Ha követte a SpaceX fejlődését Starlink projekt A globális szélessávú internet létrehozásához észrevette, hogy a vállalat rendszeresen nem csak egyes műholdakat, hanem egyszerre 60 műholdat is felbocsát.
Tartalom
- A jó: mit tudnak a műhold-konstellációk nyújtani, amit az egyes műholdak nem
- A rossz: Miért vannak a csillagképek karjaiban egyes csillagászok?
- A csúnya: Mit hoz a jövő a csillagképek számára?
Ezek a kötegek egy hálózatot alkotnak az égbolton, úgynevezett műhold-konstellációt, amely közel globális lefedettséget tesz lehetővé oly módon, ahogy azt egyetlen műhold nem képes. És nem csak a SpaceX használja ezt a megközelítést – vannak olyan műholdkonstellációk, amelyeken az Amazon vállalatai dolgoznak a Kuiper Systems leányvállalatán keresztül. Facebook, az Athena projekten keresztül.
Ajánlott videók
De nem mindenki hajlandó ennyi műholdat felbocsátani az éjszakai égboltra. Különösen a csillagászok panaszkodtak amiatt, hogy az ilyen csillagképek veszélyeztetik az adatgyűjtés lehetőségét teleszkópok és akadályozhatja a tudományos fejlődést.
Hogy megértsük ennek az összetett kérdésnek a csínját-bínját, két szakértővel beszélgettünk: Olivier Hainaut csillagász és vezető kutató a műhold működésének témájáról. A csillagképek hatással vannak a csillagászati megfigyelésekre, és Brad King, egy olyan vállalat vezérigazgatója, amely az Egyesült Államok hadserege által használt műholdak meghajtórendszereit gyártja csillagképek.
A jó: mit tudnak a műhold-konstellációk nyújtani, amit az egyes műholdak nem
A konstellációs megközelítés egyik legnagyobb előnye, hogy lehetővé teszi a hálózatok idővel történő egyszerű frissítését. Ha egy rendszer egyetlen, nagy műholddal rendelkezik, ennek a hardvernek a felépítése és fejlesztése évekbe telhet. Az indítás után rendkívül nehéz funkciókat hozzáadni vagy hardvert fejleszteni.
De a műholdak konstellációjával fokozatosan fejlesztheti a hardvert az indítás során. Ha egy vállalat elkezdi a műholdak telepítését, majd néhány év múlva pontosabbá válik érzékelők például könnyen beilleszthetik az új szenzorokat a következő műholdakba, és telepíthetik őket. A meglévő műholdak továbbra is együtt tudnak működni, és a flotta fokozatosan fejleszthető.
A csillagképek így folyamatosan frissülnek – mondta King, az Orbion, egy kis hajtású hajtás vezérigazgatója. cég, amely jelenleg a védelmi fejlett kutatási projektek meghajtórendszerét biztosítja Ügynökség Blackjack műholdas konstelláció.
"Ha 100 műholdat repülsz, akkor nem repülsz 100 műholdat, majd vársz 10 évet, majd indítasz további 100-at" - mondta King. „Folyamatosan frissíti a flottát a flotta körülbelül 20%-ával évente.”
Ez azt is jelenti, hogy a hosszú távú projektek esetében a teljes flotta csökkentésével túlélhetik a költségvetési megszorításokat ahelyett, hogy egy projektet teljesen leselejteznének. Ez fontos a kormányzati programokban, amelyek akár egy évtizedig is tarthatnak, majd csökkentik a költségvetésüket.
A kormányok és a katonaság számára további speciális előnyökkel jár a csillagképek használata. „Az elsődleges előny a rugalmasság” – mondta King. „Amit megtehetsz egy konstellációval, amit egyetlen [műholddal] nem, az az, hogy ellenálló lehetsz a támadásokkal szemben. Ha van egy nagyon nagy, nagyon értékes műhold a pályán, és van egy ellenfele, aki meg akarja tagadni ennek használatát műhold sérülésével vagy más módon, valójában csak egy golyóra van szükség, ha úgy tetszik, hogy el tudja venni ezt a teljes képességet le.
„Ha egy régióban több internetszolgáltató is elérhető, az emberek szabadabban férhetnek hozzá az internethez, a kormányok által bevezetett korlátozások nélkül.”
