stringtranslate.com

Созвездие спутникового интернета

Созвездие спутникового Интернета — это созвездие искусственных спутников , предоставляющих услуги спутникового Интернета . В частности, этот термин стал относиться к новому поколению очень крупных созвездий (иногда называемых мегасозвездиями [1] ), вращающихся на низкой околоземной орбите (НОО) для предоставления интернет-услуг с низкой задержкой и высокой пропускной способностью ( широкополосной связью ) . [2]

История

Хотя более ограниченные услуги спутникового Интернета были доступны через геосинхронные спутники связи , находящиеся на геостационарной орбите в течение многих лет, они имели довольно ограниченную полосу пропускания (не широкополосную связь), большую задержку и предоставлялись по такой относительно высокой цене , что спрос на предлагаемые услуги был довольно низким. [3] [4] [5]

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 ), [6] [7] SpaceX ( Starlink ), [8] [9] Amazon ( Project Kuiper ), [10] [11] Samsung и российским Роскосмосом (Сфера). ) [12] [13] и Китай (Хунвань, 2018 г., [2] или национальный проект спутникового интернета , 2021 г.). [14] 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. марта 2018 года. Более поздние предложения к 2020 году могут довести это число до более чем 100 000. [15]

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 — конкурентное нарушение устоявшихся бизнес-моделей спутниковых компаний стало лучше пониматься. 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. [16] 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 околоземной орбите . [16]

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 «Скиф-Д технологии». [17]

Дизайн

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. [18] Особенно сложной задачей является динамичный характер сети, поскольку спутники LEO обычно проходят над заданным местоположением менее чем за 10 минут. [19]

Потенциал

Ожидается , что на континентальных расстояниях (более примерно 3000 км [20] ) спутниковые интернет-сети LEO смогут обеспечить меньшую задержку , чем оптоволоконные линии связи. [21] [20] [22] Ожидается, что это будет действовать даже без межспутниковых линий связи, с использованием только ретрансляторов наземных станций. [23] [24] Говорят, что новые сети смогут «потенциально конкурировать с сегодняшними интернет-провайдерами во многих условиях». [20]

Проблемы и критика

Критики возражали против увеличения светового загрязнения астрономии , увеличения вероятности столкновений спутников , приводящих к образованию космического мусора , и, в более общем смысле, отсутствия очистки по окончании срока службы растущего числа спутников, которые могут стать космическим мусором. [25] [26]

Астрономы изучили потенциальные последствия увеличения использования спутников на низкой околоземной орбите на очень больших телескопах , использующих сверхширокую экспозицию изображений, таких как 8,4-метровый обзорный телескоп Симони [27] , используемый в проекте Legacy Survey of Space and Time в Обсерватория Веры К. Рубин . Они обнаружили, что от 30 до 40% воздействий могут быть скомпрометированы в первые и последние часы ночи. [28] Исследование показало, что на сумеречные наблюдения особенно влияют КА 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. [29] Астрономы также выразили обеспокоенность по поводу влияния группировок спутникового Интернета на радиоастрономию . [30]

Необходимы дополнительные исследования для определения воздействия (помимо прочего) светового загрязнения на различные места, сообщества, коренные народы и другие формы наблюдения.

Смягчение последствий в астрономии

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. [31] [32] В 2022 году МАС объявил о создании Центра по защите темного и тихого неба от помех созвездий спутников для координации или объединения мер по смягчению таких пагубных последствий. [33] [34] [ 35] AAS поддерживает живой документ , в котором отслеживается недавний прогресс в этой области. [36]

Космическое управление

Рост числа всех отслеживаемых объектов в космосе с течением времени свидетельствует о недавнем увеличении количества активных спутников [37]

Руководящие принципы ООН и стандарт ISO 24113 по предотвращению образования космического мусора «поощряют» организации добровольно: [26]

Исследование предполагает, что политика может помочь в достижении цели по уменьшению засорения и обеспечению устойчивости космоса . [26] Группа ученых изложила обоснование управления, которое регулирует текущую свободную экстернализацию истинных издержек и рисков , рассматривая орбитальное пространство вокруг Земли как «дополнительную экосистему» ​​или общую «часть человеческой среды», которая должна подвергаться те же проблемы и правила, что и, например, в отношении океанов на Земле . В исследовании делается вывод, что необходимы «новые политики, правила и положения на национальном и международном уровне». [38] [37]

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». [39]

