Биты с орбиты. Как спутники Илона Маска изменят глобальный интернет

В конце прошлого года в американский Национальный центр сообщений об НЛО обратились сотни очевидцев, наблюдавших вереницу светящихся объектов, путешествующих по ночному небу. Нет, это не космический поезд, на котором инопланетяне проезжают Землю по дороге к другим мирам. Это всего лишь спутники компании Илона Маска SpaceX. В ближайшие годы таких аппаратов на небосклоне станет больше, пока те не образуют мегасозвездия, обеспечивающие планету доступом к интернету.

Даже сегодня более 3,5 млрд человек в мире все еще не подключены к интернету. Как правило, это жители сельской местности и удаленных регионов, где строить необходимую наземную инфраструктуру слишком сложно или дорого. Многие компании, для которых эти миллиарды пользователей — лакомый кусочек, не один год ищут небесные альтернативы. Так, Facebook одно время хотела использовать раздающие интернет дроны, а Google применяет воздушные шары. Но SpaceX и еще несколько компаний решили взглянуть на самую орбиту.

Коннект с небес: особенности спутникового интернета

Идея спутникового интернета родилась не сегодня. В мире существуют провайдеры, обеспечивающие доступ к Сети именно таким образом. К примеру, у американской Viasat для этого есть спутники, расположенные на геостационарной орбите, на высоте примерно 36 тыс. км над Землей. При таком положении один аппарат может обеспечивать подключением целый континент, но связь отнюдь не идеальна. Сигнал, посылаемый пользователем, дважды путешествует с Земли на спутник и обратно, что вызывает задержку примерно в 0,5 сек. Казалось бы, немного, но достаточно, чтобы испортить, например, видео- или голосовой интернет-звонок или онлайн-игру.

Чтобы избавиться от такой задержки, спутник можно разместить ближе к Земле, на низкой околоземной орбите (160 – 2 000 км). Однако и этот вариант не лишен изъянов. "Проблема быстро движущихся спутников на низкой околоземной орбите в том, что они "видят" лишь небольшую часть земного шара, а значит, чтобы получить глобальное покрытие, нужно много спутников", — говорит Майкл Браун, австралийский астроном из университета Монаш.

Этот вывод тоже не нов. Globalstar, Iridium, Teledesic, SkyBridge — эти проекты спутниковых созвездий появились еще в 1990-х. Все они провалились. Компаниям пришлось либо поменять профиль, как Iridium, чье созвездие из 66 спутников сегодня обеспечивает телефонную связь, либо отправиться на свалку истории, как Teledesic.

Читайте также: Не заграждайте звезды. Как спутниковый интернет Илона Маска мешает астрономам и что с этим делать

Казалось бы, этих примеров достаточно, чтобы кто угодно разуверился в спутниковых созвездиях. Но когда-то и Уилбур Райт утверждал, что человеку не хватит и 50 лет, чтобы подняться в воздух. А через два года вместе с братом совершил первый полет на самолете. Сегодня за реализацию провалившейся идеи взялись новые игроки.

SpaceX Илона Маска и другие

Опоясать Землю спутниками для раздачи интернета планируют SpaceX, Amazon, OneWeb. Поговаривают, что свое созвездие хочет создать и Apple, но официально компания ничего не заявляла, да и неясно, для каких конкретно целей оно ей надо. Другое дело SpaceX. Илон Маск традиционно не скупится ни на подробности, ни на обещания, а его проект Starlink развивается активнее других.

Уже сейчас SpaceX обладает самым большим флотом космических аппаратов среди всех коммерческих операторов мира. Всего Илон Маск запустил 180 спутников, до конца года их будет порядка 1,5 тыс. По словам президента SpaceX Гвинн Шотвелл, этого достаточно, чтобы обеспечить всемирное покрытие интернетом, а дальше дело за увеличением скорости соединения.

Оценить спутниковый интернет Маска первые пользователи смогут в этом году. О целом мире пока речь не идет, но США и Канада точно получат орбитальный коннект в 2020-м. Большей части остального мира придется ждать 2021-го.

Даже 1,5 тыс. аппаратов хватило бы, чтобы добавить к созвездию SpaceX приставку "мега", но и на этом компания не остановится. К 2027-му вокруг планеты должно летать около 12 тыс. спутников, которые смогут "общаться" не только с Землей, но и друг с другом при помощи лазеров. Так что обмен информацией на больших расстояниях станет происходить даже быстрее, чем через оптоволоконные кабели.

Все созвездие будет разбито на несколько группировок с разными орбитами. Примерно 1,6 тыс. спутников будут вращаться на высоте 550 км — рубеже, который SpaceX штурмует как раз сейчас. 2,8 тыс. аппаратов заберутся повыше, на 1,1–1,3 тыс. км над Землей. А самая большая часть, состоящая из 7,5 тыс. спутников, обоснуется на высоте чуть меньше 350 км.

СПУТНИКИ ИДУТ. Сейчас на низкой околоземной орбите 2 тыс. спутников, а космические провайдеры хотят запустить еще почти 50 тыс.

Но и это еще не все. Программа максимум SpaceX — 30 тыс. аппаратов. По словам Шотвелл, компании, может быть, и не нужно такого количества спутников, но с ними она будет предоставлять клиентам более индивидуальные услуги.

На этом фоне планы Amazon выглядят более скромными. Компания Джеффа Безоса собирается запустить только 3,2 тыс. спутников в рамках проекта, получившего название "Койпер" в честь астронома Джерарда Койпера, также подарившего свое имя области Солнечной системы за орбитой Нептуна. Аппараты должны разместиться на высоте от 590 до 630 км.

По части реализации планов Amazon серьезно отстает от конкурента. Она пока не запустила ни одного, даже тестового, спутника, да и не могла бы этого сделать, ведь, в отличие от Маска, Amazon не получила одобрения от государственных органов. Так что пока она может похвастаться лишь новенькой штаб-квартирой площадью 20 тыс. кв. м в Редмонде (штат Вашингтон), куда в этом году переедет коллектив проекта "Койпер".

Третий любопытный проект не имеет за плечами столь громкого имени, как Маск или Безос. Зато основатель OneWeb Грег Уайлер давно горит идеей спутникового интернета. Она посетила его в начале 2000-х, когда Уайлер налаживал подключение в Африке. Тогда он осознал, что наземной инфраструктуры не всегда достаточно и доступ к Сети надо искать выше.

У OneWeb внушительный список партнеров, в который входят европейский авиастроитель Airbus, японский телекоммуникационный гигант Softbank и даже Coca-Cola. Сегодня OneWeb имеет шесть спутников на орбите Земли, к концу января к ним присоединятся еще 30. Раздавать интернет по всему миру компания начнет, когда число спутников достигнет 650. По планам, это произойдет в 2021-м, после чего OneWeb будет решать, стоит ли расширять созвездие. Возможно, со временем в него будут входить почти 2 тыс. аппаратов.

Что касается самой связи, то в июле прошлого года компания провела тест, в ходе которого спутники выдали скорость более 400 Мбит/с. Участникам испытания это позволило просмотреть видео в качестве Full HD. При этом задержка в среднем составила 32 миллисекунды.

Тонкий лед: кто купит спутниковый интернет

Планы вышеназванной троицы звучат грандиозно и многообещающе, но, пожалуй, в 1990-х, когда подобные замыслы объявляли другие компании, они звучали так же. Конечно, за минувшие годы технологии стали доступнее. В свое время созвездие Iridium обошлось в $5 млрд, а Starlink, по оценкам SpaceX, будет стоить от $10 млрд. Но первое состоит из 66 спутников, а во втором их будет тысячи.

Читайте также: Слияние мозга и компьютера. Самые ожидаемые события в мире науки и технологий

Тем не менее новые космические провайдеры ступают на тонкий лед. Это осознает даже самоуверенный Маск. "Никто еще не преуспел в создании рентабельного коммуникационного созвездия на низкой околоземной орбите вот так с ходу, — сказал он перед запуском первой партии спутников Starlink. — Я верю, что мы будем успешны, но это еще не решенное дело".

SpaceX и ее конкурентам придется столкнуться со многими трудностями помимо затрат. Например, чрезвычайно важным может оказаться то, насколько удобными и доступными будут терминалы, при помощи которых пользователи смогут подключаться к спутниковой сети. По словам главы Iridium Мэтта Деша, в свое время именно дороговизна и массивный дизайн пользовательских терминалов привели к краху Globalstar.

Маск уверяет, что устройство Starlink будет напоминать тонкое, круглое НЛО размером с коробку для пиццы и ценой не более $300. Примерно к такой же стоимости стремится и OneWeb. Что касается дизайна, то компания витиевато уверяет, что все будет хорошо, но конкретику мы получим ближе к моменту запуска сети. Разумеется, успех провайдеров будет зависеть и от цены самой услуги.

Наконец, несмотря на обилие людей, находящихся за бортом всемирной Сети, космические провайдеры могут столкнуться с тем, что на их щедрое предложение не найдется спроса. "Будет ли достаточный спрос в мире, чтобы заполнить все это онлайн-пространство в течение следующих 10 лет? Никто на самом деле не знает", — рассказал Мэтт Деш изданию Wired. Трудно представить, что все 3,5 млрд человек тут же бросятся покупать услуги Маска или Уайлера, едва их спутники обоснуются в небесах.

Грязное небо: интернет вместо звезд

Но даже если SpaceX и компания успешно справится со всеми трудностями, они сами создадут немало проблем. Спутники Starlink уже называют "экзистенциональной угрозой для астрономии". Несмотря на то что они довольно компактны — по размерам сопоставимы с крышкой стандартного письменного стола, — обладают слишком высокой отражательной способностью, а также создают радиопомехи. Так что одновременно умудряются и снимки наземных телескопов портить, и радиоастрономическим наблюдениям мешать.

SpaceX утверждает, что работает над решением этой проблемы и уже испытывает новое покрытие, которое сделает спутники не такими яркими, но насколько эффективна эта задумка, пока неясно. А ведь компания вывела меньше двух сотен аппаратов. Если планы космических провайдеров сложатся удачно, то счет спутникам на низкой околоземной орбите пойдет на десятки тысяч. Сегодня их там всего 2000.

К тому же кроме разных аппаратов низкая околоземная орбита богата космическим мусором. Отработанные ступени ракет, вышедшие из строя спутники и другой, более мелкий, хлам вращается вокруг нашей планеты на скорости около 28 тыс. км/ч. Даже небольшой фрагмент, летящий примерно в семь раз быстрее пули, может серьезно повредить или уничтожить спутник. И чем больше различных объектов будет попадать на эту орбиту, тем выше вероятность подобных столкновений. А чем больше столкновений, тем больше новых осколков, чем больше осколков, тем больше новых столкновений и т. д.

SpaceX утверждает, что будет следить за чистотой орбиты. Отжившие спутники направятся прямиком в атмосферу, где им уготована жаркая гибель, а автономная система избегания столкновений не допустит космических аварий. Однако первое утверждение еще не проверено, а что касается второго, то осенью минувшего года спутник Stalink едва не врезался в своего "коллегу" из Европейского космического агентства. Аварии удалось избежать лишь благодаря своевременной реакции наземных операторов ESA.

Этот эпизод показывает, что, несмотря на старания компании Маска, прискорбные случайности могут произойти. При этом убирать космический мусор мы пока не начинали. ESA только собирается отправить на орбиту уборщика за €120 млн в 2025 году, но этот аппарат уберет всего один крупный осколок. Существуют и другие аналогичные проекты, которые относятся скорее к разряду экспериментов, и неизвестно, когда они получат широкое распространение.

SpaceX и ее конкуренты предлагают захватывающую, хоть не совсем новую и сомнительную с точки зрения успеха технологию. Как утверждал сам Маск, еще не факт, что она получит широкое распространение. Но, учитывая риски, в столь глобальном масштабе, как задумали космические провайдеры, возможна, она планете и не нужна.