„Ha ehelyett 100 műhold között osztja meg ezt a funkciót, akkor a támadási mélységnek sokkal mélyebbnek kell lennie ahhoz, hogy leállítsa a funkciót. Tehát elrettentést nyújt a támadásoktól. Ez nem egy nagy, kövér, lédús célpont, amely támadására csábítja az ellenséget."
És ha egy konstelláció a helyére került, akkor mindenféle kommunikációs célra felhasználható. A SpaceX Starlink programja globális szélessávú internetet kíván biztosítani, aminek számos lehetséges előnye van. Azon túlmenően, hogy a szegény vagy vidéki régiókban is elérhető az internet, ahol alig vagy egyáltalán nincs internetszolgáltatás pillanatnyilag biztonsági szempontból is felbecsülhetetlen értékű lehet, mivel képes nyomon követni a repülőgépeket és a hajókat szerte a világon. Ha pedig egy régióban több internetszolgáltató is elérhető, az emberek szabadabban férhetnek hozzá az internethez, a kormányok által bevezetett korlátozások nélkül.
A rossz: Miért vannak a csillagképek karjaiban egyes csillagászok?
Mint minden technológiai fejlesztés, a műhold-konstellációk felbocsátása is problémákkal jár. Az elmúlt évben olykor heves vita zajlott a SpaceX és a csillagászati közösség között a Starlink műholdak fellövéséről.
Amikor a műholdakat felbocsátják, távozhatnak fénynyomok az égen, különösen szürkületben. Bár egyesek szépnek találják ezeket a nyomvonalakat, megzavarhatják a csillagászati leolvasást, mivel sokkal fényesebbek, mint a csillagok vagy galaxisok, amelyeket a csillagászok próbálnak megfigyelni. Az is kérdés, hogy a különösen alacsony pályán álló Starlink műholdak szabad szemmel láthatóak-e, és ha a helyükre kerültek, zavarják-e a leolvasást.
A Nemzetközi Csillagászati Unió kiadta a nyilatkozat 2019 nyarán és a nyomon követése ez év februárjában, mindketten „aggodalmukat fejezték ki a tervezett megakonstellációk negatív hatása miatt. a kommunikációs műholdak csillagászati megfigyelései lehetnek” – nevezte meg konkrétan a Starlinket, az Iridium műhold-konstellációt, OneWeb és mások.
A SpaceX gyorsan megoldotta a Starlink által az optikai csillagászatban okozott problémákat, és a csillagászokkal együttműködve megoldást talál. Eleinte megpróbálták a műholdakat sötétebb színűre festeni, ami ugyan csökkentette megjelenésüket, de nem annyira, hogy a csillagászok elégedettek legyenek. Ezért áttértek egy új dizájnra, amely napellenzőt tartalmazott, amely napernyőként funkcionál.
– Ez igazán okos – mondta Hainaut. „Mert ha a műhold nincs megvilágítva, akkor teljesen sötét, láthatatlan. Ez azt jelenti, hogy a napellenző el tudja rejteni a műhold nagy részét. A műhold felépítésének módja azt jelenti, hogy rendelkezhet egy napellenzővel, ahol a földről nézve látja a napellenző hátulját, így sötét van, és a műhold teljes alja árnyékban van. Ez azt jelenti, hogy a műhold több magnitúdóval halványodik.
"A pályák zsúfoltságának problémája egyre inkább az űrközösség középpontjába kerül, aggodalmak a bolygónk körüli pályán keringő szemét mennyiségével kapcsolatban."
A SpaceX a műholdakra erősített napelemek dőlésszögét is beállította, így a megvilágított rész nem látszik a Földről. Ezek a javítások együttesen többé-kevésbé megoldják azt a problémát, hogy a működő Starlink műholdak zavarják a földi optikai csillagászatot.
Van néhány probléma a rádiócsillagászatot zavaró műholdakkal is. Előfordulhat egy frekvenciakiáramlásnak nevezett probléma, amikor a műholdak kis mennyiségű rádióhullámot bocsátanak ki az elsődleges működési frekvencián kívüli frekvencián, ami problémákat okozhat a rádiócsillagászok számára. Általában sok háttérzaj van, amellyel a rádióteleszkópoknak meg kell küzdeniük, és ehhez a műholdcsillagok is hozzájárulhatnak.
