Εξήγηση: Κατανόηση του Διαστημικού Διαδικτύου

Το SpaceX εκτόξευσε 60 δορυφόρους σε τροχιά την περασμένη εβδομάδα και θα συνεχίσει να το κάνει μέχρι να έχει στη θέση του έναν αστερισμό 12.000 δυνάμεων. Σε δύο χρόνια, ελπίζει να παρέχει ασταμάτητα, χαμηλού κόστους Διαδίκτυο παντού στη Γη.

Ο πύραυλος Falcon 9 του SpaceX με 60 μίνι δορυφόρους απογειώθηκε στις 11 Νοεμβρίου. (AP Photo)

οΗ SpaceX, η κορυφαία ιδιωτική εταιρεία στον κόσμο στον τομέα της διαστημικής τεχνολογίας, την περασμένη εβδομάδα εκτόξευσε έναν ψεκασμό 60 δορυφόρων σε τροχιά, την πρώτη επιχειρησιακή παρτίδα αυτού που πρόκειται να εξελιχθεί τελικά σε έναν αστερισμό σχεδόν 12.000 δορυφόρων με στόχο την παροχή χαμηλού κόστους και αξιόπιστου διαστήματος. βασισμένες υπηρεσίες Διαδικτύου στον κόσμο. Το δίκτυο Starlink, όπως ονομάζεται το έργο, είναι μια από τις πολλές συνεχιζόμενες προσπάθειες για να ξεκινήσει η μετάδοση σημάτων δεδομένων από το διάστημα, και επίσης το πιο φιλόδοξο.

Η πρώτη παρτίδα δορυφόρων Starlink — που επίσης αριθμεί 60, και παρόμοια σε διαμόρφωση με αυτούς που εκτοξεύτηκαν στις 11 Νοεμβρίου — ανέβηκε στις 24 Μαΐου, αλλά δεν θα είναι μέρος του δικτύου. Η SpaceX ανακοίνωσε τον δορυφορικό αστερισμό του Διαδικτύου τον Ιανουάριο του 2015 και εκτόξευσε δύο δοκιμαστικούς δορυφόρους τον Φεβρουάριο του 2018. Μετά την εκτόξευση της περασμένης εβδομάδας, η εταιρεία έχει πλέον αναπτύξει 122 δορυφόρους σε τροχιά.

Τον Οκτώβριο, η SpaceX φάνηκε έτοιμη να κλιμακώσει τις φιλοδοξίες της, λέγοντας στη Διεθνή Ένωση Τηλεπικοινωνιών (ITU) σε καταθέσεις μέσω της Ομοσπονδιακής Επιτροπής Επικοινωνιών των Ηνωμένων Πολιτειών (FCC) ότι σκοπεύει να αναπτύξει άλλους 30.000 δορυφόρους Starlink στη Χαμηλή Τροχιά της Γης (LEO). χρόνια.

Η ITU είναι η εξειδικευμένη υπηρεσία των Ηνωμένων Εθνών για τις τεχνολογίες πληροφοριών και επικοινωνιών, με μέλη 193 κράτη μέλη, περίπου 900 εταιρείες, πανεπιστήμια και διεθνείς και περιφερειακούς οργανισμούς. Η FCC είναι η νόμιμη ρυθμιστική αρχή επικοινωνιών των ΗΠΑ.

χείλη από περιστέρι

Γιατί είναι απαραίτητη η εκτόξευση δορυφόρων για την παροχή υπηρεσιών Διαδικτύου;

Αυτό γίνεται κυρίως για να διασφαλιστεί ότι αξιόπιστες και αδιάλειπτες υπηρεσίες Διαδικτύου - πλέον μέρος της βασικής υποδομής της ανθρωπότητας και σημαντικό μέσο για την παροχή μεγάλης ποικιλίας δημόσιων υπηρεσιών στους λαούς του κόσμου - είναι παγκοσμίως διαθέσιμες σε κάθε μέρος του πλανήτη.

Επί του παρόντος, περίπου 4 δισεκατομμύρια άνθρωποι, περισσότεροι από τον μισό πληθυσμό της γης, δεν έχουν πρόσβαση σε αξιόπιστα δίκτυα Διαδικτύου. Και αυτό γιατί οι παραδοσιακοί τρόποι παροχής του Διαδικτύου - καλώδια οπτικών ινών ή ασύρματα δίκτυα - δεν μπορούν να το μεταφέρουν παντού στη Γη. Σε πολλές απομακρυσμένες περιοχές ή μέρη με δύσκολο έδαφος, δεν είναι εφικτή ή βιώσιμη η εγκατάσταση καλωδίων ή κινητών πύργων.

Τα σήματα από δορυφόρους στο διάστημα μπορούν να ξεπεράσουν αυτό το εμπόδιο εύκολα.

Πόσο παλιά είναι αυτή η ιδέα του διαστημικού Διαδικτύου;

Στην πραγματικότητα, τα συστήματα Διαδικτύου που βασίζονται στο διάστημα χρησιμοποιούνται εδώ και αρκετά χρόνια — αλλά μόνο για μικρό αριθμό χρηστών. Επίσης, τα περισσότερα από τα υπάρχοντα συστήματα χρησιμοποιούν δορυφόρους σε γεωστατική τροχιά. Αυτή η τροχιά βρίσκεται σε ύψος 35.786 km πάνω από την επιφάνεια της Γης, ακριβώς πάνω από τον Ισημερινό. Οι δορυφόροι σε αυτή την τροχιά κινούνται με ταχύτητες περίπου 11.000 km την ώρα και ολοκληρώνουν μια περιστροφή της Γης στον ίδιο χρόνο που η γη περιστρέφεται μία φορά στον άξονά της. Για τον παρατηρητή στο έδαφος, επομένως, ένας δορυφόρος σε γεωστατική τροχιά φαίνεται ακίνητος.

Πώς θα βοηθήσει λοιπόν η τοποθέτηση δορυφόρων σε χαμηλότερες τροχιές;

Ένα μεγάλο πλεονέκτημα της εκπομπής σημάτων από τη γεωστατική τροχιά είναι ότι ο δορυφόρος μπορεί να καλύψει ένα πολύ μεγάλο μέρος της Γης. Τα σήματα από έναν δορυφόρο μπορούν να καλύψουν περίπου το ένα τρίτο του πλανήτη - και τρεις έως τέσσερις δορυφόροι θα ήταν αρκετοί για να καλύψουν ολόκληρη τη Γη. Επίσης, επειδή φαίνεται να είναι σταθερά, είναι πιο εύκολο να συνδεθούν μαζί τους.

Αλλά οι δορυφόροι σε γεωστατική τροχιά έχουν επίσης ένα σημαντικό μειονέκτημα. Το Διαδίκτυο έχει να κάνει με τη μετάδοση δεδομένων σε (σχεδόν) πραγματικό χρόνο. Ωστόσο, υπάρχει μια χρονική καθυστέρηση - που ονομάζεται λανθάνουσα κατάσταση - μεταξύ ενός χρήστη που αναζητά δεδομένα και του διακομιστή που στέλνει αυτά τα δεδομένα. Και επειδή οι μεταφορές δεδομένων δεν μπορούν να γίνουν πιο γρήγορα από την ταχύτητα του φωτός (στην πραγματικότητα, πραγματοποιούνται σε σημαντικά χαμηλότερες ταχύτητες), όσο μεγαλύτερη είναι η απόσταση που πρέπει να διανυθεί τόσο μεγαλύτερη είναι η χρονική καθυστέρηση ή η καθυστέρηση.

Στα δίκτυα που βασίζονται στο διάστημα, τα αιτήματα δεδομένων ταξιδεύουν από τον χρήστη στον δορυφόρο και στη συνέχεια κατευθύνονται σε κέντρα δεδομένων στο έδαφος. Τα αποτελέσματα στη συνέχεια κάνουν το ίδιο ταξίδι προς την αντίστροφη κατεύθυνση. Μια μετάδοση όπως αυτή από έναν δορυφόρο σε γεωστατική τροχιά έχει λανθάνουσα κατάσταση περίπου 600 χιλιοστά του δευτερολέπτου. Ένας δορυφόρος στην κάτω τροχιά, 200-2.000 km από την επιφάνεια της Γης, μπορεί να μειώσει την καθυστέρηση στα 20-30 χιλιοστά του δευτερολέπτου, περίπου τον χρόνο που χρειάζεται για τα επίγεια συστήματα για τη μεταφορά δεδομένων.

Το LEO εκτείνεται έως και 2.000 km πάνω από την επιφάνεια της Γης. Οι δορυφόροι Starlink - οι 12.000 για τους οποίους έχει άδεια η SpaceX, καθώς και οι άλλοι 30.000 που θέλει να εκτοξεύσει - θα αναπτυχθούν στην υψομετρική ζώνη από 350 km έως 1.200 km.

Όμως οι χαμηλότερες τροχιές έχουν το δικό τους πρόβλημα.

Λόγω του χαμηλότερου ύψους τους, τα σήματα τους καλύπτουν μια σχετικά μικρή περιοχή. Ως αποτέλεσμα, χρειάζονται πολλοί περισσότεροι δορυφόροι για να φτάσουν σήματα σε κάθε μέρος του πλανήτη.

