Компания SpaceX продолжает расширять группировку своих спутников Starlink для обеспечения широкополосной связи. К настоящему времени запущено уже 893 аппарата, а всего их будет выведено в космос более 12 тыс. Насколько оправдана такая экспансия и как проект Starlink может повлиять на весь мир?

Время спутниковой связи

В настоящее время в мире уже достаточно успешно функционирует несколько провайдеров спутникового интернета. Например, O3b Networks работает с 2014 года и владеет группировкой из 16 спутников на круговой орбите высотой 8 тыс. км. Компания обеспечивает доступ к интернету в экваториальных и тропических регионах, для небольших островных государств и круизных лайнеров, ходящих в этих широтах.

Широкому применению спутниковой связи мешают высокая стоимость оборудования и время задержки сигнала. Для работы интернета требуется постоянно передавать сигнал на спутник. Поэтому комплект из двух более чем полутораметровых антенн весит несколько десятков килограммов и стоит более $10 тыс. Установить такое оборудование на круизный лайнер можно, а вот купить для личного пользования уже выйдет дороговато.

Вторая проблема — задержка сигнала. С учетом высоты орбиты спутников однократная двусторонняя задержка при голосовой связи составляет 179 миллисекунд для голосовой связи, а сквозная двусторонняя задержка при передаче данных — 140 миллисекунд. И это оптимистичные оценки провайдера, по факту задержка — от 200 до 300 миллисекунд. Десятые доли секунды, но, например, играть во многие онлайн-игры при помощи такого интернета уже не получится, работать с удаленными рабочими столами тоже совсем некомфортно. И это при использовании спутников на средней околоземной орбите. Если расположить их на геостационарной орбите, на высоте 35 786 км над уровнем моря (тогда бы хватало всего одного спутника на целый регион), задержка составит около секунды. Пользоваться сетью, конечно, будет можно, но о каком-то комфорте говорить уже не придется.

Делай больше

В 2015 году компания миллиардера Илона Маска SpaceX сообщила о новом проекте широкополосной спутниковой связи Starlink. Как SpaceX решила обойти проблему с задержкой? Очень просто — она начала размещать спутники не на средней и не на высокой орбитах, а на низкой околоземной орбите, 550 км над уровнем моря. Впрочем, такое решение автоматически создает новые вызовы: спутники на такой орбите проходят по небосклону над наблюдателем всего за несколько минут. На геостационарной они всё время находятся для земного наблюдателя в одной точке, а на средневысотной пролетают по небу за несколько часов.

Международная космическая станция и спутники Starlink в ночном небе, 27 марта 2020 года. Фото: REUTERS/John Baker/Cover Images

Но Starlink приняла решение запускать спутники в большом количестве, используя собственные ракеты Falcon 9 с возвращаемой первой ступенью. Кроме этого, инженеры компании сумели упаковать под головной обтекатель ракеты аж 60 спутников весом 260 кг каждый. Пакеты полезной нагрузки такой плотности в современной космонавтике до сих пор встречаются очень редко. Это действительно очень серьезное достижение.

Первая фаза вывода спутников включает в себя 1584 аппарата на 72 орбитах по 22 спутника на каждой. Затем их количество предполагается увеличить до 12 тыс. штук. Это будет беспрецедентное по размеру спутниковое созвездие, впрочем бета-тестирование системы спутникового интернета в США началось уже сейчас.

Первые результаты

Проект изначально был коммерческим, но журналисты и фанаты SpaceX часто ошибочно говорили, что Илон Маск собирается создать «бесплатный интернет для всех». Реальность оказалась немного другой. Буквально несколько дней назад стали появляться первые отзывы от людей, записавшихся на бета-тестирование. И полученные ими результаты пока действительно впечатляют. Цена оборудования составляет $499 за комплект из антенны диаметром 58 см и роутера для подключения к компьютеру. Питание антенны производится при помощи того же Ethernet-кабеля, по которому передается интернет-сигнал.

Антенну нужно установить на горизонтальной поверхности, не загораживая небо над ней. И если для сельских жителей это несложно, то даже при среднеэтажной застройке затащить антенну на крышу и бросить кабель уже не так просто.

Станция приема сигнала в Норт-Бенд, штат Вашингтон. Фото: Reddit

Безлимитный интернет Starlink стоит в настоящее время $99 в месяц. Для США это нормальная цена, там стоимость обычного ежемесячного пакета часто бывает и больше, особенно если речь идет об удаленных от цивилизации местах.

Скорость скачивания примерно равна скорости в стомегабитных сетях, привычных большинству россиян. Задержка по результатам тестов составляет от 20 до 90 миллисекунд, что очень неплохо, а ситуации, когда интернет отключается на несколько секунд в ожидании следующего спутника, происходят достаточно редко и разрывают подключение всего на несколько секунд. Так что же, Илон Маск может праздновать очередную победу и ему действительно удалось создать компанию, обеспечивающую спутниковый интернет нового поколения?

Время подводных камней

На самом деле всё не так просто. Прежде всего встает вопрос цены оборудования. Да, сейчас, на время бета-тестирования, оно дается пользователю за $499, но какова его реальная себестоимость, пока неизвестно. Специалисты говорят, что с учетом электрического двигателя, внутреннего подогрева и цены самой антенны с фазированной решеткой производство комплекта вряд ли обходится меньше чем $1–1,5 тыс., а может быть, и больше. Сейчас оборудование передается «на пробу» во многом в рекламных целях, а вот на сколько придется раскошелиться пользователям серийных устройств, пока непонятно.

Для удаленных регионов США предложение в любом случае заманчивое. Хоть хижина в горах: разложил тарелку — и интернет у тебя не сильно хуже, чем в городе. Беда в том, что рыбаки, егеря, яхтсмены — это, конечно, здорово, но совсем не достаточно для окупаемости такой большой спутниковой сети, какую создает компания Starlink. Учитывая, что срок жизни спутников — около пяти лет, уже скоро придется работать над созданием и выводом на орбиту новых космических аппаратов. Поэтому Starlink для выживания нужны не десятки и не сотни тысяч, а миллионы и десятки миллионов абонентов. А это значит, что компании нужно будет предложить такие цены, чтобы даже те домохозяйства США, у которых уже есть интернет, задумались о переходе на Starlink. Получится ли это у Илона Маска — пока непонятно. Особенно если учесть, что провайдеры США тоже начнут демпинговать, чтобы удержать клиентов.

Испытания спутников Starlink Tintin A и Tintin B перед запуском в феврале 2018 года. Фото: SpaceX

Кроме этого, пока непонятно, насколько будут справляться спутники с возросшей нагрузкой, когда пользователей в сети станет достаточно много, не будут ли создаваться локальные перегрузки отдельных аппаратов и не упадет ли скорость передачи данных.

Свое возмущение высказали астрономы: спутники Starlink давали яркую засветку, мешая научным наблюдениям. Спутники сделали более темными, с астрономами поговорили, но на этом дело не кончилось.

Не решен и вопрос с космическим мусором. Да, спутники Starlink к концу своего срока службы при помощи установленных на них двигателей будут самостоятельно сводить себя с орбиты. Правда, это касается только тех спутников, которые будут работоспособны. К настоящему времени уже есть 19 спутников, которые не маневрируют и, скорее всего, вышли из строя. Это примерно 2% от запущенных аппаратов.

Однако в перспективе это уже более 200 единиц космического мусора на низкой, сильно загруженной орбите. А сколько их будет к концу срока работы? Специалисты NASA уже высказались о негативных последствиях запуска таких мегагруппировок спутников. Как собирается решать эту возможную проблему SpaceX, пока неизвестно.

Starlink в России

Естественно, жителей России интересует, будет ли работать Starlink у нас. В настоящий момент SpaceX только бета-тестирует систему и даже пока не вела переговоры о возможном предоставлении услуг в Российской Федерации. Отдельно стоит сказать, что группировка первой фазы обеспечивает работу из-за своей орбиты только до широты в 53–54 градуса. Таким образом, очень большая часть России оказывается в принципе вне зоны доступа. Санкт-Петербург и все территории, что лежат севернее, интернета от Starlink не получат. Это же касается и европейских стран — Прибалтике и всей Скандинавии пока надеяться на Starlink не стоит.

Отдельный часто возникающий вопрос — можно ли приобрести оборудование в США и использовать его для получения интернета в России или другом месте. Ответ пока тоже отрицательный. Дело в том, что очень важная часть работы спутникового интернета — наземные станции, подключенные к интернету. Пока спутники Starlink не оснащены лазерной связью, сигнал идет следующим образом — от клиента на спутник и со спутника на наземную станцию, откуда уже сигнал передается по оптоволокну. И таких станций должно быть много, так как спутники на низкой орбите, и каждый из них, чтобы работать, должен иметь доступ к наземной станции.

Ракета Falcon 9 во время запуска 60 спутников Starlink 18 октября 2020 года. Фото: Global Look Press/SpaceX

Только на территории США их предполагается построить около 400. Если же в вашей местности таких станций нет — никакого интернета вы не получите. По крайней мере, сейчас, до оснащения космических аппаратов межспутниковой лазерной связью. Это же касается и удаленных от Земли кораблей: если спутник над вами не видит ни одного наземного транспондера — интернета не будет.

При этом у 03b спутники висят гораздо выше, а потому под ними находится гораздо большая часть поверхности Земли. Потому и наземных станций требуется гораздо меньше.

Как бы то ни было, система спутниковой связи нового поколения продемонстрировала работоспособность. Насколько она окажется удачной коммерчески, покажет только время.

Источник: Известия