لماذا الانترنت عبر الأقمار الصناعية هو سباق الفضاء الجديد

هناك نظرية (أو ربما حكاية تحذيرية) بين علماء الفلك تسمى متلازمة كيسلر ، سميت باسم عالم الفيزياء الفلكية التابع لناسا الذي اقترحها في عام 1978. في هذا السيناريو ، قمر صناعي يدور حوله أو قطعة أخرى من المواد تصطدم بغير قصد وتفتتت إلى أجزاء. تدور هذه القطع حول الأرض بعشرات الآلاف من الأميال في الساعة ، مما يدمر كل شيء في طريقها ، بما في ذلك الأقمار الصناعية الأخرى. إنه يبدأ سلسلة من ردود الفعل الكارثية التي تنتهي في سحابة من ملايين القطع من الحطام الفضائي غير الوظيفي الذي يدور حول الكوكب إلى أجل غير مسمى.

مثل هذا الحدث يمكن أن يجعل الطائرة المدارية عديمة الفائدة وظيفية ، وتدمير أي أقمار صناعية جديدة يتم إرسالها إليها ، وربما تمنع الوصول إلى مدارات أخرى وحتى كل الفضاء.

لذلك عندما تقدمت SpaceX بطلب من لجنة الاتصالات الفيدرالية (FCC) لإرسال 4،425 قمراً صناعياً إلى مدار أرضي منخفض (LEO) لتوفير شبكة إنترنت عالمية عالية السرعة ، كانت لجنة الاتصالات الفيدرالية تشعر بالقلق بشكل معقول. لأكثر من عام ، ردت الشركة على أسئلة من اللجنة والتماسات من المنافسين لرفض التطبيق ، بما في ذلك تقديم "خطة لتخفيف الحطام المداري" لتهدئة المخاوف من نهاية العالم Kesslerian. في 28 مارس ، منحت FCC طلب SpaceX.

إن ميزة Space junk ليست هي الشيء الوحيد الذي تشعر FCC بالقلق بشأنه - وليست SpaceX هي الكيان الوحيد الذي يحاول إنشاء الجيل التالي من مجموعات الأقمار الصناعية. تقوم حفنة من الشركات ، القديمة والجديدة على حد سواء ، بالاستفادة من التكنولوجيا الجديدة ، ووضع خطط أعمال جديدة ، وتقديم التماس إلى لجنة الاتصالات الفيدرالية للوصول إلى أجزاء من طيف الاتصالات التي يحتاجون إليها لتغطية الأرض في شبكة إنترنت سريعة وموثوقة.

الأسماء الكبيرة مشتركة - من ريتشارد برانسون إلى إيلون موسك - إلى جانب أموال كبيرة. جمعت OneWeb من Branson 1.7 مليار دولار حتى الآن ، وقدر رئيس SpaceB و COO Gwynne Shotwell ثمنًا بقيمة 10 مليارات دولار لمشروع تلك الشركة.

هناك تحديات كبيرة ، بطبيعة الحال ، وتاريخ لا يناسب هذه الجهود بالضبط. يحاول الرجال الطيبون سد الفجوة الرقمية في المناطق التي تعاني من نقص الخدمات حتى في الوقت الذي تنزلق فيه الجهات الفاعلة السيئة الأقمار الصناعية غير المشروعة على المتجولين بالصواريخ. ويحدث كل ذلك مع ارتفاع الطلب على البيانات (أو في الحقيقة بسبب ذلك): في عام 2016 ، تجاوزت حركة الإنترنت العالمية 1 sextillion بايت ، وفقًا لشركة Cisco ، التي بدأت عصر zettabyte.

إذا كان الهدف هو توفير (جيد) الوصول إلى الإنترنت حيث لم يكن هناك أي شيء في السابق ، فإن الأقمار الصناعية هي وسيلة معقولة لتحقيق ذلك. في الواقع ، تقوم الشركات بذلك منذ عقود عبر الأقمار الصناعية الكبيرة المستقرة بالنسبة إلى الأرض (GSO) والتي تقع في مدار مرتفع للغاية ، مثبت فوق نقطة معينة على الأرض. ولكن بصرف النظر عن عدد قليل من التطبيقات المتخصصة ، بما في ذلك تتبع الشحنات وتوفير الإنترنت للقواعد العسكرية ، فإن هذا النوع من الاتصال عبر الأقمار الصناعية لم يكن سريعًا أو موثوقًا به أو مستجيبًا بما يكفي لتكون قادرة على المنافسة مع الألياف الحديثة أو الإنترنت القائم على الكابل.

تشمل الكائنات غير المستقرة بالنسبة إلى الأرض كائنات حية أرضية ، والتي تعمل في مدار أرضي متوسط ​​يتراوح ارتفاعه بين 1200 و 22000 ميل فوق سطح الأرض ، و LEOs (حتى حوالي 1200 ميل). إذا لم تكن جميع LEO هي الغضب اليوم ، فهي على الأقل هي الأكثر منه.

