Če ste spremljali razvoj SpaceX-a Projekt Starlink za ustvarjanje globalnega širokopasovnega interneta, ste opazili, da podjetje redno ne izstreljuje le posameznih satelitov, ampak cele serije po 60 satelitov hkrati.
Vsebina
- Dobro: Kaj lahko ponudijo satelitske konstelacije, česar posamezni sateliti ne morejo
- Slabo: Zakaj ozvezdja vznemirjajo nekatere astronome
- Grdo: Kakšna je prihodnost ozvezdij?
Te serije tvorijo mrežo na nebu, imenovano konstelacija satelitov, ki omogoča skoraj globalno pokritost na način, ki ga en sam satelit ne more. In tega pristopa ne uporablja samo SpaceX – obstajajo satelitska ozvezdja, na katerih delajo podjetja od Amazona prek svoje hčerinske družbe Kuiper Systems do Facebook, prek svojega projekta Athena.
Priporočeni videoposnetki
Vendar se vsi ne strinjajo z izstrelitvijo toliko satelitov v nočno nebo. Zlasti astronomi so se pritoževali, da takšna ozvezdja ogrožajo njihovo sposobnost zbiranja podatkov s teleskopi in lahko ovira znanstveni napredek.
Da bi razumeli podrobnosti tega zapletenega vprašanja, smo se pogovarjali z dvema strokovnjakoma: Olivierjem Hainautom, astronomom in vodilnim raziskovalcem na temo, kako sateliti ozvezdja vplivajo na astronomska opazovanja, in Brad King, izvršni direktor podjetja, ki izdeluje pogonske sisteme za satelite, ki jih uporablja ameriška vojska v ozvezdja.
Dobro: Kaj lahko ponudijo satelitske konstelacije, česar posamezni sateliti ne morejo
Ena največjih prednosti konstelacijskega pristopa je, da omogoča enostavno nadgradnjo omrežij skozi čas. Ko ima sistem en sam velik satelit, lahko za izdelavo in razvoj te strojne opreme traja leta. Ko je enkrat zagnan, je izjemno težko dodati funkcije ali izboljšati strojno opremo.
Toda s konstelacijo satelitov lahko med izstrelitvijo postopoma izboljšate strojno opremo. Če podjetje začne uvajati satelite in potem po nekaj letih postanejo natančnejši senzorje, na primer, lahko nove senzorje enostavno namestijo v naslednjo serijo satelitov in jih namestijo njim. Obstoječi sateliti lahko še vedno delujejo skupaj, floto pa je mogoče postopoma nadgrajevati.
Konstelacije se tako nenehno osvežujejo, je dejal King, izvršni direktor Orbiona, pogona malih satelitov. podjetje, ki trenutno zagotavlja pogonski sistem za napredne obrambne raziskovalne projekte Agencije Blackjack konstelacija satelitov.
"Če letiš s 100 sateliti, ne letiš s 100 sateliti in potem čakaš 10 let in nato izstreliš še 100," je dejal King. "Nenehno osvežujete vozni park s približno 20 % flote na leto."
To tudi pomeni, da lahko pri dolgoročnih projektih preživijo zmanjšanje proračuna z zmanjšanjem celotnega voznega parka, namesto da bi projekt v celoti opustili. To je pomembno pri vladnih programih, ki lahko trajajo desetletje, nato pa se jim proračun zmanjša.
Za vlade in vojsko obstajajo dodatne posebne prednosti uporabe konstelacij. "Glavna prednost je odpornost," je dejal King. »Kar lahko storite s konstelacijo, česar ne morete z enim [satelitom], je, da ste lahko odporni proti napadom. Če imate en zelo velik, zelo dragocen satelit v orbiti in imate nasprotnika, ki želi preprečiti uporabo tega satelit tako, da ga poškodujete ali kako drugače, v resnici potrebuje le eno kroglo, če hočete, da vzame celotno zmogljivost navzdol.
"Če bi imeli v regiji na voljo več internetnih ponudnikov, bi lahko ljudem omogočili bolj svoboden dostop do interneta brez omejitev, ki jih postavljajo vlade."
»Če imate namesto tega to funkcionalnost deljeno med 100 sateliti, potem mora biti vaša globina napada veliko globlja, da onemogočite funkcijo. Torej zagotavlja odvračanje od napadov. To ni velika, debela, sočna tarča, ki bi mamila sovražnika, da bi jo napadel.«
Ko je konstelacija postavljena, jo je mogoče uporabiti za najrazličnejše komunikacijske namene. SpaceX-ov program Starlink je namenjen zagotavljanju globalnega širokopasovnega interneta, ki ima številne potencialne prednosti. Poleg možnosti zagotavljanja interneta revnim ali podeželskim regijam, ki imajo malo ali nič internetnih storitev v tem trenutku bi lahko bil neprecenljiv tudi za varnostne namene, saj bi lahko sledil letalom in ladjam po vsem svetu. Razpoložljivost več internetnih ponudnikov v regiji bi ljudem omogočila bolj svoboden dostop do interneta brez omejitev, ki jih postavljajo vlade.
Slabo: Zakaj ozvezdja vznemirjajo nekatere astronome
Kot pri vsakem tehnološkem napredku tudi pri izstrelitvi satelitskih konstelacij prihaja do težav. V zadnjem letu je med SpaceX in astronomsko skupnostjo potekala včasih burna razprava o izstrelitvi satelitov Starlink.
Ko se sateliti izstrelijo, lahko odidejo sledi svetlobe po nebu, zlasti v mraku. Čeprav se nekaterim te sledi zdijo lepe, lahko motijo astronomske odčitke, saj so veliko svetlejše od zvezd ali galaksij, ki jih astronomi poskušajo opazovati. Obstaja tudi vprašanje, ali bi bili sateliti Starlink, ki sedijo v posebej nizki orbiti, vidni s prostim očesom in bi motili odčitke, ko bi bili nameščeni.
Mednarodna astronomska zveza je izdala a izjava poleti 2019 in a spremljanje februarja letos, pri čemer sta oba »izrazila zaskrbljenost zaradi negativnega vpliva načrtovanih megakonstelacij komunikacijski sateliti lahko imajo pri astronomskih opazovanjih,« posebej poimenujejo Starlink, satelitsko ozvezdje Iridium, OneWeb in drugi.
SpaceX je hitro rešil težave, ki jih je Starlink povzročil v optični astronomiji, pri čemer je sodeloval z astronomi najti rešitev. Sprva so poskušali satelite pobarvati v temnejšo barvo, kar je zmanjšalo njihov videz, vendar ne dovolj, da bi zadovoljilo astronome. Zato so prešli na nov dizajn, ki je vključeval vizir, ki deluje kot senčnik.
"To je res pametno," je dejal Hainaut. »Kajti če satelit ni osvetljen, je popolnoma temen, je neviden. In to pomeni, da lahko vizir skrije večino satelita. Način, na katerega je satelit zgrajen, pomeni, da lahko imate vizir, kjer, gledano s tal, vidite zadnji del vizirja, tako da je temno, celotno dno satelita pa je v senci. To pomeni, da satelit postane za nekaj magnitud šibkejši.«
"Problem gneče v orbiti postaja vse bolj v središču vesoljske skupnosti, s pomisleki glede količine smeti v orbiti okoli našega planeta."
SpaceX je prilagodil tudi kot solarnih panelov, pritrjenih na satelite, tako da osvetljeni del ni viden z Zemlje. V kombinaciji bi morali ti popravki bolj ali manj rešiti problem delujočih satelitov Starlink, ki motijo zemeljsko optično astronomijo.
Obstaja tudi nekaj težav s sateliti, ki motijo radijsko astronomijo. Lahko pride do težave, imenovane frekvenčni pretok, kjer sateliti oddajajo majhne količine radijskih valov na frekvencah, ki presegajo njihovo primarno delovno frekvenco, kar lahko povzroči težave radijskim astronomom. Radijski teleskopi imajo na splošno veliko hrupa v ozadju, k temu pa lahko prispevajo tudi satelitske konstelacije.
SpaceX sodeluje z astronomsko skupnostjo tudi pri tem vprašanju in zdi se, da so astronomi na splošno optimističen da je mogoče najti rešitev.
Zadnja težava pri izstrelitvi velikega števila satelitov ni enostavna tehnološka rešitev. Problem pri orbitalna gneča postaja vse bolj v središču vesoljske skupnosti, s pomisleki glede količine smeti v orbiti okoli našega planeta. Vesoljski odpadki so lahko izjemno nevarni in ogrožajo vse od Mednarodne vesoljske postaje do naše potencialne sposobnosti izstrelitev satelitov v prihodnosti cenovno ugodno.
Glavni pristop k temu vprašanju je bil, da podjetja zagotovijo, da lahko odgovorno odstranijo svoje satelite iz orbite, ko ti ne bodo več potrebni. Ko se satelitu Starlink izteče življenjska doba ali če je satelit okvarjen, ga je razmeroma enostavno odstraniti, ker je konstelacija v nizki orbiti. Satelit je treba samo premakniti v nižjo orbito in padli bodo v ozračje ter zgoreli.
Druga ozvezdja se lahko nahajajo v višji orbiti. V teh primerih jih je lažje poslati v tako imenovano pokopališko orbito, kot pa jih spustiti v atmosfero. Toda če satelit odpove v višji orbiti, lahko tam ostane zelo dolgo. Zato so nekateri sateliti zdaj opremljeni s funkcijami, kot so kavlji, ki olajšajo uporabo še en satelit, ki se ga je treba oprijeti in jih odstranite.
Grdo: Kakšna je prihodnost ozvezdij?
Hainaut je poudaril, da si je SpaceX prizadeval daleč preseči tisto, kar so bili dolžni obravnavati težave, ki jih je Starlink povzročil astronomski skupnosti, in prepričan je, da so te težave lahko razrešeno. Vprašanje je, ali bodo ti novi akterji tako obzirni do nočnega neba, ko postajajo ozvezdja vse bolj priljubljena in jih uvaja več podjetij?
"[SpaceX] se resnično trudi, da bi rešil težave, kar presega tisto, kar so zakonsko dolžni storiti," je dejal Hainuat. "Astronomi imajo zelo dobre delovne odnose s Starlinkom, vendar ni jasno, ali bomo imeli enake odnose z drugimi [podjetji], ker gre le za dobro voljo."
Ali lahko drugim podjetjem zaupamo, da bodo sledila zgledu SpaceX? Obstajajo pogodbe in sporazumi o uporabi vesolja, vključno z vprašanji, kot je odstranitev satelitov, ko dosežejo konec svoje življenjske dobe. Vendar mnogi strokovnjaki trdijo, da je treba te pogodbe okrepiti in da morajo obstajati posledice za podjetja, ki jih ne spoštujejo.
"Težava je v tem, da ni upravnega organa, ki bi lahko resnično enotno uporabljal kazni," je dejal King. "Obstajajo stroge smernice in pogodbe, vendar je njihovo uveljavljanje problematično."
Satelitske konstelacije, kot je Starlink, lahko omogočijo fantastične nove korake v telekomunikacijah, vendar moramo najti način za uravnoteženje te sposobnosti s potrebo po preučevanju nočnega neba in razumevanju vesolja onstran našega planeta.
"Vesolje je javna dobrina, ki si jo vsi delimo," je dejal King. "Kot družba se mora marsikaj dogovoriti, ko se konstelacije začnejo množiti... Vsi in nihče si lasti prostor in vsi ga želimo deliti."
Priporočila urednikov
- Kako bi lahko SpaceX spremenil Starlink v ultranatančno omrežje GPS
- Kako danes gledati vesoljsko plovilo SpaceX Dragon, ki zapušča ISS
- SpaceX je bil izbran za dostavo tovora na Nasino vesoljsko postajo Lunar Gateway
- SpaceX jutri izvede svojo šesto izstrelitev Starlink: Evo, kako gledati
- SpaceX bo za svoje rakete Starship uporabil drugačno vrsto nerjavečega jekla
