбите в течение многих лет, они имели весьма ограниченную полосу пропускания (не широкополосную связь), большую задержку и предоставлялись по такой относительно высокой цене , что спрос на предлагаемые услуги был довольно низким. [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]
В 1990-х годах было предложено и разработано несколько группировок спутникового интернета на НОО, в том числе Celestri (63 спутника) и Teledesic (первоначально 840, позже 288 спутников). От этих проектов отказались после банкротства группировок спутниковых телефонов Iridium и Globalstar в начале нулевых.
В 2010-х годах интерес к группировкам спутникового Интернета возобновился из-за снижения стоимости запуска в космос и возросшего спроса на широкополосный доступ в Интернет. Группировки интернет-спутников планируются частными компаниями, такими как OneWeb ( Созвездие OneWeb ), [ 7 ] [ 8 ] SpaceX ( Старлинк ), [ 9 ] [ 10 ] Амазонка ( Проект Койпер ), [ 11 ] [ 12 ] Samsung и Роскосмос (Сфера) [ 13 ] [ 14 ] и Китай (Хунвань, 2018 г., [ 2 ] или национальный проект спутникового интернета , 2021). [ 15 ] К концу 2018 года было предложено запустить и разместить на околоземных орбитах в период с 2019 по 2025 год более 18 000 новых спутников. [ 2 ] Это более чем в десять раз больше спутников, чем сумма всех активных спутников в космосе по состоянию на март 2018 года. Более поздние предложения к 2020 году могут довести это число до более чем 100 000. [ 16 ]
Через год после начала развертывания первой группировки спутникового интернета — Starlink, запуск которой начался в конце 2019 года, а бета-тестирование сети началось в конце 2020 года; OneWeb начала развертывание спутников в первом полугодии 2020 года: стали лучше понимать конкурентные нарушения устоявшихся бизнес-моделей спутниковых компаний. В начале 2021 года три крупнейших европейских спутниковых оператора SES , Eutelsat и Hispasat , которые до этого времени воздерживались от разработки и развертывания группировки широкополосного спутникового Интернета за счет частных средств , проинформировали Европейскую комиссию , что они готовы инвестировать в развитие такой проект, если бы Европейский Союз также инвестировал в эти усилия государственные средства. [ 17 ] Все три компании ранее сосредоточились на предоставлении услуг связи с орбит GEO и MEO , в то время как новые провайдеры спутникового Интернета размещают свои группировки исключительно на околоземной орбите . [ 17 ]
В 2018 году российское правительство учредило программу группировки «Сфера», состоящую из 162 спутников, обеспечивающих широкополосное подключение к Интернету, ретрансляцию сообщений , видеотрансляцию и услуги дистанционного зондирования. В октябре 2022 года был запущен спутник-демонстратор технологии «Скиф-Д». [ 18 ]
Дизайн
[ редактировать ]Предлагаемые системы сильно различаются по количеству спутников, типам орбит и телекоммуникационной архитектуре (в частности, наличию или отсутствию межспутниковых линий связи ). Проекты систем были проанализированы с использованием статистических методов и моделирования для оценки общей пропускной способности. [ 19 ] Особенно сложной задачей является динамичный характер сети, поскольку спутники LEO обычно проходят над заданным местоположением менее чем за 10 минут. [ 20 ]
Потенциал
[ редактировать ]Для континентальных расстояний (более примерно 3000 км [ 21 ] Ожидается, что спутниковые интернет-сети LEO смогут обеспечить меньшую задержку, чем оптоволоконные линии. [ 22 ] [ 21 ] [ 23 ] Ожидается, что это будет работать даже без межспутниковой связи, используя только ретрансляторы наземных станций. [ 24 ] [ 25 ] Говорят, что новые сети смогут «потенциально конкурировать с сегодняшними интернет-провайдерами во многих сферах». [ 21 ]
Проблемы и критика
[ редактировать ]Критики возражали против увеличения светового загрязнения астрономии , приводящих , увеличения вероятности столкновений спутников к образованию космического мусора , и, в более общем смысле, отсутствия очистки по окончании срока службы растущего числа спутников, которые могут стать космическим мусором. [ 26 ] [ 27 ]
Астрономы изучили потенциальные последствия увеличения использования спутников на низкой околоземной орбите на очень большом телескопе , который использует сверхширокую экспозицию изображений, таком как 8,4-метровый обзорный телескоп Симони. [ 28 ] используется в проекте Legacy Survey of Space and Time в обсерватории Веры К. Рубин . Они обнаружили, что от 30 до 40% воздействий могут быть скомпрометированы в первые и последние часы ночи. [ 29 ] Исследование показало, что на сумеречные наблюдения особенно влияют SC и что доля полосатых изображений, сделанных в сумерках, увеличилась с менее чем 0,5% в конце 2019 года до 18% в августе 2021 года из-за спутников SpaceX Starlink. [ 30 ] Астрономы также выразили обеспокоенность по поводу влияния группировок спутникового Интернета на радиоастрономию . [ 31 ]
Необходимы дополнительные исследования для определения воздействия (помимо прочего) светового загрязнения на различные места, сообщества, коренные народы и другие формы наблюдения.
