Forklaret: Forståelse af ruminternet

SpaceX skød 60 satellitter i kredsløb i sidste uge og vil fortsætte med at gøre det, indtil det har en 12.000-stærk konstellation på plads. Om to år håber det at kunne levere non-stop, lavpris internet overalt på jorden.

SpaceX Falcon 9-raket med 60 minisatellitter løftet den 11. november. (AP Photo)

DetSpaceX, verdens førende private virksomhed inden for rumteknologi, affyrede i sidste uge en spray af 60 satellitter i kredsløb, det første operationelle parti af det, der i sidste ende er beregnet til at udvikle sig til en konstellation af næsten 12.000 satellitter, der sigter mod at levere billige og pålidelige rum- baseret internettjenester til verden. Starlink-netværket, som projektet kaldes, er en af ​​flere igangværende bestræbelser på at begynde at udsende datasignaler fra rummet, og også den mest ambitiøse.

Det første parti Starlink-satellitter - også nummer 60, og lignende i konfigurationen til dem, der blev opsendt den 11. november - gik op den 24. maj, men de vil ikke være en del af netværket. SpaceX annoncerede satellitinternetkonstellationen i januar 2015 og opsendte to testsatellitter i februar 2018. Efter sidste uges opsendelse har virksomheden nu indsat 122 satellitter i kredsløb.

I oktober så SpaceX ud til at være klar til at opskalere sin ambition og fortalte International Telecommunication Union (ITU) i ansøgninger gennem United States Federal Communications Commission (FCC), at de har til hensigt at installere yderligere 30.000 Starlink-satellitter i Low Earth Orbit (LEO) i den kommende tid. flere år.

ITU er FN's specialiserede agentur for informations- og kommunikationsteknologier med et medlemskab af 193 medlemslande, omkring 900 virksomheder, universiteter og internationale og regionale organisationer. FCC er den lovpligtige kommunikationsregulator i USA.

dj pauly d nettoværdi

Hvorfor er det nødvendigt at opsende satellitter for at kunne tilbyde internettjenester?

Dette er hovedsageligt for at sikre, at pålidelige og uafbrudte internettjenester - nu en del af menneskehedens grundlæggende infrastruktur og et vigtigt middel til at levere en bred vifte af offentlige tjenester til verdens befolkninger - er universelt tilgængelige i alle dele af kloden.

I øjeblikket har omkring 4 milliarder mennesker, mere end halvdelen af ​​verdens befolkning, ikke adgang til pålidelige internetnetværk. Og det skyldes, at de traditionelle måder at levere internettet på - fiberoptiske kabler eller trådløse netværk - ikke kan tage det overalt på Jorden. I mange fjerntliggende områder, eller steder med vanskeligt terræn, er det ikke muligt eller rentabelt at opsætte kabler eller mobile tårne.

Signaler fra satellitter i rummet kan nemt overvinde denne forhindring.

Hvor gammel er denne idé om ruminternet?

Rumbaserede internetsystemer har faktisk været i brug i flere år nu - men kun for et lille antal brugere. De fleste af de eksisterende systemer bruger også satellitter i geostationær kredsløb. Denne bane er placeret i en højde af 35.786 km over jordens overflade, direkte over ækvator. Satellitter i denne bane bevæger sig med hastigheder på omkring 11.000 km i timen og fuldfører en omdrejning af Jorden på samme tid, som jorden roterer én gang om sin akse. For observatøren på jorden forekommer en satellit i geostationær bane derfor at være stationær.

Så hvordan vil det hjælpe at placere satellitter i lavere baner?

En stor fordel ved at udsende signaler fra geostationær bane er, at satellitten kan dække en meget stor del af Jorden. Signaler fra en satellit kan dække omkring en tredjedel af planeten - og tre til fire satellitter ville være nok til at dække hele Jorden. Også fordi de ser ud til at være stationære, er det nemmere at linke til dem.

Men satellitter i geostationær kredsløb har også en stor ulempe. Internettet handler om transmission af data i (næsten) realtid. Der er dog en tidsforsinkelse - kaldet latency - mellem en bruger, der søger data, og serveren, der sender disse data. Og fordi dataoverførsler ikke kan ske hurtigere end lysets hastighed (i virkeligheden foregår de ved væsentligt lavere hastigheder), jo længere afstand, der skal tilbagelægges, jo større er tidsforsinkelsen eller latensen.

I rumbaserede netværk rejser dataanmodninger fra brugeren til satellitten og dirigeres derefter til datacentre på jorden. Resultaterne foretager derefter den samme rejse i den modsatte retning. En transmission som denne fra en satellit i geostationær kredsløb har en latenstid på omkring 600 millisekunder. En satellit i den nedre bane, 200-2.000 km fra Jordens overflade, kan bringe forsinkelsen ned til 20-30 millisekunder, omtrent den tid det tager for jordbaserede systemer at overføre data.

LEO strækker sig op til 2.000 km over jordens overflade. Starlink-satellitterne - de 12.000, som SpaceX har tilladelse til, samt de øvrige 30.000, som den ønsker at opsende - vil blive indsat i højdebåndet på 350 km til 1.200 km.

Men lavere baner har deres eget problem.

På grund af deres lavere højde dækker deres signaler et relativt lille område. Som et resultat er der brug for mange flere satellitter for at nå signaler til alle dele af planeten.

Derudover rejser satellitter i disse kredsløb med mere end dobbelt så høj hastighed som satellitter i geostationær kredsløb - omkring 27.000 km i timen - for at afbalancere virkningerne af tyngdekraften. Typisk går de jorden rundt en gang med få timers mellemrum. For at kompensere for, at de ikke kan ses fra et terrestrisk sted i mere end et par minutter, skal der mange flere satellitter i netværkene, så der ikke opstår pauser i transmissionen af ​​data. Det er grunden til, at Starlink-netværket taler om 42.000 satellitter.

Hvornår vil Starlink være i stand til at levere sin rumbaserede internettjeneste?

Starlink sigter mod at starte tjenesten i det nordlige USA og Canada i 2020 og udvide til at dække hele verden i 2021. Den nuværende plan er at indsætte satellitter i to konstellationer på omkring 4.400 og 7.500. Opsendelser - 60 satellitter ad gangen - vil finde sted med hyppige intervaller nu og frem. SpaceX siger, at det kan starte tjenester i lille skala, når 400 satellitter slutter sig til netværket.

Flere andre private virksomheder har også planer om rumbaserede internettjenester. Disse inkluderer Amazon, OneWeb og O3B (tilsyneladende opkaldt efter 'Other Three Billion'), som hver involverer store konstellationer af satellitter i lavere og mellemjordiske kredsløb - men disse projekter er meget små sammenlignet med Starlink.

Når de er operationelle, forventes rumbaserede internetnetværk at ændre internettets ansigt. Tjenester som autonom bilkørsel forventes at blive revolutioneret, og tingenes internet (IoT) kan integreres i stort set enhver husstand, uanset om det er by eller land.

Er der en ulempe ved denne fremskrivning?

Tre problemer er blevet markeret - øget rumaffald, øget risiko for kollisioner og astronomernes bekymring for, at disse konstellationer af ruminternetsatellitter vil gøre det vanskeligt at observere andre rumobjekter og at opdage deres signaler.

For at sætte tingene i perspektiv er der færre end 2.000 operationelle satellitter i øjeblikket, og færre end 9.000 satellitter er blevet opsendt i rummet siden begyndelsen af ​​rumalderen i 1957. De fleste af de operationelle satellitter er placeret i de lavere baner. Den 2. september i år måtte den europæiske rumfartsorganisation (ESA) for første gang nogensinde udføre en kollisionsmanøvre for at beskytte en af ​​dens direkte satellitter mod at kollidere med en megakonstellation.

Astronomer og videnskabsmænd har også klaget over øget lysforurening, en henvisning til lys reflekteret fra de menneskeskabte satellitter, der kan forstyrre - og forveksles med - lys, der kommer fra andre himmellegemer.

Læs også | Forklaret: Engang 'konge' af Karachi, vil han nu have asyl i Indien. Hvem er Altaf Hussain?

Del Med Dine Venner: