StarLink - проект спутниковой связи Элона Маска и Space X. История и Факты. Часть 1.
Автор претендует на то, что его история проекта StarLink - самая правдивая и подробная из имеющихся на сегодня на русском языке.
Прежде чем начать описание проекта - небольшой дисклеймер:
Прошли и почти забыты времена, когда Компании рассылали пухлые пресс релизы , где пытались подробно в деталях, цифрах и чуть ли не чертежах сообщить читателям о совершенном..
Им на смену пришли топ менеджеры в черных водолазках, выступающие в огромных залах перед сотнями своих фанатов, и презентующие свои творения на огромных экранах под аккомпанемент аудио и видео спецэффектов..
Но и они ушли в историю.. Теперь о новостях и достижениях, планах и свершениях миру сообщают в Твиттере, в режиме телеграфа, как будто каждая буква сообщения обходится автору в миллион долларов, от чего все сообщения по ясности изложенного напоминают пророчества пифий дельфийского оракула. Если Автор сего труда не так понял Твит - не обессудьте и не стреляйте в пианиста, он честно пишет так, как его понял . Итак:
Проект StarLink
Родитель: Space X / Элон Эрролович Маск.
Дата и место рождения: ориентировочно начало 2014 год, США. По имеющейся в СМИ информации, Грег Уайлер после ухода из Гугл и старта собственного проекта OneWEB планировал передать подряд на производство спутников для данного проекта компании Space X Илона Маска, которая должна была для этого построить отдельный завод (в качестве места рассматривались Флорида и Колорадо). Возможно идея спутникового глобального интернета настолько воодушевила Маска, (в СМИ предположили, что он хотел таким способом обеспечить связью миллион будущих колонистов на Марсе) , что он решил иметь собственный проект в этой области и предложил Грегу Уайлеру передать ему контрольный пакет в OneWEB. Увы, Грег Уйлер отказался. Видимо тогда же Элон Маск обратился в Гугл , предложив ему войти в состав акционеров Спейс Х и внести деньги для финансирования проекта спутникового интернета . Впервые идея проекта StarLink была анонсирована в твите Илона Маска 11 ноября 2014 года :
В следующий раз Илон Маск вернулся к теме данного проекта в середине января 2015 года при открытии офиса в Рэдмонде, штат Вашингтон. Это мероприятие носило сугубо закрытый характер (invitation only). На какие либо письменные пресс релизы по поводу этого проекта Спейс Х решил не тратить время, но журналист местной газеты «Сиэтл Таймс», пробравшийся на мероприятие, отметил на следующий день: «.. после того, как собравшиеся выпили пива и вина и потягивали шампанское из стаканов с логотипом Спейс Х, Маск поведал собравшимся о планах создания группировки из 4000 спутников в космосе, которая могла бы обеспечить широкополосный доступ в интернет в любом месте Земли. И эти спутники будет создавать как раз открывающийся в Рэдмонде офис». На этом изложение технических, как, впрочем, и любых других характеристик проекта завершилась, а публика видимо пребывала уже в том состоянии, когда и так все понятно.. К сожалению, мне неизвестно ни название, ни адрес этого исторического питейного заведения, но есть абсолютная уверенность, что когда то на стене этого дома появится Мемориальная Табличка, что именно в нем Элон Маск провозгласил начало проекта StarLink. Возможно, это даже станет Музеем..
Сайт - Отсутствует (на сайте Space X о проекте StarLink по состоянию на начало ноября 2018 года практически не было никакой информации..) . Да и по состоянию на март 2020 года не сильно больше. Сайт www.StarLink.com зарегистрирован еще в 1995 году (Registrant Organization: Media Options S.A. Registrant State/Province: Panama) . Судя по всему собственник сайта мечтал продать его Элону Маску/Space X , и даже какое -то время размещал материалы и фото по проекту. Но сил его хватило только на 2 пуска StarLinka. Похоже, что по цене они еще не договорились.
Размер планируемой низкоорбитальной спутниковой группировки: Первый вариант проекта, поданный Спейс Х 15 ноября 2016 года в FCC предполагал группировку, использующую Ку и Ка диапазоны из 4425 ИСЗ, расположенных на множестве орбит с разным наклонением:
Позднее Спейс Х подала в FCC вторую заявку, на группировку из 7518, заявку на которую нужно было подать до 1 марта 2017 года, когда FCC объявил последний срок подачи документов на использование частот V диапазона.