وفي الوقت نفسه ، فإن الأنظمة الخاصة بالسواتل غير المستقرة بالنسبة إلى الأرض عمرها عقود وتنقسم بين الوكالات داخل الولايات المتحدة وخارجها: ناسا ، و FCC ، و DOD ، و FAA ، وحتى الاتحاد الدولي للاتصالات السلكية واللاسلكية التابع للأمم المتحدة ، جميعها لها جلد في هذه اللعبة.

هناك بعض المزايا الكبيرة على الجانب التكنولوجي. انخفضت تكلفة بناء قمر صناعي جيروسكوب وتحسنت تحسينات البطارية من الشجاعة الهاتف الخليوي. أصبح إطلاقها أرخص أيضًا ، ويرجع الفضل في ذلك جزئيًا إلى الحجم الأصغر للأقمار الصناعية نفسها. ارتفعت السعة ، وجعل الاتصال بين الأقمار الصناعية الأنظمة أسرع ، والأطباق الكبيرة التي تشير إلى السماء في طريقها للخروج.

SpaceX Starlink

في الجزء الخلفي من هذه التقنية ، قدمت 11 شركة طلبات في "جولة المعالجة" نفسها لـ FCC كما فعلت SpaceX ، كل واحدة منها عالجت المشكلة بشكل مختلف بعض الشيء.

أعلنت شركة Elon Musk عن برنامج SpaceX Starlink في عام 2015 وافتتحت قسمًا مقره سياتل في الشركة. وقال للموظفين هناك ، "نريد أن نحدث ثورة في الجانب الفضائي للأشياء ، تمامًا كما فعلنا مع الجانب الصاروخي للأشياء".

في عام 2016 ، قدمت الشركة تطبيق FCC ، الذي دعا إلى 1600 قمر صناعي (تم تخفيضه لاحقًا إلى 800) للأقمار الصناعية ليصعد من الآن وحتى 2021 ، يليه الباقي قبل عام 2024. وستطير هذه الطائرات بين 1110 كم و 1325 كم فوق سطح الأرض ، وتطير الأرض في 83 طائرة مدارية متميزة. كوكبة ، كمجموعة من الأقمار الصناعية يسمى ، سوف نتواصل مع بعضنا البعض عن طريق الوصلات الضوئية المدمجة (الليزرية) المدمجة ، بحيث يمكن ارتداد البيانات على طول السماء بدلاً من العودة إلى الأرض - تتبع جسر طويل بدلاً من V مقلوبًا رأسًا على عقب.

على الأرض ، سيقوم العملاء بتركيب نوع جديد من الأجهزة الطرفية بهوائيات يتم توجيهها إلكترونيًا وتتصل تلقائيًا بأي من الأقمار الصناعية التي تقدم حاليًا أفضل إشارة - على غرار الطريقة التي يختار بها الهاتف الخليوي الأبراج. لأن الأقمار الصناعية LEO تتحرك نسبة إلى الأرض ، فإن النظام سوف يتحول بينهما كل 10 دقائق أو نحو ذلك. ولأن الآلاف سيصلون إلى هناك ، فإن 20 شخصًا على الأقل سيكونون متاحين دائمًا للاختيار من بينهم ، وفقًا لما ذكرته باتريشيا كوبر ، نائب رئيس شؤون حكومة القمر الصناعي في SpaceX.

يجب أن تكون الوحدة الأرضية أرخص وأسهل في التركيب من أطباق الأقمار الصناعية التقليدية ، التي يجب أن يتم وضعها فعليًا للإشارة إلى جزء من السماء حيث يعيش القمر الصناعي GSO المقابل. وصف SpaceX الجهاز بأنه حجم صندوق البيتزا (رغم أنه لم يلاحظ حجم البيتزا).

سوف يحدث التواصل في غضون نطاقات تردد اثنين: كا و كو. يظهر كلاهما على طيف الراديو ، ولكن على ترددات أعلى بكثير من أي شيء تسمعه على جهاز الاستريو الخاص بك. Ka-band هو الأعلى بين الاثنين ، مع ترددات تتراوح ما بين 26.5 جيجا هرتز و 40 جيجا هرتز ، بينما يعيش كو كو في الترددات من 12 جيجا هرتز إلى 18 جيجا هرتز. (لدى Starlink إذن من لجنة الاتصالات الفيدرالية (FCC) باستخدام ترددات معينة ؛ عادةً ما يكون ذلك من طرفية سيكون إلى القمر الصناعي من 14 غيغاهرتز إلى 14.5 غيغاهرتز والوصلة الهابطة من 10.7 غيغاهرتز إلى 12.7 غيغاهرتز ، وسيتم استخدام الآخرين للقياس عن بعد والتتبع والتحكم ، وكذلك لتوصيل الأقمار الصناعية بأصل الأرض للإنترنت.)