Смягчение в астрономии
[ редактировать ]В отчете семинара SATCON1 в 2020 году сделан вывод, что воздействие крупных спутниковых группировок может серьезно повлиять на некоторые астрономические исследования, и перечислены шесть способов смягчить вред астрономии. [ 32 ] [ 33 ] В 2022 году МАС объявил о создании Центра защиты темного и тихого неба от помех созвездий спутников для координации или объединения мер по смягчению таких пагубных последствий. [ 34 ] [ 35 ] [ 36 ] AAS , поддерживает живой документ в котором отслеживается недавний прогресс в этой области. [ 37 ]
Космическое управление
[ редактировать ]
Руководящие принципы ООН и стандарт ISO 24113 по предотвращению образования космического мусора «поощряют» организации добровольно: [ 27 ]
- Ограничьте выброс мусора во время нормальной работы.
- Свести к минимуму вероятность поломок на орбите
- Утилизация после миссии
- Предотвращение столкновений на орбите
Исследование предполагает, что политика может помочь в достижении цели по уменьшению засорения и обеспечению устойчивости космоса . [ 27 ] Группа ученых изложила обоснование управления, которое регулирует текущую свободную экстернализацию истинных затрат и рисков , рассматривая орбитальное пространство вокруг Земли как «дополнительную экосистему» или общую «часть человеческой среды», которая должна подвергаться тем же проблемам. и правила, такие как , например, океаны на Земле . В исследовании делается вывод, что необходимы «новые политики, правила и положения на национальном и международном уровне». [ 39 ] [ 38 ]
По состоянию на 2022 год глобальная космическая деятельность не находится в достаточной степени под контролем какой-либо международной организации, и поэтому «не существует общего набора правил, регулирующих глобальную космическую деятельность, и никаких механизмов, обеспечивающих надлежащую утилизацию оборудования после завершения космических миссий». существуют ли какие-либо скоординированные усилия по очистке десятилетиями космического мусора, уже скопившегося на орбите». [ 40 ]
Созвездия
[ редактировать ]Оперативный
[ редактировать ]- Globalstar — действующая группировка из 24 спутников на низкой околоземной орбите (LEO) для спутниковой связи и низкоскоростной передачи данных, охватывающая большую часть суши в мире. Запуск группировки второго поколения завершился 6 февраля 2013 года.
- Иридиум — оперативная группировка из 66 взаимосвязанных спутников на полярной орбите , используемая для предоставления услуг спутниковой связи и низкоскоростной передачи данных по всей поверхности Земли. 11 января 2019 года было завершено создание группировки спутников связи второго поколения Iridium NEXT.
- Orbcomm — оперативная группировка, используемая для предоставления услуг глобального мониторинга активов и обмена сообщениями с помощью группировки из 29 спутников связи на низкой околоземной орбите, находящихся на орбите 775 км.
- Starlink — проект развития спутниковой группировки для обеспечения высокоскоростного Интернета, реализуемый SpaceX для развертывания почти 12 000 спутников на нескольких орбитальных оболочках к середине 2020-х годов.
- Lynk Global - спутниковая группировка спутниковой связи между спутниками и мобильными телефонами, целью которой является покрытие традиционных недорогих мобильных устройств.
- Viasat, Inc. — действующий поставщик широкополосной спутниковой связи, предоставляющий фиксированные, наземные мобильные и бортовые антенны.
- Группировка OneWeb — сеть из 648 спутников планируется завершить к концу 2022 года.
- Project Kuiper — группировка Amazon будет состоять из 3236 спутников, работающих в трех орбитальных оболочках.
- O3b mPOWER — обеспечивает покрытие большей части земного шара в рамках услуги, запущенной в 2024 году. Спутники были построены компанией Boeing .
- G60 — спутниковый проект, разработанный Shanghai Spacecom Satellite Technology (SSST), с целью развертывания 14 000 спутников к 2030 году. Первый этап состоит из 1296 спутников для обеспечения глобального покрытия, 648 из них должны быть запущены к концу 2025 года для обеспечения покрытия региональной сети. . [ 41 ]
- China State Owned Constellation ( Chinasat ) — действующая группировка спутникового интернета, принадлежащая правительству Китая . [ 42 ] [ 43 ]
- «Сфера» — проект спутниковой группировки Российской Федерации, в котором планируется разместить до 640 спутников.
Планируется
[ редактировать ]- AST SpaceMobile — планируемая группировка спутников-мобильных телефонов для предоставления услуг 5G по всему миру для существующих немодифицированных мобильных телефонов.
- Спутниковая инфраструктура для устойчивости, межсетевого взаимодействия и безопасности (IRIS²) — планируемая многоорбитальная группировка спутникового интернета, которая будет развернута Европейским Союзом к 2027 году. [ 44 ]
Несуществующий
[ редактировать ]- Teledesic - бывшее (1990-е годы) предприятие по предоставлению услуг широкополосного спутникового Интернета.
См. также
[ редактировать ]- Спутниковая навигация
- Спутниковое созвездие
- Световое загрязнение
- Группировки спутников двусторонней связи
- Спутниковый доступ в Интернет
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Генри, Калеб (25 июня 2019 г.). «Megaconstellation осторожно относится к этапам развертывания» . Космические новости . Проверено 3 июля 2019 г.
- ^ Jump up to: а б с
«NSR сообщает об амбициозной группировке Китая из 300 малых спутников на околоземной орбите» . СатНьюс . 8 марта 2018 года . Проверено 24 марта 2018 г.
Наиболее заметными или, по крайней мере, наиболее обсуждаемыми претендентами на НОО являются США и Канада, их насчитывается не менее 11, а запланированное количество спутников будет развернуто около 18 000.
- ^ Янг, Макена; Тадани, Ахил (1 декабря 2022 г.). Низкая орбита, высокие ставки: олл-ин в конкурсе широкополосной связи LEO (PDF) . Центр стратегических и международных исследований (CSIS).
- ^
Бродкин, Джон (15 февраля 2013 г.). «Спутниковый Интернет быстрее, чем заявлено, но задержка по-прежнему ужасна» . Арс Техника . Проверено 24 марта 2018 г.
Задержка спутниковой связи составляет 638 мс, что в 20 раз выше, чем у наземной широкополосной связи.
- ^ «Задержка – почему она так важна для спутникового Интернета?» . Системы VSAT. 2013 . Проверено 24 марта 2018 г.
- ^ «В чем разница между наземным (наземным) Интернетом и спутниковым Интернетом?» . Сетевые инновационные партнеры . 2014 . Проверено 24 марта 2018 г.
- ^ Буше, Марк (3 июня 2014 г.). «Построит ли Google спутниковую группировку?» . СпейсРеф Бизнес. Архивировано из оригинала 16 июля 2014 года . Проверено 25 марта 2018 г.
- ^ Винклер, Рольф; Пастор, Энди (11 июля 2014 г.). «Следующая миссия Илона Маска: интернет-спутники SpaceX и основатель Tesla рассматривают возможность создания более легких и дешевых спутников» . Уолл Стрит Джорнал . Проверено 25 марта 2018 г.
- ^ Петерсен, Мелодия (16 января 2015 г.). «Илон Маск и Ричард Брэнсон инвестируют в проекты спутникового Интернета» . Лос-Анджелес Таймс . Проверено 19 января 2015 г.
- ^ Бродкин, Джон (4 октября 2017 г.). «Широкополосные спутники SpaceX и OneWeb вызывают опасения по поводу космического мусора» . Арс Техника . Проверено 7 октября 2017 г.
- ^ Шитц, Майкл (4 апреля 2019 г.). «Amazon хочет запустить тысячи спутников, чтобы обеспечить широкополосный доступ в Интернет из космоса» . CNBC . Проверено 19 сентября 2019 г.
- ^ Amazon излагает FCC цели обслуживания созвездий, планы развертывания и спуска с орбиты , Калеб Генри, SpaceNews , 8 июля 2019 г., по состоянию на 19 сентября 2019 г.
- ^ «Россия начнет развертывание нового кластера спутников нового поколения «Сфера» с 2021 года» .
- ^ « ОБЪЕМ» общих интересов» .
- ^ Джонс, Эндрю (27 июля 2021 г.). «Китайская ракетная компания Space Pioneer обеспечивает крупное финансирование перед первым запуском» . Космические новости . Проверено 27 июля 2021 г.
- ^ Груш, Лорен (26 августа 2020 г.). «Будущее с десятками тысяч новых спутников может «фундаментально изменить» астрономию: доклад» . Грань . Проверено 22 ноября 2020 г.
- ^ Jump up to: а б де Сельдинг, Питер Б. (11 января 2021 г.). «ГРУППОВОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ИЛИ ПЛАТИТЕ НАМ, И МЫ ВЕРИМ? SES, EUTELSAT, HISPASAT ГОВОРЯТ, ЧТО ОНИ ИНВЕСТИРУЮТ В ПРОЕКТ ШИРОКОПОЛОСНОЙ СЕТИ LEO» . Отчет космической разведки . Проверено 11 января 2021 г.
- ^ Кларк, Стивен (18 октября 2022 г.). «В провале японской ракеты «Эпсилон» виновата система ориентации» . Космический полет сейчас . Проверено 23 октября 2022 г.
- ^ дель Портильо, Иниго; Кэмерон, Брюс Г.; Кроули, Эдвард Ф. (1 июня 2019 г.). «Техническое сравнение трех низкоорбитальных спутниковых систем для обеспечения глобальной широкополосной связи» . Акта Астронавтика . 159 : 123–135. Бибкод : 2019AcAau.159..123D . дои : 10.1016/j.actaastro.2019.03.040 . hdl : 1721.1/135044.2 . ISSN 0094-5765 . S2CID 115993580 .
- ^ Бхаттачерджи, Дебопам; Сингла, Анкит (3 декабря 2019 г.). «Проектирование топологии сети на скорости 27 000 км/час» . Материалы 15-й Международной конференции по новым сетевым экспериментам и технологиям . CoNEXT '19. Орландо, Флорида: Ассоциация вычислительной техники. стр. 341–354. дои : 10.1145/3359989.3365407 . ISBN 978-1-4503-6998-5 . S2CID 208946393 .
- ^ Jump up to: а б с Бхаттачерджи, Дебопам; Акил, Вакар; Бозкурт, Илькер Нади; Агирре, Энтони; Чандрасекаран, Балакришнан; Годфри, П. Брайтен; Лафлин, Грегори; Мэггс, Брюс; Сингла, Анкит (15 ноября 2018 г.). «Готовимся к космической гонке XXI века». Материалы 17-го семинара ACM по актуальным темам в сетях . ХотНетс '18. Редмонд, Вашингтон, США: Ассоциация вычислительной техники. стр. 113–119. дои : 10.1145/3286062.3286079 . ISBN 978-1-4503-6120-0 .
- ^ Хэндли, Марк (15 ноября 2018 г.). «Отсрочка не вариант» . Материалы 17-го семинара ACM по актуальным темам в сетях . ХотНетс '18. Редмонд, Вашингтон, США: Ассоциация вычислительной техники. стр. 85–91. дои : 10.1145/3286062.3286075 . ISBN 978-1-4503-6120-0 . S2CID 53284161 .
- ^ Небеса, Дуглас (7 ноября 2018 г.). «Первый подробный взгляд на то, как может работать космический интернет Илона Маска» . Новый учёный . Проверено 22 ноября 2020 г.
- ^ Хэндли, Марк (14 ноября 2019 г.). «Использование наземных реле для глобальной маршрутизации с малой задержкой в мегасозвездиях» . Материалы 18-го семинара ACM по актуальным темам в сетях . ХотНетс '19. Принстон, Нью-Джерси, США: Ассоциация вычислительной техники. стр. 125–132. дои : 10.1145/3365609.3365859 . ISBN 978-1-4503-7020-2 . S2CID 207960066 .
- ^ Пресс, Ларри (30 декабря 2019 г.). «Моделирование Starlink показывает низкую задержку без межспутниковой лазерной связи» . www.circleid.com . Проверено 22 ноября 2020 г.
- ^ Груш, Лорен (28 сентября 2018 г.). «Поскольку спутниковые группировки становятся все больше, НАСА беспокоится об орбитальном мусоре» . Грань . Проверено 22 марта 2022 г.
- ^ Jump up to: а б с Уильямс, Эндрю П.; Ротола, Джулиана (2021). «Обеспечение согласованности политики по предотвращению образования космического мусора и астрономии со стороны спутниковых группировок» (на немецком языке) . Проверено 22 марта 2022 г.
- ^ «О ЛСТТ | Обсерватория Рубин» . www.lsst.org . 2 апреля 2013 года . Проверено 22 ноября 2020 г.
- ^ Эно, Оливье Р.; Уильямс, Эндрю П. (1 апреля 2020 г.). «Влияние спутниковых группировок на астрономические наблюдения телескопами ESO в видимом и инфракрасном диапазонах» . Астрономия и астрофизика . 636 : А121. arXiv : 2003.01992 . Бибкод : 2020A&A...636A.121H . дои : 10.1051/0004-6361/202037501 . ISSN 0004-6361 . Проверено 22 ноября 2020 г.
- ^ Мроз, Пшемек; Отарола, Ангел; Принс, Томас А.; Декани, Ричард; Дуев Дмитрий А.; Грэм, Мэтью Дж.; Грум, Стивен Л.; Маски, Фрэнк Дж.; Медфорд, Майкл С. (1 января 2022 г.). «Влияние спутников SpaceX Starlink на наблюдения за переходными объектами Цвикки» . Письма астрофизического журнала . 924 (2): L30. arXiv : 2201.05343 . Бибкод : 2022ApJ...924L..30M . дои : 10.3847/2041-8213/ac470a . ISSN 2041-8205 .
- ^ Кимбро, Адам. «Спутниковые группировки и радиоастрономия» . www.thespacereview.com . Космический обзор . Проверено 22 ноября 2020 г.
- ^ Чжан, Эмили. «Темные спутники SpaceX все еще слишком яркие для астрономов» . Научный американец . Проверено 16 сентября 2020 г.
- ^ «Отчет предлагает план действий по смягчению воздействия крупных спутниковых группировок на астрономию | Американское астрономическое общество» . aas.org . Проверено 16 сентября 2020 г.
- ^ «Астрономы противостоят мегасозвездиям спутников» . Новости Би-би-си . 4 февраля 2022 г. Проверено 10 марта 2022 г.
- ^ «Защита темного и тихого неба от помех созвездия спутников» . Институт радиоастрономии Макса Планка, Бонн . Проверено 10 марта 2022 г.
- ^ «Международный астрономический союз | МАС» . www.iau.org . Архивировано из оригинала 13 марта 2022 года . Проверено 10 марта 2022 г.
- ^ «Влияние крупных спутниковых созвездий на астрономию: постоянные обновления | Американское астрономическое общество» . aas.org . Проверено 22 марта 2022 г.
- ^ Jump up to: а б Лоуренс, Энди; Роулз, Мередит Л.; Джа, Мориба; Боли, Аарон; Ди Вруно, Федерико; Гаррингтон, Саймон; Крамер, Майкл; Лоулер, Саманта; Ловенталь, Джеймс; Макдауэлл, Джонатан; МакКогрин, Марк (апрель 2022 г.). «Дело в пользу космической экологии». Природная астрономия . 6 (4): 428–435. arXiv : 2204.10025 . Бибкод : 2022NatAs...6..428L . дои : 10.1038/s41550-022-01655-6 . ISSN 2397-3366 . S2CID 248300127 .
- ^ «Орбитальное пространство вокруг Земли должно быть защищено на фоне появления спутников, говорят ученые» . Хранитель . 22 апреля 2022 г. Проверено 13 мая 2022 г.
- ^ «Без устойчивой практики орбитальный мусор будет препятствовать золотой лихорадке в космосе» . ТехКранч . 2 марта 2022 г. Проверено 22 марта 2022 г.
- ^ Джонс, Эндрю (6 августа 2024 г.). «Китай запустил первые спутники для мегагруппировки «Тысяча Парусов»» . Космические новости . Проверено 8 августа 2024 г.
- ^ «Китай начал развертывание собственной сети спутникового Интернета» . 15 июля 2023 г.
- ^ «Китай запускает спутниковый интернет, который может бросить вызов Starlink от SpaceX» . 30 ноября 2023 г.
- ^ «Пресс-уголок» . Европейская Комиссия - Европейская Комиссия . Проверено 12 октября 2023 г.