4 спътника могат да осигурят интернет за целия свят
Група инженери считат, че са намерили по-евтин метод за потребление на спътниците на огромна надморска височина за обезпечаване на световно интернет-покритие
Голямата спънка пред сателитния интернет сега е цената
(снимка: CC0 Public Domain)
Независимо от това, което SpaceX и други компании оферират с планове като Starlink, в действителност не са нужни „ мегасъзвездия ” от хиляди спътници – и всички усложнения, които те предизвикват – с цел да се обезпечи световно интернет покритие на света. От 80-те години на предишния век е известно, че в случай че потребителят не е прекомерно придирчив и понася малко времезакъснение (от порядъка на половин секунда), повсеместното покритие на света с интернет е допустимо със съзвездие от единствено 4 спътника, издигнати на доста огромна височина.
HughesNet и ViaSat, най-големите снабдители на сателитен интернет в света, които работят точно в тази област, към този момент не оферират нищо, което да прилича световно покритие. Други сателитни мрежи, които дават отдалечено наблюдаване и навигационни услуги, също са отчайващо надалеч от сходна оферта. Защо?
Не е изненадващо, че огромната спънка е цената. Има няколко фактора, свързани с нарушаването на орбитата на спътника. Те включват естественото противодействие, разстройства в земното гравитационно поле, разстройства от гравитационното изтегляне от Слънцето и Луната, налягане от слънчевата радиация. За оправянето с тези проблеми е належащо голямо количество гориво за спътника. То е належащо за сработването на неговите мотори, които се включват от време на време, с цел да се стабилизира орбитата му. Количеството гориво нормално удвоява тежестта на спътника. Разходите за произвеждане, стартиране в употреба и поддръжка са много високи за цялостната настройка от 4 спътника.
Ново изследване, ръководено от инженери от The Aerospace Corporation и оповестено в сп. Nature Communications, предлага друг метод, който трансформира нездравословните въздействия в такива, които в действителност оказват помощ на спътниците да останат в орбита. Ако тезата се потвърди, това би означавало, че единствено четири спътника ще са задоволителни да обезпечат непрестанно и навсякъде покритие на света с интернет – и то с по-малко разноски от предстоящото.
още по тематиката
Понастоящем орбитите на тези спътници са елиптични. Това значи, че спътниците би трябвало да възпламеняват своите мотори при доближаване към Земята, с цел да не изпаднат от орбита. Патрик Рийд от Университета Корнел и неговите сътрудници желаят да да създадат орбитите по-кръгови, давайки опция на спътниците да минават с по-малко тягови маневри – и надлежно с по-скромни условия за гориво. Учените считат, че това може да се случи по метод, при който спътниците ще могат да обезпечат съвсем световно покритие.
Екипът е провел симулации, които преглеждат какви видове орбитални конфигурации могат най-добре да трансфорат нездравословните въздействия в такива, които в действителност подкрепят стабилната, кръгова орбита на спътниците. В случаите, когато гравитацията на Слънцето или високите земни възвишения нормално „ придърпват ” спътника, тези сили биха могли да усилят надморската височина на спътника. Симулациите са направени за група от четири спътника, които биха прекарали най-малко 6000 дни в орбита (16,4 години).
След проучва на симулациите, направени от суперкомпютъра Blue Blue Waters в Университета на Илинойс, екипът е разкрил два модела, които могат да се приложат. При първия съзвездието от спътници приключва орбита за интервал от 24 часа на височина 35 400 километра и реализира покритие за към 86% от земното кълбо. Вторият модел работи с 48-часов интервал на надморска височина от 67 600 км и покрива 95% от земното кълбо. Всички региони, в които има спирания, биха страдали от неналичието на интернет за не повече от 80 минути дневно.
Разбира се, скоростта на интернет ще бъде по-бавна заради спомагателното време, належащо за изпращане на сигнала от доста по-високата орбита. „ За множеството хора, които употребяват системи за данни, обаче, спомагателното забавяне от четвърт секунда е мъчно да се усети, защото има толкоз доста други закъснения в компютрите и мрежите за данни ”, споделя пред MIT Technology Review Роджър Ръш, президент на телекомуникационната консултантска компания TelAstra.
При тези системи спътниците (всеки с тегло към 1,2 тона) ще се нуждаят от към 60% по-малко гориво за целия интервал от 6000 дни, в сравнение с в случай че орбитират в по-конвенционални конфигурации. Това значи понижаване на масата им с повече от 50%. Така би било доста по-лесно да се изградят и вкарат в употреба. Освен това би могло да се обезпечи място за инсталиране на по-добри принадлежности и захранващи системи (сателитите на огромна надморска височина се нуждаят от повече сила, с цел да предават сигнали назад към Земята).
Рийд споделя, че работата е стимулирана от желанието да се разреши на по-малките страни или компании да оперират спътници за интернет, които да обезпечават съвсем непрестанно покритие. Аргументът гласи, че с намаляването на разноските би било и по-лесно да се построяват, изстрелват, експлоатират и наблюдават такива спътници.
Експерти като Ръш са въодушевени от откритията на новото изследване. Ръш споделя, че финансовите и оперативните разноски на LEO сателитна система са три до пет пъти по-високи от тези на система с огромна надморска височина със същата дарба. Астрономите и специалистите по галактически боклуци, които са изнервени от отрицателните резултати на планове като Starlink, също правят оценка концепцията.
Други експерти са по-ентусиазирани. Антон Долгополов, старши анализатор в „ Bryce Space and Technology ”, акцентира, че LEO системите въпреки всичко имат някои преимущества – да вземем за пример, те по-лесно съумяват да обезпечат покритие за общностите наоколо до полюсите на Земята. Освен това отпадането на един сателит не се усеща от потребителите на услугата.