Причины, по которым спутниковая группировка, заявленная Илоном Маском, настолько превосходит проект OneWEB Грега Уайлера не понятны, но если причины в каком то личном соревновании между этими двумя выдающимися предпринимателями, уже сейчас можно твердо утверждать, что будущая группировка Элона Маска как минимум в 5 раз длиннее..
После подачи в FCC вышеуказанных мегапроектов Спейс Х общим числом почти в 12000 ИСЗ среди экспертов в области космоса началось бурное обсуждение и обвинение Спейс Х в частотном сквоттерстве , мегаломании и требований спасти космос от космического мусора. Дошло до того, что два американских сенатора демократ Кори Букер (Cory Booker) и республиканец Дэн Салливан (Dan Sullivan) в октябре 2017 года обратились в FCC с требованием спасти планету от надвигающейся лавины космического мусора. В результате FCC ввело дополнительные требования для будущих группировок. Во-первых, владельцев будущих спутниковых сетей обязали завершить развертывание минимум 50% своей группировки в течение 6 (шести) лет с момента получения одобрения от FCC. Во вторых, FCC потребовало гарантий, что любой ИСЗ в такой группировке, вышедший из строя и/или потерявший возможность управления с Земли прекратит свое существование в течение не более 6 месяцев после поломки, при этом даже при неплановом сходе конструкция ИСЗ обеспечит его разрушение в атмосфере и на Землю не попадут обломки, размеры которых могут нанести вред человеку.. При этом данные требования вступали в силу задним числом..
В связи с этим Спейс Х пришлось в марте 2018 года срочно подавать новую заявку на свою группировку, серьезно ее корректируя, чтобы обеспечить возможность ее практической реализации. Согласно новой заявки, одобренной FCC 8 ноября 2018 года в первоначальный проект вносятся существенные изменения, позволяющие существенно удешевить и ускорить проект (но об этом поговорим позже)
Технологический партнер /изготовитель спутников - отсутствует. Спейс Х все будет делать сам на упомянутом выше заводе в Рэдмонде.При этом первые ИСЗ разрабатываются на заводе Спейс Х в Хоторне, Калифорния.
Сложность и стоимость ИСЗ - Сложность для первоначального варианта группировки из 4425 спутников была высокой из за наличия лазерных межспутниковых связей. Однако, в варианте Первого этапа с 1574 ИСЗ от них отказались, и спутник будет скорее всего даже проще, чем у OneWEB. Cтоимость серийного ИСЗ неизвестна. Пропускная способность одного ИСЗ, зависит от характеристик наземного терминала и лежит в диапазоне 17-23 Гбит. Для Терминала с антенной диаметром 75 см средняя 20,12, макс. 21,36 Гбит. (По расчетам ученых MIT см. A Technical Comparison of Three Low Earth Orbit Satellite Constellation Systems to Provide Global Broadband, Inigo del Portillo,Bruce G. Cameron, Edward F. Crawley) . Ширина каждого из не менее чем 8 транспондеров (лучей) работающих в направлении от ИСЗ к Гейтвею 250 МГц. В направлении от Гейтвея к ИСЗ имеется 4 луча шириной по 500 МГц. ИСЗ позволяет изменять направление луча (зоны покрытия) относительно Земли. Каждый луч - покрывает 2800 км2 на земной поверхности (согласно первой заявке от 2016 года, когда высота орбиты ИСЗ была 1100 км). Для управления и телеметрии используются по одному транспондеру шириной 150 МГц. Точная Стоимость ИСЗ Спейс Х не раскрывается - есть фразы "существенно меньше 500000 Долларов". Такая стоимость для столь сложного ИСЗ является великолепным результатом.
Основные инвесторы: пока только сам Space X и его акционеры (в число которых входит Google и Fidelity), что в прочем объяснимо при такой таинственности и отсутствию технических подробностей привлечь стороннего инвестора на первом этапе не так просто..
Примерная стоимость необходимых инвестиций: не известна. В СМИ фигурирует приблизительная оценка проекта в 10 млрд долларов. Старт проекта начался в 2015 году, когда Гугл и Фиделити внесли в Спейс Х первый транщ в размере 1 млрд Долларов.
Используемые диапазоны частот: В StarLink предполагается использовать Ку диапазон (10.7..12.7 и 14-14.5 ГГц) и Ка диапазон (17.8-19.3 и 27.5-30.0 ГГц). Ку диапазон используется для передачи сигнала от ИСЗ на абонентский терминал. Ка диапазон (18/30 ГГц) для передачи информации от наземного Телепорта (Гейтвея) на ИСЗ. Так же используется круговая поляризация (обе и левая LHCP и правая RHCP)
Наличие межспутниковой связи - в первой заявке она предполагалась, в варианте, одобренном FCC в ноябре 2018 для первого этапа, Спейс Х от них отказался. Планируется, что в следующей версии ИСЗ StarLink v2.0 она может появиться.
Скорости, получаемые абонентом: анонсировано не менее 1 Гбит.. По расчетам МИТ пропускная способность от спутника в направлении терминала 674 Мбит для ширины транспондера 250 МГц и диаметре приемной антенны 70 см.
Зона (физическая) предоставления услуг - для сети из 4425 ИСЗ (при наличии плоскостей с наклоном 80+ градусов) глобальная, весь земной шар, но на первом этапе без приполярных областей , ограничена 53 паралелью на севере и на юге..
Наземная инфраструктура (Гейтвеи и Станции Управления) - в первоначальной заявке на 4425 ИСЗ предполагалось иметь 2 типа наземных неабонентских станций. Станции Управления TT&C (tracking, telemetry and commands) должны быть равномерно распределены по всему земному шару и иметь параболические антенны диаметром 5 м. Сейчас в США имеется первая Станция Управления в Спутниковом Телепорту Брюстер, штат Вашингтон. Гейтвеи (максимальное их количество по первоначальному плану было 123, чтобы можно было задействовать всю пропускную способность системы в 20..21 Террабит при наличии межспутниковых каналов связи и 10 Тбит при отсутствии межспутниковых каналов) должны находиться на узлах ВОЛС для подключения к интернету и первоначально предполагалась, что они, так же как абонентские терминалы будут иметь фазированные антенны (FAR). При этом один ГейтВей будет иметь 30 антенн и одновременно обслуживать до 30 ИСЗ (вариант с 4425 ИСЗ) .
Антенна для Наземного терминала - планируется использовать плоские антенны с электронным управлением лучами electronically steered antennas (ESA). Их размер описан Илоном Маском как «размером с коробку из под пиццы», но, к сожалению, без точного указания, из какой именно пиццерии, что порождает возможность дискуссий в среде технических экспертов о точных габаритах антенны. Другие источники сообщают, что в 2015 году Илон Маск обещал, что терминал будет размером с ноутбук и стоить от 100 до 300 Долларов. Кто будет производителем данных антенн неизвестно. Также по состоянию на ноябрь 2018 года не совсем понятны сроки и пути достижения стоимости абонентского терминала в 300 Долларов США анонсированных ранее Илоном Маском. Позднее дизайн терминала изменился и по словам Элона Маска в его конструкцию добавили мотор и терминал теперь напоминаех подсолнух и может наклонять антенну в сторону спутника. По словам Маска Терминал не будет требовать сложной настройки" необходимо будет просто разместить его на крыше и включить его в сеть
Технологический партнер по модемам для наземных терминалов и центру управления сетью (NMS) - сам Space X, его офис в Рэдмонде, штат Вашингтон .
Ракеты носители для доставки на орбиту - вот это уже известно на все 100%. Собственные ракеты носители компании Space X . По расчетам фанатов Спейс Х , сделанных в середине 2018 года один запуск F9 позволит вывести максимум 25 ИСЗ одной ракетой, а при использовании Falcon Heavy - 64 ИСЗ. (но эти данные возможно не учитывают вес диспенсера, который должен равномерно развести ИСЗ по орбите). Читающий это в 2020 от души посмеется над цифрами ибо сейчас один запуск Falcon9 доставляет на орбиту 60 спутников StarLink . По словам Маска он хочет в будущем запускать сотни СтарЛинков в одном полете тяжелого носителя СтарШип.
ЖЖ говорит Больше нельзя - Конец Части 1
Продолжение Часть 2 здесь
Продолжение Часть 3 здесь
P.S. Уважаемые Читатели , автор сего поста крайне заинтересован понять ценность для Вас этих его «многабукофф». Для чего , если Вас это не затруднит, просит Вас нажимать на кнопочку понравилось вверху в центре и/или френдить . Это поможет Автору понять запросы Аудитории и улучшить свои посты .Конечно, прямая критика, что не так, всячески приветствуется..