За останні кілька років ми стали свідками початку справжньої космічно-технологічної революції під назвою Starlink. Ще недавно на навколоземній орбіті не було жодного супутника системи. Нині їх понад дві тисячі. Це майже половина загальної кількості активних космічних апаратів.
Попри те, що системі ще дуже далеко до завершення розгортання, вона вже функціонує та поступово змінює наш світ, зокрема допомагаючи Україні протистояти повномасштабному російському вторгненню. Тому ми хотіли б розповісти про те, як влаштований Starlink, про його перспективи та конкурентів.
Архітектура Starlink
Наразі архітектура системи Starlink складається з трьох основних компонентів: угрупування супутників на низьких орбітах, мережі наземних станцій, а також користувацьких терміналів.
Поки що абсолютна більшість супутників Starlink розміщена на орбітах висотою 540—550 км і нахилом 53 градуси. Такий вибір не випадковий. Нахилення у 53 градуси забезпечує покриття територій, де проживає більша частина населення Землі, тоді як відносно низька висота допомагає розв’язати дві проблеми. По-перше, вона значно зменшує затримку сигналу до кінцевого споживача. По-друге, низька орбіта є своєрідним природним захисним механізмом. Навіть у разі несправності супутник Starlink зійде з орбіти та згорить у земній атмосфері за кілька років, що зменшує ймовірність його зіткнення з іншими космічними апаратами.
Іншим ключовим елементом архітектури SpaceX є наземні станції, які потрібні для з’єднання клієнтів зі Всесвітньою мережею. Якщо просто: кожен супутник працює як ретранслятор, передаючи сигнал від наземної станції до користувача з супутниковим терміналом і навпаки. Своєю чергою це породжує певне технічне обмеження. Для успішної роботи наземна станція та користувач мають одночасно перебувати у полі зору супутника. Отже, відстань між ними не повинна перевищувати приблизно тисячі кілометрів.
Утім, SpaceX уже працює над тим, щоб знизити залежність системи від географічного розташування наземних станцій. Нове покоління апаратів Starlink (v1.5) має лазерну систему зв’язку. Вона дозволяє супутникам обмінюватися даними між собою, що виключає проміжні наземні станції з ланцюжка і знімає обмеження на відстань.
Третім компонентом системи Starlink є користувацькі термінали. Їхня остання модифікація має прямокутну антену, важить 4,2 кг і забезпечує пропускну здатність 1 Гбіт/с. Але це теоретично. Станом на кінець минулого року середня швидкість завантаження Starlink становила 105 Мбіт/с, середня швидкість вивантаження — 12 Мбіт/с. У міру запуску нових супутників SpaceX поступово збільшує ці показники.
Супутники Starlink та їхня еволюція
Перш ніж почати розмову про супутники Starlink, варто зазначити, що, попри сучасність системи, вони вже пережили кілька модифікацій, спрямованих на збільшення їхніх технічних можливостей.
Супутники першого покоління (v 1.0) мають масу 260 кг і оснащені чотирма антенами з фазованими ґратами, що працюють у Ku і Ka діапазонах для передавання даних на Землю. Для маневрування апарати використовують іонні двигуни на ефекті Холла з криптоном як робоче тіло. Також вони оснащені автономною системою навігації, що дозволяє самостійно виконувати маневри ухилення від потенційно небезпечних об’єктів. Пізніші супутники v 1.0 також отримали спеціальні захисні козирки, що знижують їхній блиск на нічному небі.
Восени минулого року SpaceX розпочала запуск супутників модифікації v 1.5. Вони відрізняються від попередників наявністю вже згаданої системи лазерного зв’язку. Через неї апарати v 1.5 «поважчали» приблизно на 35 кг у порівнянні з v 1.0.
Інженери SpaceX уже працюють над створенням супутників наступної модифікації v 2.0. За запевненнями компанії, вони матимуть куди більші технічні можливості, ніж їхні попередники. Передбачається, що супутники v 2.0 виводитимуться на орбіту за допомогою нового космічного корабля Starship.
Точні цифри вартості виробництва одного супутника Starlink тримаються в секреті, але, за деякими оцінками, вони становлять приблизно 200—500 тисяч доларів за одиницю. За мірками аерокосмічної промисловості, така вартість є революційною. Річ у тім, що Starlink стали першими в історії по-справжньому серійними супутниками, що випускаються на заводах у промислових масштабах. До цього виготовлення космічних апаратів фактично залишалося ручною працею, яка здійснювалася за індивідуальними проєктами, що багато в чому обумовлювало їхню високу вартість. Але SpaceX назавжди змінила правила гри, показавши, що створення супутників можна поставити на потік. Щось подібне зробив на початку 20 століття Генрі Форд, почавши використовувати конвеєр на заводах.
Під’єднання та ціна для користувачів
Попри глобальне охоплення, більшість мешканців Землі поки що не можуть скористатися Starlink. Адже для цього потрібний дозвіл влади країни на роботу системи на своїй території. Станом на квітень 2022 року на Землі налічувалося 29 країн, що схвалили використання Starlink. В основному це держави Північної та Південної Америки, Європи, а також Австралія та Нова Зеландія.
Щоб під’єднатися до Starlink у країні, влада якої дала дозвіл на роботу системи, користувачеві потрібно залишити замовлення на офіційному сайті, внести депозит у 99 доларів, після чого чекати на отримання схвалення заявки.
Спочатку вартість терміналу Starlink становила 499 доларів при щомісячній абонентській платі 99 доларів. Але нещодавно SpaceX підняла ціни. Ціна супутникового термінала збільшилася до 549 доларів для клієнтів, які вже внесли депозит, і до 599 доларів для нових замовників. Вартість місячного пакету Інтернету збільшилася з 99 до 110 доларів. У SpaceX пояснили збільшення ціни високою доларовою інфляцією.
На початку 2022 року SpaceX також анонсувала призначену для корпоративних клієнтів послугу Starlink Premium. Користувачі цього тарифного плану отримають щонайменше вдвічі більшу швидкість супутникового інтернету за меншої затримки сигналу. Послуга коштуватиме 2500 доларів за термінал за щомісячної абонентської плати 500 доларів.
Starlink в Україні
Після початку широкомасштабної російсько-української війни SpaceX розпочала постачання терміналів Starlink в Україну. На сьогодні їхня кількість уже перевищила 5 тисяч. Вони використовуються державними установами та на об’єктах критичної інфраструктури. В умовах бойових дій Starlink часто залишаються єдиним засобом зв’язку з навколишнім світом, забезпечуючи швидке та надійне передавання даних.
Що стосується фізичних осіб, то 20 квітня міністр цифрової трансформації Михайло Федоров повідомив про те, що регулятор у сферах електронних комунікацій, радіочастотного спектра та послуг поштового зв’язку (НКЕК) дозволив використати термінали Starlink усім категоріям користувачів на період дії воєнного стану. Крім того, було оголошено про те, що Starlink розпочав підготовку до відкриття представництва в Україні.
Використання Starlink в умовах бойових дій поставило закономірне питання щодо його потенційної вразливості. Відомо, що російські військові намагалися глушити сигнали системи, але їм це не вдалося. Погрози ж збивати супутники відверто неспроможні через їхню величезну кількість. Враховуючи масштаб угруповання, єдиний реальний спосіб знищити Starlink — використовувати ядерну зброю у космосі. А це стане відкритим оголошенням війни усьому світові.
Майбутнє системи та її конкуренти
Дві тисячі запущених супутників Starlink здаються гігантською цифрою. Але це лише на перший погляд. У межах першої фази SpaceX планує розгорнути угруповання із 4408 апаратів. Другий етап розвитку системи передбачає створення ще одного сузір’я з 7518 апаратів, які будуть розміщені на орбітах висотою 330—350 км. Ці супутники працюватимуть у V-діапазоні.
Але плани SpaceX простягаються набагато далі. У перспективі компанія планує збільшити кількість активних супутників до 42 тисяч. Це величезна цифра. Але, враховуючи успіхи SpaceX у здешевленні вартості запусків та серійного виробництва апаратів, вона вже не виглядає такою неймовірною, як лише кілька років тому.
Наразі основним конкурентом Starlink є система OneWeb. Однак її характеристики помітно скромніші. У розгорнутому вигляді вона складатиметься з 648 апаратів. Компанія встигла запустити 428 супутників до розриву співпраці з «Роскосмосом». За іронією долі, саме SpaceX погодилася допомогти конкуренту, взявши на себе завершення виводу деяких супутників системи (інша частина буде запущена Індією). Проте точні терміни їхнього розгортання поки що невідомі.
Теоретично, більш небезпечним конкурентом Starlink може стати система Kuiper, яку розробляє Amazon. У її межах планується створити угруповання з 3226 апаратів. Нещодавно Amazon уклала угоду століття, замовивши 83 ракети у пускових операторів ULA, Arianespace та Blue Origin. Водночас, оскільки для виведення Kuiper будуть використовуватися носії, які поки що не введені в експлуатацію, SpaceX матиме ще як мінімум кілька років фори.
Можна згадати й про проєкт, який розробляє китайська компанія GalaxySpace. У його межах планується створити угруповання з 12 992 супутників. Але, з огляду на політичні реалії, його комерційні перспективи на Заході викликають великі сумніви. Набагато ймовірніше, що ця система врешті-решт стане частиною «великого китайського фаєрвола».
Отже, станом на сьогодні Starlink не має особливих конкурентів, здатних загрожувати її позиціям. Безумовно, оскільки це перший історії подібний проєкт, у деяких аспектах проєктувальникам системи доводиться діяти методом спроб і помилок, що затягує її створення. Не варто забувати й про значні технологічні та фінансові ризики, які все ще можуть завалити систему. Зрештою, Starlink може банально не окупитися через недостатню кількість користувачів.
Але все ж таки, враховуючи успіхи в розгортанні системи та наполегливість SpaceX, щось підказує, що незабаром Starlink почне сприйматися обивателями як щось досить звичайне, на кшталт тієї ж системи GPS, яка свого часу здавалася такою ж фантастикою, як і глобальний супутниковий інтернет.
Тільки найцікавіші новини та факти у нашому Telegram-каналі!
Долучайтеся: https://t.me/ustmagazine