A SpaceX ebben a kérdésben is együttműködik a csillagászati közösséggel, és úgy tűnik, a csillagászok nagyjából optimista hogy lehet megoldást találni.
A nagyszámú műhold felbocsátásával kapcsolatos utolsó probléma nem olyan egyszerű technológiai megoldás. A probléma a orbitális zsúfoltság egyre inkább az űrközösség középpontjába kerül, aggodalmak miatt szemét a bolygónk körüli pályán. Az űrszemét rendkívül veszélyes lehet, és mindent fenyeget, a Nemzetközi Űrállomástól kezdve a lehetséges műholdakat indítani megfizethető áron a jövőben.
Ennek a problémának a fő megközelítése az volt, hogy a vállalatok gondoskodjanak arról, hogy felelősségteljesen lehessen deorbitálni műholdaikat, ha már nincs rájuk szükség. Amikor egy Starlink műhold élettartama végéhez ér, vagy ha egy műhold meghibásodik, viszonylag könnyű megsemmisíteni, mivel a csillagkép alacsony pályán áll. A műholdakat csak alacsonyabb pályára kell manőverezni, és a légkörbe esnek és kiégnek.
Más csillagképek is ülhetnek magasabb pályán. Ezekben az esetekben könnyebb felküldeni őket az úgynevezett temetői pályára, mint a légkörbe juttatni őket. De ha egy műhold meghibásodik egy magasabb objektumban, akkor nagyon sokáig ott maradhat. Így néhány műholdat most olyan funkciókkal látnak el, mint a horgok, amelyek megkönnyítik a munkát egy másik műhold, amelyet meg kell fogni és dobja el őket.
A csúnya: Mit hoz a jövő a csillagképek számára?
Hainaut hangsúlyozta, hogy a SpaceX a kötelességeit meghaladó erőfeszítéseket tett a megoldás érdekében problémákat, amelyeket Starlink okozott a csillagászati közösségnek, és biztos benne, hogy ezek a problémák lehetnek megoldva. A kérdés az, hogy a konstellációk egyre népszerűbbé válnak, és a jövőben egyre több cég indítja el őket, vajon ezek az új szereplők ugyanolyan figyelmesek lesznek-e az éjszakai égbolttal?
"A [SpaceX] valóban mindent megtesz, messze túlmutat azon, amit jogilag köteles megtenni, hogy megoldja a problémákat" - mondta Hainuat. "A csillagászok nagyon jó munkakapcsolatban vannak a Starlink-kel, de nem világos, hogy más [cégekkel] lesz-e hasonló kapcsolatunk, mert ez csak jóindulat."
Megbízható-e más cégek is, hogy kövessék a SpaceX példáját? Vannak szerződések és megállapodások a világűr használatáról, beleértve az olyan kérdéseket, mint a műholdak ártalmatlanítása, amikor elérik élettartamuk végét. Sok szakértő azonban azzal érvel, hogy ezeket a szerződéseket meg kell erősíteni, és következményekkel kell járniuk azoknak a vállalatoknak, amelyek nem tartják be azokat.
"A probléma az, hogy nincs olyan irányító testület, amely valóban egységesen tudna büntetni" - mondta King. "Erős iránymutatások és szerződések vannak, de ezek betartatása problémás."
Az olyan műholdas konstellációk, mint a Starlink, fantasztikus új lépéseket tehetnek a távközlésben, de meg kell találnunk egy módja annak, hogy egyensúlyba hozza ezt a képességet az éjszakai égbolt tanulmányozásával és a bolygónkon túli univerzum megértésével.
„Az űr nyilvános közös tulajdon, amelyen mindannyian osztozunk” – mondta King. „Társadalomként sokat kell dolgozni, ahogy a konstellációk szaporodni kezdenek… Mindenki és senki sem birtokol helyet, és mindannyian meg akarjuk osztani azt.”
Szerkesztői ajánlások
- Hogyan alakíthatja át a SpaceX a Starlinket ultraprecíz GPS-hálózattá?
- Hogyan nézhetem meg, ahogy a SpaceX Dragon űrszonda ma indul az ISS-ről
- A SpaceX rakományt szállít a NASA Lunar Gateway űrállomására
- A SpaceX holnap végrehajtja hatodik Starlink-indítását: Így nézheti meg
- A SpaceX másfajta rozsdamentes acélt használ a Starship rakétáihoz