Голямата спънка пред сателитния интернет сега е цената
(снимка: CC0 Public Domain)
Независимо от това, което SpaceX и други компании оферират с планове като Starlink, в действителност не са нужни „ мегасъзвездия ” от хиляди спътници – и всички усложнения, които те предизвикват – с цел да се обезпечи световно интернет покритие на света. От 80-те години на предишния век е известно, че в случай че потребителят не е прекомерно придирчив и понася малко времезакъснение (от порядъка на половин секунда), повсеместното покритие на света с интернет е допустимо със съзвездие от единствено 4 спътника, издигнати на доста огромна височина.
HughesNet и ViaSat, най-големите снабдители на сателитен интернет в света, които работят точно в тази област, към този момент не оферират нищо, което да прилича световно покритие. Други сателитни мрежи, които дават отдалечено наблюдаване и навигационни услуги, също са отчайващо надалеч от сходна оферта. Защо?
Не е изненадващо, че огромната спънка е цената. Има няколко фактора, свързани с нарушаването на орбитата на спътника. Те включват естественото противодействие, разстройства в земното гравитационно поле, разстройства от гравитационното изтегляне от Слънцето и Луната, налягане от слънчевата радиация. За оправянето с тези проблеми е належащо голямо количество гориво за спътника. То е належащо за сработването на неговите мотори, които се включват от време на време, с цел да се стабилизира орбитата му. Количеството гориво нормално удвоява тежестта на спътника. Разходите за произвеждане, стартиране в употреба и поддръжка са много високи за цялостната настройка от 4 спътника.
Ново изследване, ръководено от инженери от The Aerospace Corporation и оповестено в сп. Nature Communications, предлага друг метод, който трансформира нездравословните въздействия в такива, които в действителност оказват помощ на спътниците да останат в орбита. Ако тезата се потвърди, това би означавало, че единствено четири спътника ще са задоволителни да обезпечат непрестанно и навсякъде покритие на света с интернет – и то с по-малко разноски от предстоящото.
още по тематиката
Понастоящем орбитите на тези спътници са елиптични. Това значи, че спътниците би трябвало да възпламеняват своите мотори при доближаване към Земята, с цел да не изпаднат от орбита. Патрик Рийд от Университета Корнел и неговите сътрудници желаят да да създадат орбитите по-кръгови, давайки опция на спътниците да минават с по-малко тягови маневри – и надлежно с по-скромни условия за гориво. Учените считат, че това може да се случи по метод, при който спътниците ще могат да обезпечат съвсем световно покритие.
Екипът е провел симулации, които преглеждат какви видове орбитални конфигурации могат най-добре да трансфорат нездравословните въздействия в такива, които в действителност подкрепят стабилната, кръгова орбита на спътниците. В случаите, когато гравитацията на Слънцето или високите земни възвишения нормално „ придърпват ” спътника, тези сили биха могли да усилят надморската височина на спътника. Симулациите са направени за група от четири спътника, които биха прекарали най-малко 6000 дни в орбита (16,4 години).
След проучва на симулациите, направени от суперкомпютъра Blue Blue Waters в Университета на Илинойс, екипът е разкрил два модела, които могат да се приложат. При първия съзвездието от спътници приключва орбита за интервал от 24 часа на височина 35 400 километра и реализира покритие за към 86% от земното кълбо. Вторият модел работи с 48-часов интервал на надморска височина от 67 600 км и покрива 95% от земното кълбо. Всички региони, в които има спирания, биха страдали от неналичието на интернет за не повече от 80 минути дневно.
Разбира се, скоростта на интернет ще бъде по-бавна заради спомагателното време, належащо за изпращане на сигнала от доста по-високата орбита. „ За множеството хора, които употребяват системи за данни, обаче, спомагателното забавяне от четвърт секунда е мъчно да се усети, защото има толкоз доста други закъснения в компютрите и мрежите за данни ”, споделя пред MIT Technology Review Роджър Ръш, президент на телекомуникационната консултантска компания TelAstra.
При тези системи спътниците (всеки с тегло към 1,2 тона) ще се нуждаят от към 60% по-малко гориво за целия интервал от 6000 дни, в сравнение с в случай че орбитират в по-конвенционални конфигурации. Това значи понижаване на масата им с повече от 50%. Така би било доста по-лесно да се изградят и вкарат в употреба. Освен това би могло да се обезпечи място за инсталиране на по-добри принадлежности и захранващи системи (сателитите на огромна надморска височина се нуждаят от повече сила, с цел да предават сигнали назад към Земята).
Рийд споделя, че работата е стимулирана от желанието да се разреши на по-малките страни или компании да оперират спътници за интернет, които да обезпечават съвсем непрестанно покритие. Аргументът гласи, че с намаляването на разноските би било и по-лесно да се построяват, изстрелват, експлоатират и наблюдават такива спътници.
Експерти като Ръш са въодушевени от откритията на новото изследване. Ръш споделя, че финансовите и оперативните разноски на LEO сателитна система са три до пет пъти по-високи от тези на система с огромна надморска височина със същата дарба. Астрономите и специалистите по галактически боклуци, които са изнервени от отрицателните резултати на планове като Starlink, също правят оценка концепцията.
Други експерти са по-ентусиазирани. Антон Долгополов, старши анализатор в „ Bryce Space and Technology ”, акцентира, че LEO системите въпреки всичко имат някои преимущества – да вземем за пример, те по-лесно съумяват да обезпечат покритие за общностите наоколо до полюсите на Земята. Освен това отпадането на един сателит не се усеща от потребителите на услугата.
Източник: technews.bg
КОМЕНТАРИ