وراء ملفات FCC ، يحتفظ SpaceX بالألوان الجميلة هادئ عن خططها. ومن الصعب أن نفش التقنية تفاصيل، لأن SpaceX مدمج رأسياً من المكونات التي تطول الأقمار الصناعية إلى الصواريخ التي تدخلها في السماء. ولكن لكي يكون المشروع ناجحًا ، فسوف يعتمد على ما إذا كانت الخدمة يمكنها ، كما تدعي ، تقديم سرعات مماثلة أو أفضل من الألياف في نقطة سعر مماثلة ، إلى جانب تجربة موثوقة وواجهة مستخدم جيدة.

في فبراير ، أطلقت SpaceX أول اثنين من أقمار Starlink النموذجية. على شكل أسطوانات مزودة بألواح شمسية للأجنحة ، يبلغ طول Tintin A و B حوالي متر لكل جانب ، وأكدت Musk عبر Twitter أنها تتواصل بنجاح. إذا استمرت النماذج الأولية في العمل ، فسوف ينضم إليها في عام 2019 مئات آخرون. بمجرد تشغيل النظام ، سيحل SpaceX محل الأقمار الصناعية التي تم إيقاف تشغيلها (ويخفف من الحطام الفضائي) على أساس متدرج من خلال توجيههم إلى خفض مداراتهم ، حيث يسقطون في اتجاه الأرض ويحترقون في العودة.

The Wayback (حوالي 1996)

في الثمانينيات ، كانت هيوز نت مبتكر تكنولوجيا الأقمار الصناعية. أنت تعرف الأطباق الرمادية بحجم طبق DirecTV يتصاعد على خارج المنازل؟ جاء هؤلاء من شركة HughesNet ، التي جاءت بنفسها ، بشكل دائري ، من رائد الطيران Howard Hughes. يقول EVP Mike Cook: "لقد اخترعنا التكنولوجيا التي تتيح لنا توفير اتصالات تفاعلية عبر الأقمار الصناعية".

في تلك الأيام ، كانت شركة هيوز نتوورك سيستمز آنذاك مملوكة لشركة DirecTV وتشغيل أقمار صناعية كبيرة مستقرة بالنسبة إلى الأرض تنقل المعلومات إلى أجهزة التلفزيون. آنذاك والآن ، قدمت الشركة أيضًا خدمات للشركات ، مثل معاملات بطاقات الائتمان على مضخات الغاز. أول عميل تجاري له كان Walmart ، الذي أراد ربط الموظفين في جميع أنحاء البلاد ومكتبها الرئيسي في Bentonville.

في منتصف التسعينيات ، قامت الشركة ببناء نظام إنترنت هجين يسمى DirecPC: قدم كمبيوتر المستخدم طلبًا عبر الطلب الهاتفي ؛ تم توجيهه إلى خادم ويب وتم إكماله عبر قمر صناعي ، مما يؤدي إلى إرسال الصفحة المطلوبة إلى طبق المستخدم.

في حوالي عام 2000 ، بدأت هيوز في توفير أول نظام تفاعلي ثنائي الاتجاه. لكن إبقاء تكلفة الخدمة - بما في ذلك المعدات الاستهلاكية - منخفضة بما يكفي لأن الناس سوف يشترونها كانت تحديا. للقيام بذلك ، قررت الشركة أنها تحتاج إلى أقمار صناعية خاصة بها ، وفي عام 2007 ، أطلقت Spaceway. على الرغم من أن هذا القمر الصناعي لا يزال قيد الاستخدام ، إلا أنه كان مهمًا بشكل خاص عند إطلاقه ، وفقًا لـ Hughes ، لأنه كان أول من قام بدمج تبديل حزم البيانات على متن الطائرة. قدرتها: 10Gbps.

وفي الوقت نفسه ، أمضت شركة تدعى Viasat حوالي عقد من الزمن في مجال البحث والتطوير قبل إطلاق أول قمر صناعي لها في عام 2008. وقد أطلق القمر الصناعي الذي يدعى ViaSat-1 ، على بعض التكنولوجيا الجديدة ، مثل إعادة استخدام الطيف. سمح هذا للقمر الصناعي بالاختيار بين عروض نطاقات مختلفة حتى يتمكن من ضخ البيانات وصولاً إلى الأرض دون تدخل ، حتى عندما يكون مجاورًا لحزمة ساتل آخر ، ثم يعيد استخدام هذا الطيف في اتصالات غير متجاورة.

كان أيضا أسرع وأكثر قوة. عندما ارتفعت ، كانت سعة 140 جيجابت في الثانية أكثر من جميع الأقمار الصناعية الأخرى التي تغطي الولايات المتحدة مجتمعة ، وفقًا لرئيس فيازات ريك بالدريدج.

يقول بالدريدج: "إن سوق الأقمار الصناعية كان حقًا الأشخاص الذين لم يكن لديهم خيار". "إذا لم تتمكن من الحصول على أي شيء آخر ، فكانت تقنية الملاذ الأخير. كان لها أساسًا تغطية شاملة ولكن في الحقيقة ، لا تحتوي على الكثير من البيانات. لقد تم نقلها إلى أشياء مثل المعاملات في محطات الوقود."

على مر السنين ، قامت شركة HughesNet (المملوكة حاليًا لشركة EchoStar) و Viasat بتأسيس GSOs بشكل أسرع وأسرع. قامت شركة HughesNet بطرح EchoStar XVII (120 جيجابت في الثانية) في عام 2012 ، و EchoStar XIX (200 جيجابت في الثانية) في عام 2017 ، وتخطط لإطلاق EchoStar XXIV في عام 2021 ، والذي تقول الشركة إنه سيوفر 100 ميغابت في الثانية للمستهلكين.

ارتفعت ViaSat-2 في عام 2017 ، وتبلغ سعتها الآن حوالي 260 جيجابت في الثانية ، ومن المزمع إنشاء ثلاث سلاسل مختلفة من ViaSat-3 لعام 2020 أو 2021 ، يغطي كل منها جزءًا مختلفًا من الكرة الأرضية. قال Viasat أن كل من هؤلاء الثلاثة ViaSat-3s هي من المتوقع أن يكون لها سعة تيرابت في الثانية الواحدة ، ضاعف سعة جميع الأقمار الصناعية الأخرى التي تدور حول الأرض مجتمعة.

يقول DK Sachdev ، مستشار الأقمار الصناعية والاتصالات السلكية واللاسلكية الذي يعمل في شركة LeoSat: "لدينا الكثير من القدرات في الفضاء لدرجة أنه يغير الديناميكية الكاملة لتوفير هذه الحركة. ليس هناك حد ملازم فيما يتعلق بما يمكن توفيره". واحدة من الشركات التي تطلق كوكبة LEO. "اليوم ، كل الأشياء التي اعتقدنا أنها عيوب للأقمار الصناعية ، واحدة تلو الأخرى تتحول بعيدًا".

لقد حان كل هذه السرعة ، وليس من قبيل الصدفة ، كما الإنترنت (الاتصال ثنائي الاتجاه) بدأ استبدال التلفزيون (أحادي الاتجاه) كخدمة رئيسية نطلبها من أقمارنا الصناعية.

يقول رونالد فان دير بريجن ، كبير مسؤولي الامتثال في شركة "صناعة الأقمار الصناعية في حالة من الهيجان منذ زمن طويل ، حيث اكتشف كيف سينتقل من الفيديو في الغالب ، إلى البيانات في الوقت الحالي وفي الغالب فقط". LeoSat . "هناك الكثير من الآراء حول كيفية القيام بذلك ، ما يجب القيام به ، ما السوق للخدمة".

مشكلة واحدة لا تزال قائمة

لا تزال هناك مشكلة واحدة: الكمون. يختلف زمن الوصول عن السرعة الكلية ، وهو مقدار الوقت الذي يستغرقه المعلومات من جهاز الكمبيوتر للوصول إلى وجهته والعودة. قل أنك تنقر على رابط لموقع على شبكة الإنترنت ؛ يجب أن تنتقل هذه المعلومات (في هذه الحالة ، إلى القمر الصناعي والتراجع) ، وتشير إلى طلبك ، وإعادة الموقع.

يعتمد الوقت المستغرق لتنزيل الموقع على مقدار سعة الاتصال. كم من الوقت يستغرق الأمر لإجراء اختبار ping لذلك الخادم وبدء تشغيله هو زمن الانتقال. يتم قياسه عادة بالميلي ثانية - ليس شيئًا ستلاحظه عند قراءة PCMag.com ولكنه محبط للغاية عندما تلعب لعبة Fortnite وتتخلف عن لعبتك.

يختلف زمن الانتقال على نظام الألياف وفقًا للمسافة ، لكنه عمومًا بضع مايكروثانية لكل كيلومتر. الكمون ، عندما تبث طلبًا على قمر صناعي مستقر بالنسبة إلى الأرض ، يقع في حدود 700 ملليمتراً ، وفقًا لنظام Baldridge - ينتقل الضوء بسرعة أكبر في فراغ الفراغ منه في الألياف ، ولكن هذه الأنواع من الأقمار الصناعية بعيدة ، وهذا فقط تأخذ وقتا. بالإضافة إلى الألعاب ، هذه مشكلة لعقد المؤتمرات عبر الفيديو والمعاملات المالية وسوق الأوراق المالية والتحكم في إنترنت الأشياء والتطبيقات الأخرى التي تعتمد على لاذع التف حوله.

ولكن كيف يمكن مناقشة قضية كمون كبير. الكثير من النطاق الترددي المستخدم في جميع أنحاء العالم مخصص للفيديو ؛ بمجرد بدء تشغيل الفيديو وتخزينه مؤقتًا بشكل صحيح ، يصبح الكمون مشكلة ، والإنتاجية أكثر أهمية. ليس من المستغرب أن تميل Viasat و HughesNet إلى تقليل أهمية زمن الوصول إلى الحد الأدنى بالنسبة لمعظم التطبيقات ، على الرغم من أن كلاهما يعملان على تقليله في أنظمتهما أيضًا. (تستخدم HughesNet خوارزمية لإعطاء الأولوية لحركة المرور استنادًا إلى ما يبحث عنه المستخدمون لتحسين تقديم البيانات ؛ أعلنت Viasat عن كوكبة MEO لتكملة سواتلها الحالية ، والتي ينبغي أن تقلل من الكمون وتغطي مناطق التغطية بما في ذلك تلك الموجودة في خطوط العرض العليا ، حيث صعوبة في الوصول.)

يقول بالدريدج: "نحن نركز حقًا على الحجم الكبير والتكلفة المنخفضة للغاية لرأس المال لنشر هذا الحجم". "هل الكمون مهم مثل الميزات الأخرى للسوق التي ندعمها؟"

لكن النقطة لا تزال قائمة ؛ القمر الصناعي LEO لا يزال أقرب بكثير للمستخدمين. لذلك اختارت شركات مثل SpaceX و LeoSat هذا المسار ، مع مجموعاتها من الأقمار الصناعية الأصغر والأقرب ، وتتوقع كمونًا يتراوح من 20 إلى 30 مللي ثانية.

يقول كوك: "إنها مفاضلة ، نظرًا لأنهم في مدار أقل ، فإنك تحصل على كمون أقل من نظام LEO ، لكن لديك المزيد من التعقيد في النظام". "يجب أن يكون لديك على الأقل المئات من الأقمار الصناعية حتى تتمكن من إكمال كوكبة، لأنهم يدورون حول الأرض ، فإن المرء يمر في الأفق ويختفي… ويجب أن يكون لديك نظام هوائي قادر على تتبعهم."

حلقتان قبل ذلك يستحقان الفهم. في أوائل التسعينيات ، استثمر بيل غيتس وعدد قليل من الشركاء في مشروع يسمى Teledesic. كان من المفترض أن تستخدم كوكبة من 840 (تم تخفيضها لاحقًا إلى 288) ساتلًا من المدار الأرضي المنخفض (LEO) لتوفير شبكة عريضة النطاق للمناطق التي لا تستطيع تحمل أو لا ترى توصيلات ليفية أبدًا. تحدث مؤسسوها عن حل مشكلة الكمون ، وفي عام 1994 ، طبقوا على لجنة الاتصالات الفيدرالية (FCC) لاستخدام طيف النطاق Ka. (تبدو مألوفة؟)

أكلت Teledesic ما يقدر بنحو 9 مليارات دولار قبل فشلها ، في عام 2003.

يقول لاري بريس ، أستاذ نظم المعلومات بجامعة كاليفورنيا الحكومية دومينغيز هيلز ، الذي كان يتتبع أنظمة LEO منذ أن كانت Teledesic جديدة: "لم تنجح هذه الفكرة في ذلك الوقت ، لكنها تبدو ممكنة الآن". "التكنولوجيا لم تكن هناك من تسديدة طويلة."

أعطى قانون مور وتقطيع البطارية والمستشعر وتقنية المعالج من الهواتف المحمولة فرصة ثانية لكواكب LEO. زيادة الطلب يجعل الاقتصاد تبدو محيرة. ولكن بينما كانت ملحمة Teledesic تنفد ، كانت صناعة أخرى تتعلم بعض الدروس المهمة حول إطلاق أنظمة الاتصالات في الفضاء. في أواخر تسعينيات القرن الماضي ، أطلقت Iridium و Globalstar و Orbcomm مجتمعة أكثر من 100 قمرا صناعيا في المدار الأرضي المنخفض (LEO) بهدف توفير تغطية الهاتف الخليوي.

"للحصول على كوكبة كاملة هناك يأخذ سنوات، يقول زاك مانشستر ، الأستاذ المساعد في علوم الطيران والفضاء بجامعة ستانفورد: "إنك تحتاج إلى مجموعة كاملة من عمليات الإطلاق ، وهي مكلفة للغاية" ، وقد توسعت البنية التحتية الأرضية لبرج الخلية إلى خمس سنوات أو نحو ذلك. النقطة التي كانت فيها التغطية جيدة حقًا ، وهي تغطي معظم الناس."

جميع الشركات الثلاث نزلت بسرعة إلى الإفلاس. وعلى الرغم من إعادة اختراع كل منها لتقديم مجموعة أصغر من الخدمات لتطبيقات معينة مثل إشارات الطوارئ وتتبع الشحنات ، لم ينجح أي منها في استبدال خدمة الهاتف الخلوي القائمة على البرج. (في السنوات القليلة الماضية ، تعاقدت SpaceX لإطلاق أقمار صناعية لإيريديوم.)

يقول مانشستر: "لقد شاهدنا هذا الفيلم من قبل". "لا أرى أي شيء مختلف بطبيعته عن الوضع الحالي."

المنافسة

شركة SpaceX و 11 شركة أخرى (ومستثمروها) يراهنون على خلاف ذلك. تطلق OneWeb الأقمار الصناعية هذا العام ، ومن المتوقع أن تبدأ الخدمة في العام المقبل ، وتضيف عددًا أكبر من الأبراج في 2021 و 2023 ، بهدف نهائي يبلغ 1000 تيرابايت بحلول عام 2025. O3b ، وهي الآن شركة تابعة لـ SAS ، لديها كوكبة من 16 من الأقمار الصناعية MEO التي كانت تعمل لعدة سنوات. تقوم Telesat بالفعل بتشغيل سواتل GSO ولكنها تخطط لنظام LEO لعام 2021 والذي يتميز بوصلات بصرية مع زمن وصول يتراوح من 30 إلى 50 مللي ثانية.

يحتوي Upstart Astranis أيضًا على قمر صناعي في مدار متزامن مع الأرض وسيضع المزيد في السنوات القليلة المقبلة ؛ على الرغم من أنها لا تعالج مشكلة الكمون ، فإن الشركة تهدف إلى خفض التكاليف بشكل كبير من خلال العمل مع مزودي خدمات الإنترنت المحليين وبناء أقمار صناعية أصغر وأرخص بكثير.

LeoSat ، أيضا ، تخطط لإطلاق الاول جولة من الأقمار الصناعية في عام 2019 ، مع الانتهاء في عام 2022. وسوف تبحر في جميع أنحاء الأرض على ارتفاع 1400 كم ، والاتصال بالأقمار الصناعية الأخرى في الشبكة عبر الاتصالات البصرية ، ومعلومات شعاع صعودا وهبوطا في كو باند. لقد حصلوا على الطيف الضروري على الصعيد الدولي ، كما يقول LeoSat CCO Ronald van der Breggen ، ويتوقعون الحصول على موافقة لجنة الاتصالات الفيدرالية قريبًا.

يقول فان دير بريغن إن البحث عن إنترنت أسرع عبر الأقمار الصناعية يعتمد إلى حد كبير على بناء أقمار صناعية أكبر وأسرع يمكنها حمل المزيد من البيانات. يسميها "الأنبوب": كلما زاد حجم الأنبوب ، زاد عدد الإنترنت الذي يمكن أن يتدفق عبره. لكن الشركات مثل شركته تجد مجالات جديدة لإجراء تحسينات عن طريق تغيير النظام بأكمله.

يقول فان دير بريغن: "تخيل أصغر نوع من الشبكات - جهازي توجيه Cisco وسلك بينهما". "ما يفعله الجميع في الأقمار الصناعية هو التركيز على السلك بين الصندوقين… نأتي بمجموعة كاملة من ثلاثة في الفضاء."

LeoSat يقوم بإعداد 78 قمرا صناعيا ، كل منها بحجم مائدة عشاء كبيرة ويزن حوالي 1200 كجم. بنيت من قبل Iridium ، فإنها تحتوي على أربعة ألواح شمسية وأربعة أشعة ليزر (واحدة في كل زاوية) للاتصال بجيرانهم. إنه هذا الصدد يقول فان دير بريغن إنه الأكثر أهمية ؛ تاريخيا ، كانت الأقمار الصناعية ترتد إشارة في شكل V ، من المحطة الأرضية حتى القمر الصناعي ومن ثم وصولا إلى المتلقي. نظرًا لأن الأقمار الصناعية ذات المدار الأرضي المنخفض منخفضة ، لا يمكنها الإسقاط بقدر ما ، لكن ما يمكنهم فعله هو تمرير البيانات بسرعة كبيرة.

لفهم كيفية عمل ذلك ، من المفيد التفكير في الإنترنت كشيء ، مع وجود مادي حقيقي. انها ليست مجرد بيانات. إنه حيث تعيش هذه البيانات ، وكيف تتحرك. لا يتم تخزينها فقط في مكان واحد ؛ هناك خوادم حول العالم تملكها ، وعند الوصول إليها ، ينتزعها جهاز الكمبيوتر الخاص بك من أقرب خادم يحتوي على ما تبحث عنه. أين هي الأمور. كم تبعد الأمور؟ ينتقل الضوء (ويعرف أيضًا باسم المعلومات) في الفضاء أسرع من الألياف ، إلى النصف تقريبًا. وعندما ترتد اتصال الألياف هذا حول وجه الكوكب ، يجب أن تأخذ طريقًا دائريًا من العقدة إلى العقدة ، مع وجود انحرافات حول الجبال والقارات. ينتهي الأمر وقتًا أطول بكثير عندما يكون مصدر البيانات بعيدًا عن المستهلك ، حتى عند حساب بضع آلاف من الأميال من المسافة الرأسية التي تضيفها إشارة الفضاء.

مثل ما يصفه فان دير بريجن ، يمكن النظر إلى الصناعة بأكملها على أنها تقدم نحو تطوير شبكة موزعة لا تختلف عن الإنترنت نفسه ، فقط في الفضاء. الكمون والسرعة الكلية على حد سواء في اللعب.

في حين أن تكنولوجيا إحدى الشركات قد تثبت أنها أعلى ، فإنها ليست لعبة محصلتها صفرًا. وتستهدف العديد من هذه الشركات أسواقًا مختلفة وتساعد بعضها البعض في الوصول إلى الأسواق التي يتبعونها. بالنسبة لبعض السفن ، الطائرات ، أو القواعد العسكرية ؛ بالنسبة للآخرين ، انها المستهلكين في المناطق الريفية أو الدول النامية. ولكن في نهاية المطاف ، تتقاسم الشركات هدفًا: توصيل الإنترنت في الأماكن التي لا يوجد فيها شيء أو حيث لا يكون ذلك كافياً والقيام بذلك بتكلفة منخفضة بدرجة كافية للحفاظ على نموذج أعمالها.

"وجهة نظرنا هي أن هذه ليست بالفعل تكنولوجيا منافسة. نعتقد أن هناك حاجة ، إلى حد ما ، إلى كل من LEO و GEO تقنية. "يقول HughesNet's Cook." بالنسبة لأنواع معينة من التطبيقات ، مثل دفق الفيديو ، على سبيل المثال ، يكون نظام GEO فعال للغاية من حيث التكلفة. ومع ذلك ، إذا كنت ترغب في الحصول على تطبيقات تتطلب كمونًا منخفضًا… فإن LEO هي الطريقة التي يجب اتباعها ".

من الناحية الذكية ، تعاونت HughesNet بالفعل مع OneWeb لتوفير تقنية البوابة التي تدير حركة المرور وتربط النظام بالإنترنت.

ربما لاحظت أن كوكبة LeoSat المقترحة أصغر من نظيرتها SpaceX's بعشرة أضعاف تقريبًا ، على حد قول Van der Breggen ، لأن LeoSat يعتزم خدمة المؤسسات والعملاء الحكوميين وبالتالي يحتاج إلى إضاءة بعض المجالات المحددة فقط. تبيع O3b الإنترنت لسفن الرحلات البحرية ، بما في ذلك Royal Caribbean ، وتعمل مع الاتصالات في ساموا الأمريكية وجزر سليمان ، حيث لا تكفي الاتصالات السلكية.

تستخدم شركة صغيرة من تورنتو تسمى كيبلر كوميونيكيشنز CubeSats الصغيرة (حول حجم رغيف الخبز) لتوفير بيانات "تحمل التأخير" - 5 غيغابايت أو أكثر من البيانات في مرور 10 دقائق ، مع التركيز على الاستكشاف القطبي ، العلوم والصناعة والسياحة. وفقا لشركة Baldridge ، واحدة من أكبر مناطق النمو في Viasat هي توفير الإنترنت لشركات الطيران التجارية ؛ لقد وقعوا صفقات مع United و JetBlue و American ، وكذلك كانتاس ، SAS ، وأكثر من ذلك.

كيف ، إذن ، يسد هذا النموذج الأول للأعمال ، الذي يهدف إلى الربح ، "الفجوة الرقمية" ويوفر الإنترنت للدول النامية والمجتمعات المحرومة ، والتي قد لا تكون قادرة على دفع ثمنها؟ لها علاقة مع شكل النظام. نظرًا لأن الأقمار الصناعية الفردية تتحرك ، يجب توزيع كوكبة LEO بالتساوي حول الأرض. تلك التي تخرج عن الأنظار تسكن جزءًا مختلفًا من السماء وهي تكلفة غارقة بشكل مؤقت.

يقول Press: "أعتقد أنه سيكون لديهم أسعار مختلفة تمامًا للتواصل في دول مختلفة ، وهذا سيسمح لهم بجعلها في متناول الجميع في مكان واحد ، على الرغم من أنها قد تكون مكانًا سيئًا للغاية". "بمجرد وصول كوكبة الأقمار الصناعية إلى هناك ، تكون التكلفة ثابتة ، وإذا كان القمر الصناعي قد انتهى عبر كوبا ، ولا أحد يستخدمه ، فإن أي إيرادات يمكنهم الخروج منها ستكون إيجابية".

أينما كان الكذب ، قد يكون هذا السوق الاستهلاكية هو الأصعب في الاستفادة منه. في الواقع ، فإن معظم النجاح الذي حققته الصناعة حتى الآن يوفر الإنترنت غالي الثمن للحكومات والشركات. لكن SpaceX و OneWeb بشكل خاص لديهم رؤى من عملاء المنازل يرقصون في خطط أعمالهم.

للوصول إلى هذا السوق ، ستكون واجهة المستخدم مهمة ، كما يشير Sachdev. يجب عليك تغطية الأرض بنظام سهل الاستخدام وفعال وفعال من حيث التكلفة. يقول ساشديف: "إن تغطية الأمر بمفرده لا يكفي". "ما تحتاجه هو قدر مناسب من القدرة ، ولكن قبل ذلك ، القدرة على امتلاك معدات استهلاكية ميسورة التكلفة."

من هو المسؤول ، على أي حال؟

المسألتان الكبيرتان اللتان يجب على SpaceX معالجتهما من أجل لجنة الاتصالات الفيدرالية FCC هما كيفية مشاركة الطيف مع الاتصالات الساتلية الحالية (والمستقبلية) ، وكيف ستخفف أو تمنع الحطام الفضائي. السؤال الأول يندرج ضمن اختصاص لجنة الاتصالات الفيدرالية FCC ، لكن السؤال الثاني يبدو أكثر ملاءمة لناسا أو وزارة الدفاع. كلا المسارين الكائنات المدارية للمساعدة في منع الاصطدام ، ولكن لا هي هيئة تنظيمية.

"ليس هناك حقا حسن يقول مانشستر في ستانفورد: "السياسة المنسقة بشأن ما يجب أن نفعله فيما يتعلق بالحطام الفضائي. في الوقت الحالي ، هؤلاء الناس لا يتحدثون مع بعضهم البعض بشكل فعال ، وليس هناك سياسة متماسكة."

وتزداد المشكلة تعقيدًا لأن سواتل LEO تمر عبر العديد من البلدان. يؤدي الاتحاد الدولي للاتصالات دورًا يشبه إلى حد ما لجنة الاتصالات الفيدرالية (FCC) ، حيث يقوم بتعيين الطيف ، ولكن للعمل داخل بلد ما ، يجب أن تحصل الشركة على إذن من ذلك البلد. إن الوجبات السريعة المهمة هي أنه يتغير حسب المكان الذي أنت فيه ، وبالتالي إذا كان القمر الصناعي يتحرك مثل أقمار LEO ، فمن الأفضل أن يكون قادرًا على ضبط طيف الاتصال.

"هل تريد حقًا أن يكون لشركة SpaceX احتكار الاتصال في منطقة معينة؟" يقول الصحافة. "هل يحتاجون إلى التنظيم ، ومن يمكنه تنظيمها؟ إنهم فوق وطنيون. لا تتمتع لجنة الاتصالات الفيدرالية (FCC) بالسلطة القضائية في بلدان أخرى."

هذا لا يجعل FCC بلا أسنان بالضبط. في أواخر العام الماضي ، مُنعت شركة صغيرة من وادي السيليكون تدعى Swarm Technologies من إطلاق أربعة أقمار صناعية للاتصالات LEO النموذجية ، كل منها أصغر من كتاب ورقي الغلاف. كان الاعتراض الأساسي للجنة الاتصالات الفيدرالية (FCC) هو أن الأقمار الصناعية الصغيرة قد يصعب تعقبها وبالتالي لا يمكن التنبؤ بها وخطيرة.

• هل تحتاج إلى صور الأرض؟ سواتل الكوكب النانوية هل غطيت صور الأرض؟ سواتل الكوكب النانوية هل غطيت
• قراصنة يحاولون إصابة أجهزة الكمبيوتر التي تتحكم في الأقمار الصناعية يحاول القراصنة إصابة أجهزة الكمبيوتر التي تتحكم في الأقمار الصناعية
• سلاح الجو الأمريكي يختار SpaceX لإطلاقه عبر الأقمار الصناعية 2020

أرسلهم سرب على أي حال. أفادت IEEE Spectrum أن شركة خدمات إطلاق في سياتل أرسلتهم إلى الهند حيث قاموا برحلة على صاروخ يحمل العشرات من الأقمار الصناعية الأكبر. اكتشفت لجنة الاتصالات الفيدرالية FCC ، والآن لا يزال تطبيق Swarm لأربعة أقمار أكبر في طي النسيان ، وتعمل الشركة سراً.

بالنسبة لشركات الإنترنت الساتلية الجديدة الأخرى ، والشركات القديمة التي تتعلم حيلًا جديدة ، ستكون السنوات الأربع إلى الثماني القادمة محورية - تحديد ما إذا كان الطلب والتكنولوجيا موجودان الآن أو ما إذا كنا سنرى تكرارًا لكل من Teledesic و Iridium. ولكن ماذا حدث بعد هذا؟ المريخ ، بحسب موسك ، الذي قال إن هدفه هو استخدام Starlink لتوفير إيرادات لاستكشاف المريخ ، وكذلك العمل كعملية تجريبية.

وقال لموظفيه: "في نفس النظام ، يمكننا التأثير في كوكبة على كوكب المريخ". "ستحتاج المريخ إلى نظام اتصالات عالمي أيضًا ، وليس هناك ألياف ضوئية أو أسلاك أو أي شيء."