Созвездия

Оперативный


Планируется

Несуществующий

Смотрите также

Рекомендации

  1. ↑ Генри, Калеб (25 июня 2019 г.). «Megaconstellation осторожно относится к этапам развертывания» . Космические новости . Проверено 3 июля 2019 г.
  2. ^ abc «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.
  3. ↑ 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.
  4. ^ «Задержка - почему это так важно для спутникового Интернета?». Системы VSAT. 2013 . Проверено 24 марта 2018 г.
  5. ^ «В чем разница между наземным (наземным) Интернетом и спутниковым Интернетом?» Сетевые инновационные партнеры . 2014 . Проверено 24 марта 2018 г.
  6. ↑ 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.
  7. ^ 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.
  8. ↑ Петерсен, Мелодия (16 января 2015 г.). «Илон Маск и Ричард Брэнсон инвестируют в предприятия спутникового Интернета». Лос-Анджелес Таймс . Проверено 19 января 2015 г.
  9. ↑ Бродкин, Джон (4 октября 2017 г.). «Широкополосные спутники SpaceX и OneWeb вызывают опасения по поводу космического мусора». Арс Техника . Проверено 7 октября 2017 г.
  10. ↑ 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.
  11. ^ Amazon излагает цели обслуживания созвездий, планы развертывания и спуска с орбиты FCC, Калеб Генри, SpaceNews , 8 июля 2019 г., по состоянию на 19 сентября 2019 г.
  12. ^ «Россия начнет развертывание нового кластера спутников нового поколения «Сфера» с 2021 года» .
  13. ^ ""ОБЛАСТЬ" общих интересов" .
  14. ↑ Джонс, Эндрю (27 июля 2021 г.). «Китайская ракетная компания Space Pioneer обеспечивает крупное финансирование перед первым запуском». Космические новости . Проверено 27 июля 2021 г.
  15. ↑ Груш, Лорен (26 августа 2020 г.). «Будущее с десятками тысяч новых спутников может «фундаментально изменить» астрономию: отчет». Грань . Проверено 22 ноября 2020 г.
  16. ↑ Аб 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.
  17. ↑ Кларк, Стивен (18 октября 2022 г.). «В провале японской ракеты Эпсилон виновата система ориентации». Космический полет сейчас . Проверено 23 октября 2022 г.
  18. ^ дель Портильо, Иниго; Кэмерон, Брюс Г.; Кроули, Эдвард Ф. (1 июня 2019 г.). «Техническое сравнение трех систем группировки спутников на низкой околоземной орбите для обеспечения глобальной широкополосной связи». Акта Астронавтика . 159 : 123–135. Бибкод : 2019AcAau.159..123D. doi :10.1016/j.actaastro.2019.03.040. hdl : 1721.1/135044.2 . ISSN  0094-5765. S2CID  115993580.
  19. ^ 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.
  20. ^ abc 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.
  21. ↑ 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.
  22. ↑ 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.
  23. ↑ 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.
  24. ↑ Пресс, Ларри (30 декабря 2019 г.). «Моделирование Starlink показывает низкую задержку без межспутниковой лазерной связи». www.circleid.com . Проверено 22 ноября 2020 г.
  25. ↑ Груш, Лорен (28 сентября 2018 г.). «Поскольку спутниковые группировки становятся больше, НАСА беспокоится об орбитальном мусоре». Грань . Проверено 22 марта 2022 г.
  26. ^ abc Уильямс, Эндрю П.; Ротола, Джулиана (2021). «Обеспечение согласованности политики в области борьбы с космическим мусором и астрономией со стороны спутниковых группировок» (на немецком языке) . Проверено 22 марта 2022 г.
  27. ^ «О ЛСТТ | Обсерватория Рубин» . www.lsst.org . 2 апреля 2013 года . Проверено 22 ноября 2020 г.
  28. ^ Эно, Оливье Р.; Уильямс, Эндрю П. (1 апреля 2020 г.). «Влияние спутниковых группировок на астрономические наблюдения с помощью телескопов 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.
  29. ^ Мруз, 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.
  30. ^ Кимбро, Адам. «Спутниковые группировки и радиоастрономия». www.thespacereview.com . Космический обзор . Проверено 22 ноября 2020 г.
  31. ^ Чжан, Эмили. «Темные спутники SpaceX все еще слишком яркие для астрономов». Научный американец . Проверено 16 сентября 2020 г.
  32. ^ «Отчет предлагает план действий по смягчению воздействия крупных спутниковых группировок на астрономию | Американское астрономическое общество» . aas.org . Проверено 16 сентября 2020 г.
  33. ^ «Астрономы противостоят мегасозвездиям спутников» . Новости BBC . 4 февраля 2022 г. Проверено 10 марта 2022 г.
  34. ^ «Защита темного и тихого неба от помех созвездия спутников». Институт радиоастрономии Макса Планка, Бонн . Проверено 10 марта 2022 г.
  35. ^ "Международный астрономический союз | МАС". www.iau.org . Архивировано из оригинала 13 марта 2022 года . Проверено 10 марта 2022 г.
  36. ^ «Влияние крупных спутниковых созвездий на астрономию: постоянные обновления | Американское астрономическое общество» . aas.org . Проверено 22 марта 2022 г.
  37. ^ аб 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.
  38. ^ «Орбитальное пространство вокруг Земли необходимо защитить на фоне появления спутников, говорят ученые». Хранитель . 22 апреля 2022 г. Проверено 13 мая 2022 г.
  39. ^ «Без устойчивой практики орбитальный мусор будет препятствовать золотой лихорадке в космосе» . ТехКранч . 2 марта 2022 г. Проверено 22 марта 2022 г.
  40. ^ «Китай начал запуск собственной сети спутникового Интернета» . 15 июля 2023 г.
  41. ^ «Китай запускает спутниковый интернет, который может бросить вызов Starlink SpaceX» . 30 ноября 2023 г.
  42. ^ "Пресс-уголок" . Европейская Комиссия - Европейская Комиссия . Проверено 12 октября 2023 г.