Kwartalnik | Granice

Satelity Starlink – o co chodzi i dlaczego wszędzie o tym słyszymy?

Elon Musk zadziwia wszystkich już od wielu lat. Liczne pomysły ekscentrycznego miliardera, przez wielu początkowo uważane za szalone i niemożliwe w realizacji, nie tylko zostały przez niego wprowadzone w życie, ale i uciszyły większość sceptyków wątpiących w sukces afrykańczyka. Rakiety pionowego startu i lądowania jako alternatywa dla obecnych, droższych rozwiązań? Można. Wyrzucenie Tesli Roadster w kosmos dla czystego szpanu? Żaden problem. Olbrzymi statek kosmiczny mający w przyszłości dostarczyć pierwszych ludzi na Marsa? Już w budowie. Sieć satelitów mająca zapewnić globalny dostęp do szybkiej sieci internetowej na całej powierzchni Ziemi? Potrzymajcie Elonowi piwo, on już zaciera ręce. 


Satelity Starlink mają realizować zapotrzebowanie na internet głównie tych części świata, które obecnie mają problemy z połączeniami naziemnymi. Mowa tu zwłaszcza o obszarach położonych na wysokich szerokościach geograficznych, zdanych obecnie na łaskę urządzeń orbitujących ponad 35 tysięcy kilometrów nad naszą planetą. Będzie to z pewnością tańsze od obecnych rozwiązań, na które muszą decydować się osoby zamieszkałe w regionach oddalonych od cywilizowanego świata, gdzie nie da się po prostu zadzwonić do operatora i poprowadzić światłowodu przez ścianę. Projekt został zaproponowany przez SpaceX zaledwie 5 lat temu, jako odpowiedź na tego typu potrzebę. W 2018 roku na orbitę trafiły już dwa pierwsze prototypy testowe. Dzisiaj, zaledwie dwa lata później, ich liczba wynosi już 775. 

Rozważania na temat tego, jakim cudem Elon Musk jest w stanie w takim zatrważającym tempie przechodzić od pomysłu do jego pełnej realizacji, są obszernym tematem na inną okazję. W tym momencie liczy się to, że Starlinki latają już nad naszymi głowami i możemy dostrzec je na nocnym niebie gdy tylko ich aktualna orbita i pogoda w naszym miejscu pobytu na to pozwolą. Do tego, jak obserwować konstelację maszyn SpaceX, przejdziemy później. Zastanówmy się na razie, jak funkcjonować ma rewolucyjna sieć, proponowana dzięki temu rozwiązaniu. 

W przeciwieństwie do większości satelitów telekomunikacyjnych, Starlinki nie poruszają się na szczególnie wysokich orbitach, pozostając na wysokości (obecnie) zaledwie 550 kilometrów, orbitując z nachyleniem 53 stopni. Tak niska wysokość pozwala na osiągnięcie znacznie mniejszej latencji w transmisji danych, szczególnie w rejonach polarnych. Wartość pingu ma mieścić się między 25 a 50 ms. Dla porównania, dotychczasowe usługi satelitarne oscylowały w okolicach minimum 600 ms. Różnica jest więc ogromna i stanowi olbrzymi krok naprzód, jeśli chodzi o jakość i konkurencyjność tego typu usług. Prędkość pobierania ma wynieść docelowo 100 Mbps, a wysyłania 40 Mbps dla przeciętnego użytkownika. Mimo to, usługa nie ma być skierowana do klientów z terenów zurbanizowanych – szerokość pasma jest bowiem na to zbyt mała i Starlinki nie byłyby w stanie obsłużyć tak wielu odbiorców jak obecni operatorzy. 

Póki co satelity komunikują się ze sobą i ze stacjami naziemnymi za pomocą pasma Ku (10,7 – 14,5 GHz). Dzięki temu zapewnione jest prawidłowe działanie w początkowej fazie, która ulegnie zmianie, gdy do akcji wkroczą dodatkowe pasma Ka (26,5 – 40 GHz) oraz V (40  – 75 GHZ). Kiedy to nastąpi, użytkownicy będą mogli zacząć korzystać z sieci. By to jednak zrobić, potrzebny będzie z początku dostęp do odpowiedniej stacji (takowych powstało już blisko 20 na terenie USA), tudzież specjalna antena korzystająca z tzw. szyku fazowego. Według słów samego Muska, będzie ona wielkości “średniego pudełka po pizzy”, a ustawić ją będzie trzeba pod gołym niebem. Kalibracja wykona się sama, automatycznie śledząc odpowiednie Starlinki. Można ją będzie umieścić nawet na karoserii samochodu, na łodzi czy wszelkiej maści innym środku transportu, dopóki tylko będzie skierowana bezpośrednio w niebo.

Sieć ma korzystać z rozwiązań o wiele mniej skomplikowanych od IPv6, jednocześnie zachowując najwyższe standardy bezpieczeństwa. W razie problemów aktualizacje będą wprowadzane globalnie, jak najszybciej po rozpoznaniu problemu. 

Interesująca jest również konstrukcja samych satelitów. Starlink to bowiem obiekt wcale nie tak mały, jak mogłaby sugerować jego masowa produkcja. Każdy z nich waży bowiem niemal 260 kilogramów, a jego estymowane wymiary to 2.8 x 1.4 metra! Są jednak na tyle płaskie, że rakieta Falcon 9 może wynieść ich na orbitę aż 60. Jednorazowo. Ponadto, na wyposażenie każdego satelity składa się antena, silnik jonowy wykorzystujący krypton (nikt wcześniej nie wykorzystał tego materiału w celach napędowych w kosmosie) oraz Star Tracker, czyli urządzenie określające swoją aktualną pozycję na podstawie obserwacji gwiazd. 

Ponadto, każdy Starlink korzysta z bazy danych kosmicznych śmieci, opracowanej przez Departament Obrony Stanów Zjednoczonych. Dzięki temu, satelity mogą samodzielnie podejmować decyzje o zmianie orbity, w celu zminimalizowania szans na ewentualną kolizję z innym obiektem. Najbardziej charakterystycznym elementem, dzięki któremu możemy w ogóle rozmawiać o obserwacji tych urządzeń z Ziemi, są ich olbrzymie panele słoneczne o wymiarach 2.8 x 10 metrów, odbijające światło naszej gwiazdy, czyniąc satelity widocznymi na nocnym niebie. 

Długość życia każdego satelity wyniesie około 5 lat. Po tym czasie zejdzie on z orbity i w ciągu kilku miesięcy spłonie w atmosferze, spadając na Ziemię. Jeśli dojdzie do ewentualnych uszkodzeń, które zatrzymają Starlinka na orbicie i tak w ciągu kilku lat opór atmosfery całkowicie go zniszczy, uniemożliwiając mu stanie się kolejnym kosmicznym odpadem. 

Proces umieszczania satelitów na niskiej orbicie okołoziemskiej rozpoczął się 22 lutego 2018, kiedy to Tintin A oraz Tintin B, czyli dwa pierwsze obiekty testowe, zostały umieszczone na wysokości 514 kilometrów. Zaledwie trzy miesiące później, 24 maja, w ich ślad ruszyło pierwsze 60 właściwych obiektów. Od tego czasu rakiety Falcon 9, w odstępach zaledwie kilku tygodni, wynoszą w kosmos kolejne pakiety Starlinków, konsekwentnie zwiększając ich liczbę, a co za tym idzie, również oferowane przez nie możliwości. 

W chwili obecnej, nad naszymi głowami orbituje niemal 800 satelit zrodzonych z pomysłu Elona Muska. Ich docelowa liczba w ciągu najbliższych lat ma wzrosnąć do około 12 tysięcy, na kilku orbitach o różnych inklinacjach. Koszty całej operacji liczone są oczywiście w miliardach dolarów i szacowane na około 10 000 000 000 $ (dane sprzed dwóch lat). Już wkrótce pierwsi konsumenci z Ameryki Północnej będą mogli skorzystać z dobrodziejstw oferowanych przez Starlinki. Następnie ma do nich dołączyć reszta świata, uzyskując dostęp do dobrodziejstw oferowanych przez innowacyjną sieć. Trzeba jednak również wziąć pod uwagę opóźnienie spowodowane pandemią, które z pewnością będzie znaczne. 


Nadal pozostaje pytanie, o jakich cenach dla użytkowników mówimy. Ci, którzy liczą na tanią konkurencję dla dotychczasowych operatorów, mogą się srogo rozczarować. Oficjalne kwoty ze strony SpaceX jeszcze nie padły, jednak kilka pojedynczych wypowiedzi przedstawicieli firmy każe sugerować, że miesięczna cena subskrypcji wyniesie około 80$. Konieczny będzie również zakup zestawu startowego z anteną i panelem kontrolnym, którego cena ma zmieścić się w przedziale od 100 do 300$. Podobne usługi dostarczające internet satelitarny na mniejszą skalę, czyli Viasat oraz HughesNet liczą sobie około 100$ za miesiąc użytkowania, więc cena oferowana przez Muska i tak będzie atrakcyjna. Zyski z działania Starlinków SpaceX zamierza przeznaczyć między innymi na realizację zapowiadanej od dawna załogowej wyprawy w kierunku Marsa. 

Jednak o Starlinkach nie musimy jedynie czytać – możemy je również zobaczyć na własne oczy! Ich obserwacja nie jest trudna i może jej dokonać każdy, kto tylko znajduje się pod bezchmurnym nocnym niebem w odpowiednim momencie. Warto jednak pamiętać, że, podobnie jak w przypadku obserwacji obiektów astronomicznych na nieboskłonie, również i tutaj konieczne będzie oddalenie się od silnych źródeł światła. 

Starlinki poruszają się w zazwyczaj grupach z zachodu na wschód, na różnych wysokościach kątowych. Z czasem, po opuszczeniu rakiety zaczynają jednak się od siebie oddalać, więc możemy dostrzec również pojedyncze, samotne obiekty. Najbardziej spektakularne jest jednak dostrzeżenie całej kolejki, “pociągu” satelitów mknących po niebie. 


Przygotować się do obserwacji możemy korzystając z dedykowanych aplikacji. Najprostszym i zarazem najwygodniejszym rozwiązaniem jest dostępny na Androida i iOS ISS Detector, która umożliwia sprawdzenie dokładnych godzin i parametrów przelotu Starlinków nad naszym położeniem po obejrzeniu krótkiej reklamy (lub po wykupieniu odpowiedniego pakietu). Możemy również skorzystać z darmowego portalu heavens-above.com, który ujawni nam dokładny moment przelotu każdego ze Starlinków, wraz z ich wysokością nad horyzontem i innymi przydatnymi danymi. Niezwykle ciekawy jest również celestrak.com, który pozwala sprawdzić położenie każdego satelity (w tym również tych zbudowanych przez polskich studentów) z perspektywy orbity. Dzięki temu możemy lepiej zwizualizować sobie drogę, jaką przebywają urządzenia SpaceX dookoła naszej planety. 

Z obserwacjami warto się jednak pospieszyć. Na skutek licznych zażaleń ze strony środowiska astronomicznego, SpaceX rozpoczął stopniowe zmniejszanie albedo satelitów, tak, aby nie ingerowały one zanadto w naziemne obserwacje. Pierwszy model testujący rozwiązania mające przyciemnić Starlinki znalazł się na orbicie już w kwietniu i zadziałał prawidłowo. 

Jakie będą kolejne zmiany? Czy rzeczywiście usługa ruszy już wkrótce, a jeśli tak, to czy zadowoli konsumentów? Przekonamy się już niebawem, bowiem firma Elona Muska zwykła nie rzucać słów na wiatr.

Więcej ciekawych informacji:

Źródła zdjęć: