La società privata SpaceX ha iniziato a distribuire una rete di una dozzina di migliaia di satelliti, la più grande costellazione orbitale nella storia dell'umanità. Esquire spiega perché Internet è migliore di quello attuale e perché l'evento di oggi è storico.
Il 24 maggio 2019, SpaceX ha lanciato 60 satelliti contemporaneamente per fornire Internet satellitare a bassa orbita. A differenza del precedente "Internet dall'orbita", questa non è una soluzione scomoda per luoghi remoti dove semplicemente non c'è altra opzione. SpaceX prevede di portare via circa la metà dei clienti dal resto dei fornitori di tutto il mondo, a scapito di un prezzo inferiore e una maggiore velocità. È del tutto possibile che lei ei suoi concorrenti "satellitari" saranno in grado di utilizzare Internet 4G e cablato.
Perché oggi Internet via satellite è molto peggio di Internet convenzionale?
La rete globale raggiunge la casa della maggior parte degli abitanti della Russia tramite linee in fibra ottica. Questo è un "fornitore" abbastanza veloce, ma è adatto solo per luoghi con un'alta densità di popolazione, come le città in stile sovietico. Più della metà della popolazione mondiale vive in modo completamente diverso, fuori città o nei sobborghi, in edifici bassi con una densità di popolazione moderata. E questo vale non solo per l'India e così via, ma anche, ad esempio, per gli Stati Uniti. I residenti di tali paesi spesso non hanno alcuna prospettiva di trasferirsi in appartamenti: in America, ad esempio, sono previsti 77 metri quadrati di superficie abitabile per persona - appartamenti in città di 200 metri quadrati saranno semplicemente troppo costosi. Negli edifici bassi, è economicamente inutile tirare il cavo: la densità di clienti è bassa.
Mentre in questi luoghi il 4G aiuta. Ma tale Internet wireless può essere costoso (come negli Stati Uniti, dove la bolletta può superare i $ 50 al mese) o limitato nella copertura (come in Russia). Il motivo è che una capacità di canale di comunicazione veramente grande è facilmente ottenibile utilizzando onde radio relativamente brevi. Ma le onde radio corte sono generalmente assorbite meglio dall'atmosfera, il che significa che le torri per Internet senza fili a banda larga devono essere installate molto spesso. Negli Stati Uniti, un ricco consumatore paga per questo. In Russia, un consumatore non può pagare così tanto, quindi la sua Internet 4G spesso finisce proprio alla periferia della città.
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Satellite: salvataggio o fittizio?
Una torre con un ripetitore 4G convenzionale copre un'area più ampia, maggiore è la sua altezza. Molto tempo fa, molte aziende pensavano: perché non innalzare una "torre" nello spazio? Non c'è aria nell'orbita geostazionaria (~ 36.000 km), le onde radio sono debolmente assorbite. Questa orbita è quindi chiamata geostazionaria, perché il satellite su di essa è continuamente sospeso su uno stesso punto della superficie terrestre e talvolta copre quasi la metà del globo. Già negli anni '90 sono iniziati i lavori su un Internet satellitare di questo tipo, sebbene i risultati pratici evidenti siano iniziati solo nel 21 ° secolo.
Ma era fluido solo sulla carta per le presentazioni. Nella vita reale, un segnale radio con pacchetti di dati per un client va prima dal server del provider sulla Terra a un satellite in orbita geostazionaria, e da lì torna al client. 36.000 più 36.000, per un totale di 72.000 km, già un quarto di secondo luce. In pratica, le misurazioni dei regolatori del governo americano mostrano che il quadro è ancora peggiore: il ritardo nel passaggio di un pacchetto con dati per Internet via satellite oggi è in media di 0,6 s. La chat video o il gioco online con un tale ritardo non è grave. Un cliente di massa non andrà da un tale fornitore e, dove non esiste un cliente di massa, i prezzi, per definizione, non possono essere bassi. Di conseguenza, Internet via satellite rimane non solo lento, ma anche molto costoso, molte volte più costoso del 4G o del cavo.
Sempre più in basso
I 60 satelliti lanciati da SpaceX il 24 maggio 2019 provengono da una razza molto diversa. Si tratta di veicoli relativamente piccoli (227 kg ciascuno) dotati di antenne piatte costruite secondo il principio di un array di antenne a fasi, che consente loro di controllare programmaticamente la direzione della radiazione delle onde radio senza modificare la posizione fisica della propria antenna. Soprattutto, non sono sospesi sul pezzo selezionato del pianeta immobile per 36.000 km, ma ruotano attorno ad esso a un'altitudine di 440-550 km, approssimativamente all'altitudine della ISS. Questo è 60-80 volte inferiore a quello dei sistemi Internet satellitari esistenti, il che significa che il ritardo di trasmissione del segnale è potenzialmente 60-80 volte inferiore - secondo i calcoli di SpaceX, non supererà i 25 millesimi di secondo, contro almeno 600 millesimi di secondo di Internet satellitare "geostazionario" …
Ciò porta a diverse conseguenze molto importanti contemporaneamente. In primo luogo, con un ritardo così piccolo, è già possibile affrontare il consumatore di massa. Le misurazioni dell'autorità di regolamentazione del governo statunitense FCC mostrano che un ritardo di 25 millesimi di secondo è tipico del fornitore medio di servizi via cavo statunitense. In secondo luogo, trasmettendo i dati con un ritardo di decine di volte inferiore, è possibile trasmetterli molto più velocemente, ovvero un satellite SpaceX può servire più client di un satellite della tradizionale Internet "geostazionaria".
In totale, SpaceX lancerà 11.943 satelliti nello spazio: 1.584 in un'orbita di 550 km, 7.518 a 340 km e 2.841 a 1150 km. I permessi per questi lanci sono già stati ottenuti dalle autorità americane. I livelli superiori dei satelliti fungeranno da intermediari per i satelliti dei livelli inferiori: approfittando dell'assenza dell'atmosfera, trasmetteranno loro i dati dai server di terra tramite sistemi di comunicazione laser ultraveloci.
Finora, sono state lanciate solo sei dozzine di satelliti di prova - in un'orbita con un'altitudine di 440 km, da dove saliranno gradualmente di 550 km con i loro motori che espellono krypton. Lo scopo del loro funzionamento è acquisire esperienza con i terminali di terra, che per la prima volta si occupano di tali satelliti Internet a bassa orbita. Un terminale è un dispositivo finale delle dimensioni di un laptop ripiegato, che riceve un segnale da un satellite e da cui il segnale viene trasmesso a un dispositivo client, router, laptop o PC.
Gli odierni satelliti Internet in orbita geostazionaria sono in grado di servire fino a 1.200 connessioni simultanee di client terrestri. Quanti satelliti SpaceX saranno in grado di servire non è ancora chiaro: un'altitudine inferiore rende il loro lavoro, da un lato, più facile e, dall'altro, più difficile, perché si sposteranno costantemente rispetto al client di terra e lo passeranno da un satellite all'altro. Ma anche se un satellite può "tirare" solo 1200 connessioni alla volta, una dozzina di migliaia di satelliti saranno in grado di servire più di 14 milioni di terminali.
La velocità di ogni canale Elon Musk, il capo di SpaceX, indicava 1 gigabit al secondo. Le connessioni a banda larga oggi sono in genere 20 megabit al secondo. Cioè, un terminale, in teoria, può fornire la comunicazione a dozzine di dispositivi di terra collegati, ad esempio, a un router convenzionale collegato a un terminale che riceve un segnale dal satellite SpaceX. Pertanto, in teoria, una tale costellazione di satelliti può servire centinaia di milioni di utenti.
Tuttavia, SpaceX stima il numero possibile di connessioni per ciascun satellite in modo molto più ottimistico. L'azienda ritiene che sarà in grado di servire il 50% di tutti i dispositivi connessi a Internet sul pianeta Terra contemporaneamente. In altre parole, togliere metà del mercato Internet mondiale dai provider esistenti. Inoltre, grazie alla velocità gigabit e al prezzo relativamente basso, SpaceX prevede di gestire il 10% di tutto il traffico Internet anche nelle grandi città, ovvero di attaccare direttamente anche gli operatori via cavo e 4G dove la loro infrastruttura è meglio sviluppata.
Perché SpaceX vuole essere il più grande fornitore sulla Terra?
Quindi, l'Internet satellitare globale di una sola azienda oggi sta già prendendo di mira il 50% dell'intero mercato globale delle connessioni Internet. Parliamo di oltre un miliardo di clienti con un corrispondente volume di vendite. Secondo i dati trapelati al Wall Street Journal, SpaceX prevede di ricevere 5 miliardi di dollari di entrate dal mercato globale del lancio spaziale commerciale nella seconda metà del 2020 (un budget annuale e mezzo di Roscosmos, per confronto) e da Internet satellitare - 30 miliardi di dollari. SpaceX sogna di crescere da un taxi spaziale a qualcosa di simile a un fornitore di monopolio globale, il più grande del pianeta.
Evidenziato in giallo - Le entrate previste dal lancio di SpaceX sono evidenziate in rosa - dalla conquista del mercato globale dei servizi Internet.
La ragione principale di questa ambizione napoleonica è abbastanza semplice. Elon Musk sta pianificando voli umani su Marte, con l'aiuto del sistema riutilizzabile di Starship che è stato costruito dalla sua compagnia. Questa è una combinazione di un primo stadio molto grande (del peso di migliaia di tonnellate) di un razzo e di un secondo stadio, che è anche un veicolo spaziale. Il volume interno di questa navicella è di oltre 800 metri cubi, più di quello della ISS. Musk può completare lo sviluppo di una tale nave e vettore, ma può recuperarlo solo se c'è una domanda molto elevata.
Qualsiasi analisi del mercato spaziale mostra che oggi non esiste tale domanda: i Falcon 9, sollevando fino a 20 tonnellate, fanno fronte a tutti gli ordini in corso, lasciando ai missili russi solo briciole del mercato di lancio spaziale di loro proprietà. Il mercato attuale è semplicemente troppo piccolo per un mostro come Starship e SpaceX non ha altra scelta che creare artificialmente la domanda per una nave così enorme.
Il sistema Internet via satellite Starlink, come lo chiama l'azienda, richiede un gran numero di satelliti a causa di satelliti a bassa orbita, altrimenti la partenza di un satellite oltre l'orizzonte lascerà il cliente senza comunicazione. I satelliti a 350 km di distanza dopo alcuni anni di servizio a causa della frenata sulle molecole di gas cadranno nell'atmosfera e vi bruceranno, assicurando così l'assenza di pericolosi detriti spaziali in orbita. E questo significa che il mantenimento della costellazione richiederà il lancio di un paio di migliaia di nuovi satelliti ogni anno. Il Falcon 9 può lanciare 60 di questi satelliti alla volta, ma Starship è molte volte più grande e più potente: sarà in grado di lanciare centinaia di tali dispositivi per lancio.
In effetti, il progetto Internet satellitare globale di SpaceX è un porridge di un'ascia, un progetto in cui un abile nativo africano vuole far pagare al resto dell'umanità i loro costosi progetti marziani. Tuttavia, se la velocità del nuovo Internet satellitare in orbita bassa risulta essere vicina a quella promessa e il prezzo è moderato, difficilmente avremo motivo di lamentarci del trucco di Elon Musk. Dopotutto, allora le maledizioni contro la lentezza di Internet nella dacia potrebbero diventare un ricordo del passato: la Russia è un grande paese e semplicemente a causa della geografia ricadrà sicuramente nell'area di copertura del nuovo sistema Internet satellitare.
Naturalmente, il mercato reale differisce dal mercato libero dei libri di testo in quanto non è quasi libero. Cioè, le nostre agenzie governative potrebbero semplicemente non consentire a SpaceX di vendere i loro dispositivi client riceventi nel nostro paese e quindi bloccare gli sforzi dell'azienda con noi. Tuttavia, il progresso non può essere fermato in questo modo: molti giocatori hanno già annunciato la loro intenzione di creare sistemi simili a Starlink, compresi quelli grandi come Amazon.
Roskosmos, a proposito, ha anche annunciato la sua intenzione di schierare un sistema satellitare "Sphere" con compiti simili (tuttavia, ci saranno venti volte meno satelliti lì). Anche se, dato il livello tecnico dei satelliti creati da questa azienda, non riporremmo troppe speranze su di loro. Eppure Roskosmos "E possiamo anche noi!" indica che prima o poi, se non lo laviamo così, nel nostro paese arriverà Internet satellitare a bassa orbita.
Alexander Berezin