Επιπλέον, οι δορυφόροι σε αυτές τις τροχιές ταξιδεύουν με περισσότερο από τη διπλάσια ταχύτητα από τους δορυφόρους σε γεωστατική τροχιά - περίπου 27.000 km την ώρα - για να εξισορροπήσουν τα αποτελέσματα της βαρύτητας. Συνήθως, γυρίζουν τη Γη μία φορά κάθε λίγες ώρες. Για να αντισταθμιστεί το γεγονός ότι δεν είναι ορατοί από μια επίγεια τοποθεσία για περισσότερο από λίγα λεπτά, χρειάζονται πολλοί περισσότεροι δορυφόροι στα δίκτυα, ώστε να μην υπάρχουν διακοπές στη μετάδοση δεδομένων. Αυτός είναι ο λόγος που το δίκτυο Starlink κάνει λόγο για 42.000 δορυφόρους.

Πότε θα είναι σε θέση η Starlink να παρέχει την υπηρεσία Διαδικτύου που βασίζεται στο διάστημα;

Η Starlink στοχεύει να ξεκινήσει υπηρεσία στις βόρειες Ηνωμένες Πολιτείες και στον Καναδά το 2020 και να επεκταθεί για να καλύψει ολόκληρο τον κόσμο έως το 2021. Το τρέχον σχέδιο είναι να αναπτύξει δορυφόρους σε δύο αστερισμούς περίπου 4.400 και 7.500. Εκτοξεύσεις — 60 δορυφόροι κάθε φορά — θα πραγματοποιούνται σε συχνά διαστήματα από τώρα και στο εξής. Η SpaceX λέει ότι μπορεί να ξεκινήσει υπηρεσίες σε μικρή κλίμακα μόλις 400 δορυφόροι ενταχθούν στο δίκτυο.

Αρκετές άλλες ιδιωτικές εταιρείες επίσης έχουν σχέδια για υπηρεσίες Διαδικτύου που βασίζονται στο διάστημα. Αυτά περιλαμβάνουν το Amazon, το OneWeb και το O3B (προφανώς ονομάστηκε για τα «Άλλα τρία δισεκατομμύρια»), το καθένα από τα οποία περιλαμβάνει μεγάλους αστερισμούς δορυφόρων σε κατώτερες και μεσαίες τροχιές της Γης — αλλά αυτά τα έργα είναι πολύ μικρά σε σύγκριση με το Starlink.

Μόλις λειτουργήσουν, τα δίκτυα Διαδικτύου που βασίζονται στο διάστημα αναμένεται να αλλάξουν το πρόσωπο του Διαδικτύου. Υπηρεσίες όπως η αυτόνομη οδήγηση αυτοκινήτου αναμένεται να φέρουν επανάσταση και το Διαδίκτυο των Πραγμάτων (IoT) μπορεί να ενσωματωθεί σχεδόν σε κάθε νοικοκυριό, είτε αστικό είτε αγροτικό.

Υπάρχει κάποιο μειονέκτημα σε αυτή την προβολή;

Τρία ζητήματα έχουν επισημανθεί — αυξημένα διαστημικά συντρίμμια, αυξημένος κίνδυνος συγκρούσεων και η ανησυχία των αστρονόμων ότι αυτοί οι αστερισμοί των διαστημικών δορυφόρων του Διαδικτύου θα δυσκολέψουν την παρατήρηση άλλων διαστημικών αντικειμένων και την ανίχνευση των σημάτων τους.

Για να βάλουμε τα πράγματα στη θέση τους, υπάρχουν λιγότεροι από 2.000 λειτουργικοί δορυφόροι αυτή τη στιγμή και λιγότεροι από 9.000 δορυφόροι έχουν εκτοξευθεί στο διάστημα από την αρχή της Διαστημικής Εποχής το 1957. Οι περισσότεροι από τους επιχειρησιακούς δορυφόρους βρίσκονται στις χαμηλότερες τροχιές. Στις 2 Σεπτεμβρίου του τρέχοντος έτους, ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος (ESA) έπρεπε να πραγματοποιήσει, για πρώτη φορά, έναν ελιγμό αποφυγής σύγκρουσης για να προστατεύσει έναν από τους ζωντανούς δορυφόρους του από σύγκρουση με έναν μέγα αστερισμό.

Οι αστρονόμοι και οι επιστήμονες έχουν επίσης παραπονεθεί για αυξημένη φωτορύπανση, μια αναφορά στο φως που ανακλάται από τους τεχνητούς δορυφόρους που μπορεί να παρεμβαίνει - και να μπερδεύεται με - το φως που προέρχεται από άλλα ουράνια σώματα.

Διαβάστε επίσης | Εξήγησε: Κάποτε «βασιλιάς» του Καράτσι, τώρα θέλει άσυλο στην Ινδία. Ποιος είναι ο Altaf Hussain;

Μοιράσου Το Με Τους Φίλους Σου: