Популяризаторы космонавтики - прогрессоры человечества

[ETO]

Пора шарашки восстанавливать

[ETO]

А куда деваются деньги, когда снижается зарплата?

[АниКей]

ЗапускиНа орбитеПроектыНаукаТехнологии


На орбите
SpaceX раскритиковала отчет FAA о риске падения спутников Starlink на Землю
10 октября 2023 года, 17:14
Каролина Зулкарнаева
Компания Илона Маска призвала Федеральное управление гражданской авиации (FAA) США внести изменения в свой отчет Конгрессу об угрозе падения на Землю космического мусора. В нем утверждается, что к 2035 году число людей, пострадавших от обломков спутников Starlink, которые сошли с низкой околоземной орбиты, составит 0,6 в год — иными словами, каждые два года будет происходить один несчастный случай. Но, разумеется, при условии, что спутниковая группировка SpaceX продолжит расти нынешними темпами.
Понять опасения американских чиновников можно: начиная с 2019 года, SpaceX запустила свыше пяти тысяч спутников Starlink, получила лицензию Федеральной комиссии по связи (FCC) США на расширение группировки до 12 тысяч и сейчас добивается международных разрешений, чтобы в конечном итоге увеличить количество своих аппаратов на орбите до 40 тысяч. Согласно отчету FAA, потенциальный риск для людей на Земле и авиации от падения обломков спутников Starlink составляет более 85%.
«Если произойдет значительный рост группировки [спутников Starlink], то к 2035 году общее число опасных фрагментов, вошедших в атмосферу, достигнет 28 тысяч в год, а ожидаемое число жертв, раненых или убитых в результате падения обломков спутников Starlink, составит 0,6 в год. Это означает, что один человек на планете будет ранен или убит каждые два года. Некоторые фрагменты обломков также представляют опасность для людей, находящихся в самолете. <...> Вероятность авиакатастрофы в 2035 году составит 0,0007 на год», — говорится в отчете FAA Конгрессу.
Однако главный инженер SpaceX Дэвид Гольдштейн заявил, что отчет FAA основан на «глубоко ошибочном анализе». По его словам, ведомство ссылается на то, что космическая отрасль якобы не достигла 90-процентного показателя по успешной утилизации ракеты или спутника после окончания полета, хотя надежность SpaceX в этом смысле превышает 99%, заверил Гольдштейн. «Спутники SpaceX спроектированы и построены таким образом, чтобы полностью разрушаться при входе в атмосферу в конце срока своей службы, и они это успешно делают. Обширный инженерный анализ и реальный опыт эксплуатации подтверждают этот основополагающий факт», — написал он в письме.
Кроме того, FAA руководствуется уже устаревшим исследованием НАСА, опубликованным 23 года назад: в нем отмечается, что примерно один обломок спутника связи Iridium на каждые 100 килограммов «выживает» при возвращении на Землю. «Анализ неприменим к спутникам SpaceX, потому что Iridium даже не были созданы для того, чтобы быть полностью утилизированными. Они не похожи на SpaceX или любой другой современный спутник по материалу, конструкции, дизайну, орбите и эксплуатации», — объяснил Гольдштейн.
О том, что компоненты спутников Starlink достаточно хрупкие для того, чтобы полностью сгореть в атмосфере, подтвердил и астрофизик Джонатан Макдауэлл. По его подсчетам, в общей сложности с орбиты сошли 358 аппаратов SpaceX, причем сообщений о том, что их обломки достигли Земли, не поступало. В конце сентября в компании Илона Маска сообщили, что динамика сходов спутников продолжает сокращаться, и за последние два месяца с орбиты сошло всего лишь около восьми аппаратов Starlink.
Ранее в США выписали первый в мире штраф за неправильное сведение спутника с орбиты. Виновником оказался американский провайдер спутникового телевидения Dish Network, которому пришлось заплатить 150 тысяч долларов из-за того, что его аппарату не хватило топлива для маневра, поэтому вместо полного сведения он поменял высоту и пополнил списки опасных космических объектов.

[АниКей]

ЗапускиНа орбитеПроектыНаукаТехнологии


Проекты
ЕКА хочет создать «рой» спутников для борьбы с космическим мусором
10 октября 2023 года, 13:50
Каролина Зулкарнаева
Европейское космическое агентство (ЕКА) выделит финансирование на создание спутниковой группировки для борьбы с растущей угрозой космического мусора. Об этих планах стало известно во время Всемирной недели космоса, которая отмечается ежегодно с 4 по 10 октября. Проект получил название ROARS («Выявление реакции орбиты и атмосферы на солнечную активность») и будет проводиться под руководством Уорикского университета в Ковентри английского графства Уэст-Мидлендс.
Проект создания «роя» спутников в ЕКА представили всего через несколько дней после того, как правительство США выписало первый в мире штраф за неправильное сведение космического аппарата с орбиты. Речь идет об американском провайдере спутникового телевидения Dish Network, которому пришлось заплатить 150 тысяч долларов за то, что его спутнику не хватило топлива для проведения корректного маневра. Вместо полного сведения с орбиты он поменял высоту и пополнил списки опасных космических объектов.
Сегодня космический мусор действительно является огромной проблемой для глобальных систем связи и различных миссий по исследованию космоса. Сеть космического наблюдения активно отслеживает более 50 тысяч искусственных объектов и обломков на орбите. Не меньшую опасность представляют собой еще 170 миллионов более мелких фрагментов, которые и вовсе не поддаются никакому наблюдению. Несмотря на свои крошечные размеры, этот тип космического мусора, часто образующийся при столкновении отработанных ступеней ракет, может обладать такой же энергией, что и гранаты и пули, и способен пробивать корабль насквозь, нанося значительный ущерб.
Это создает смертельную опасность для космонавтов, а также увеличивает затраты на разработку, производство и запуск спутников, которые требуют особой внешней защиты, четко продуманных маневров уклонения и страховых взносов. Во многом это препятствует развитию новых программ космических держав, которые не могут позволить себе столь дорогостоящие стратегии по смягчению последствий от возможного выхода аппаратов из строя.

Чтобы частично решить проблему космического мусора, в ЕКА анонсировали новый проект, предполагающий создание «роя» спутников. Идея заключается в том, чтобы множество небольших взаимосвязанных между собой аппаратов несли на борту научные приборы и обладали возможностями наблюдения, намного превышающими возможности стандартного крупного спутника.
Планируется, что сверхмалые аппараты формата CubeSat, размером примерно с микроволновую печь, будут выведены на низкую околоземную орбиту высотой около 500 километров над поверхностью нашей планеты. Они будут находиться в том же районе, что и растущие спутниковые мегасоединения. В ЕКА надеются, что их аппараты смогут проводить измерения, необходимые для точного прогнозирования и предотвращения столкновений спутников и космического мусора.
Спутники будут оснащены новейшими датчиками атмосферы и магнитного поля, современными глобальными навигационными системами, включая GPS, а также лазерной связью. Еще одним неотъемлемым компонентом миссии станут наземные радарные, лазерные и оптические наблюдения, которые будут осуществляться в том числе специалистами обсерватории SuperWASP на Ла-Пальме, Канарские острова.
Основная задача команды ROARS — исследовать, как сила сопротивления, действующая на спутники со стороны верхних слоев атмосферы Земли, модулируется солнечной активностью, в частности взаимодействием солнечных бурь с магнитным полем нашей планеты. Последние не только вызывают северные и южные сияния, но также могут нагревать верхние слои земной атмосферы и вносить хаос в траектории космических аппаратов. К примеру, в феврале 2022 года 40 спутников Starlink были потеряны из-за последствий солнечных бурь, которые усилили атмосферное сопротивление и в конечном итоге привели к сгоранию аппаратов в верхних слоях атмосферы.
В начале этого года ЕКА запустило кампанию стоимостью 86 миллионов фунтов стерлингов (100 миллионов евро) для разработки концепций, которые можно реализовать с помощью спутников формата CubeSat. В итоге агентство получило 74 заявки, из которых семь были отобраны на конкурсной основе для финансирования этапа Phase 0. В рамках проекта ROARS был создан консорциум из 26 учреждений в девяти странах, наряду с компанией OpenCosmos, Институтом космических исследований в Австрии и Юго-Западным исследовательским институтом в США.

[АниКей]

[АниКей]

[АниКей]

[Arzach]

Год назад Дима Струговец придумал интересную развлекуху для детей и родителей...

Придумал? Этой развлекухе 100 лет в обед:  
https://science.nasa.gov/astrophysics/resources/documents/universe-spacecraft-paper-models/
https://www.ulalaunch.com/explore/downloads?tab=paper-rocket-models

[спец]

"За что кукушка хвалит петуха? За то, что хвалит он кукушку".

[АниКей]

[АниКей]

ЗапускиНа орбитеПроектыНаукаТехнологии


Технологии
Спутники Starlink будут передавать сообщения напрямую в смартфон
12 октября 2023 года, 16:15
Рита Титянечко
Компания SpaceX запустила новый сервис Direct to Cell на основе собственной глобальной спутниковой системы Starlink. Он позволит передавать данные со спутников напрямую в смартфон. Однако на первых этапах таким способом можно будет передавать только текстовые и голосовые сообщения.
Слоган нового сервиса Direct to Cell: «Беспрепятственный доступ к тексту, голосу и данным для телефонов с поддержкой LTE по всему миру». Система будет подключаться к спутниковой сети Starlink на орбите Земли для передачи данных сотовой связи напрямую на смартфоны. 
На начальных этапах в 2024 году сервис будет доступен для обмена текстовыми сообщениями на основе спутников, после чего в 2025 году компания планирует начать передавать голосовые сообщения и другие данные. К этому же времени SpaceX хочет наладить связь между спутниками и устройствами Интернета вещей (IoT).
В компании заявили, что сервис будет работать везде, «где можно увидеть небо» вне зависимости от местоположения — хоть в лесу, хоть в море. Чтобы им пользоваться, не нужно будет вносить изменения в программное обеспечение, устанавливать специальные программы и приложения. Главное — иметь при себе телефон, который поддерживает стандарт беспроводной высокоскоростной передачи данных LTE. SpaceX планирует оснастить свои спутники Starlink «продвинутым модемом eNodeB», что позволит сделать из спутника космическую «вышку» сотовой связи.
Однако прежде чем SpaceX сможет официально запустить сервис, компании нужно будет получить разрешение Федеральной комиссии по связи США (FCC) на использование необходимых диапазонов радиосвязи. 
Первые спутники группировки Starlink компания Илона Маска запустила еще в 2019 году. С тех пор на орбиту доставили более 5200 аппаратов, которые обеспечивают высокоскоростную связь на Земле. Из них функционируют примерно 4900, поскольку часть из них вышла из строя или сошла с орбиты. В долгосрочной перспективе SpaceX надеется увеличить свою орбитальную группировку до 42 тысяч спутников. 
Система интернет-покрытия Starlink доступна на семи континентах, в более чем 60 странах мира. По состоянию на май 2023 года, число пользователей спутниковой сети Starlink превысило 1,5 миллиона. 
Ранее Федеральное управление гражданской авиации США (FAA) опубликовало отчет, где говорилось, что потенциальный риск для людей на Земле и авиации от падения обломков спутников Starlink составляет более 85% и к 2035 году число людей, пострадавших от аппаратов, сошедших с орбиты, составит 0,6 в год — то есть один человек на планете будет ранен или убит по этой причине каждые два года.
В SpaceX оспорили это суждение, заявив, что спутники Starlink не несут опасности для людей, поскольку спроектированы таким образом, чтобы полностью разрушаться при входе в атмосферу в конце срока своей службы, что они успешно и делают. Подробнее читайте в нашей статье.

[АниКей]

[ETO]

Да не в ракету. След ракеты - прекрасный проводник. 

[АниКей]

ЗапускиНа орбитеПроектыНаукаТехнологии


Мнения
От фантастики до прагматики: разработана «дорожная карта» для колонизации Марса
13 октября 2023 года, 17:05
Каролина Зулкарнаева
В XX и начале XXI века было выдвинуто множество предложений по полtту человека на Марс. К ним относятся и знаменитый «Проект Марс» Вернера фон Брауна, и концепция миссии Mars Direct Роберта Зубрина и Дэвида Бейкера, и марсианская мечта Илона Маска. Все эти идеи объединены одной целью — построить на Красной планете базы для дальнейшего создания поселений. Однако появлению первых «марсиан» препятствует целый ряд проблем: воздействие радиации, экстремальные температуры, пыльные бури, низкое атмосферное давление и пониженная гравитация. Впрочем, при наличии правильных стратегий и технологий их можно было бы превратить в возможности.
Исследователь из Лейденского института передовых компьютерных наук (LIACS) и член правления швейцарского разработчика квантовых технологий Terra Quantum AG Флориан Нойкарт в своей статье представил «дорожную карту» создания марсианского поселения. В ней учитываются последние достижения в области технологий и предлагаются решения для обеспечения устойчивости и благополучия первых поселенцев. Препринт его работы «На пути к устойчивым горизонтам: всеобъемлющий план колонизации Марса» недавно появился в Сети и сейчас проходит рецензирование для публикации в журнале Elsevier.
«Вторая половина XX века и начало XXI века ознаменовались отправкой на Марс различных роботизированных миссий, например, аппаратов NASA "Викинг", марсоходов Spirit, Opportunity и Curiosity и таких орбитальных аппаратов, как "Марс Одиссей". Эти миссии предоставили бесценные данные о марсианской геологии, климате и потенциальной обитаемости. После 2000 года дискуссии о Марсе все больше склонялись к исследованию и заселению его человеком», — заметил Нойкарт.
Стратегии «нулевых» годов предполагали использование ресурсов на месте, учитывали возможные риски для здоровья космонавтов и разработку необходимых технологий для поддержания жизни человека на Марсе. В последние же годы своими планами по заселению Красной планеты начали делиться и частные компании, например, SpaceX. Ее основатель и генеральный директор Илон Маск хочет, чтобы в будущем человечество стало «многопланетным видом», и особый акцент в его видении сделан именно на Марсе, в частности основании там города с миллионным населением.
Впрочем, сейчас практическим исследованием Марса занимаются не частники, а одно государственное космическое агентство — NASA. В XX веке марсианская программа была и у СССР. В 1971 году советский аппарат «Марс-3» совершил первую в истории мягкую посадку на Красную планету. За последние два десятилетия к исследованиям Марса присоединились Европейское комическое агентство, Китайское национальное космическое управление, Индийская организация космических исследований и другие. В их планах больше внимания уделяется устойчивому развитию: то есть будущие марсианские поселения должны быть самодостаточными и в минимальной степени зависеть от поставок с Земли.

Концепция базовой инфраструктуры на Марсе | NASA
«Планы заселения Марса эволюционировали от спекулятивных и в основном основанных на научной фантастике идей к более конкретным, научно обоснованным и технологически осуществимым концепциям. По мере того как мы продвигаемся вперед, планы продолжают становиться более утонченными, прагматичными и учитывающими различные научные, социальные и этические соображения», — обратил внимание Нойкарт.
По мнению ученого, одна из проблем создания человеческого поселения на Марсе — это огромное расстояние между Красной планетой и Землей (55 миллионов километров). Иными словами, миссии по пополнению запасов будут нечастыми, поскольку окна запуска аппаратов к Марсу будут ограничены периодом в 26 месяцев: в это время Марс и Земля находятся ближе всего друг к другу. Помимо этого, существует «несметное множество» человеческих факторов: это и адаптация к марсианской среде, и психологическое благополучие, и межличностные отношения, и рабочая нагрузка, и состояние здоровья, и культурные особенности, и этические соображения.
Таким образом, для устойчивого присутствия человека на Марсе необходимо соблюдать  «междисциплинарный подход», который сочетает в себе достижения в различных научных и инженерных областях, убежден Нойкарт. Его предложения базируются на девяти пунктах:

• Надежная разработка технологий. Речь идет о совершенствовании замкнутых систем жизнеобеспечения, способных поддерживать жизнь человека за счет переработки и регенерации ресурсов. Необходимо, в частности, создать такую среду обитания, которая бы защищала поселенцев от радиации.
• Продвинутые космические путешествия. Исследователь предлагает улучшить существующие технологии космических аппаратов для более эффективной и безопасной транспортировки между Землей и Марсом. Кроме того, требуется создание надежных и точных систем Entry, Descent, and Landing (EDL, «Вход, спуск и посадка») для успешной посадки полезных грузов и экипажей на марсианскую поверхность.
• Использование ресурсов на месте (ISRU). Это предполагает создание технологий и методов по добыче и использованию марсианских ресурсов (например, водяного льда). Также существует потенциальная возможность для использования солнечной и ядерной энергии.
• Здоровье и безопасность космонавтов. Необходимо разработать эффективные контрмеры против пагубного воздействия микрогравитации и радиационного облучения на здоровье членов экипажей. Кроме того, ученый предлагает создать комплексные медицинские учреждения для управления чрезвычайными ситуациями в области здравоохранения.
• Научные исследования. Речь идет о проведении детальных геологических исследований для понимания рельефа Марса, его недр и потенциальных ресурсов, а в перспективе — для поиска внеземной жизни или подтверждения ее существования в прошлом.
• Психосоциальная подготовка. Включает в себя создание надежных систем отбора и обучения экипажей для управления психологической и социальной динамикой. Помимо этого, необходимо проводить обширные симуляции миссий, чтобы подготовиться к любым возможным сценариям.
• Логистическое планирование. Подразумевает создание надежных цепочек поставок, обеспечивающих постоянную доступность основных ресурсов, а также разработку систем связи для связи с Землей.
• Глобальное сотрудничество. Вероятность появления на Марсе первых поселений увеличивается в случае объединения ресурсов, экспертных знаний и распределения обязанностей, а значит, международное партнерство важно как никогда.
• Социальные и культурные аспекты. Помимо сотрудничества между странами, необходима и поддержка всего мирового сообщества для выработки «коллективного видения» — это позволит, в частности, сохранить и передать культурное и биологическое наследие Земли в марсианских поселениях.

«Потенциальное поселение на Марсе обладает многочисленными преимуществами, которые оправдывают принятие различных рисков и вызовов. Эти преимущества, среди прочего, помогают объяснить, почему стремление к заселению Марса, несмотря на присущие ему риски и трудности, привлекает интерес и инвестиции со стороны государственных и частных структур по всему миру. Цель этого проекта — не только установить присутствие человека на другой планете. Я также вижу в этом достижения, знания и совместные усилия», — резюмировал Нойкарт.

[Inti]

[ОАЯ]

Умер Хьюберт Ривз, астрофизик и великий популяризатор в возрасте 91 года.

Родившийся в 1932 году в Монреале, натурализованный француз, ученый был великим популяризатором. Он учился в Монреальском университете и Макгилле, прежде чем в 1960 году получил докторскую степень по ядерной астрофизике в Корнельском университете (США). Во Франции он стал директором по исследованиям в Национальном центре научных исследований (CNRS) и советником Комиссариата по атомной энергии (CEA).

Его особенно интересовали три легких элемента: литий, бериллий и бор, которые были слишком большими, чтобы образоваться во время большого взрыва, но слишком хрупкими, чтобы быть созданными в термоядерном огне звезд. Вместе с Жаном Одузом  показал, что эти элементы образуются, когда высокоэнергетические космические лучи разрушают ядра углерода, кислорода или азота, присутствующие в космосе.

[АниКей]

[АниКей]

rscc.ru

Легенды о Starlink | Космическая связь

Статья заместителя директора по научной работе ИМЕТ РАН, советника генерального директора ФГУП «Космическая связь», советника генерального директора ФГБУ НИИР, д.т.н., профессора Ю.М. Урличича опубликована в журнале "Первая Миля" (Last Mile) и размещается с любезного разрешения редакции.
В данной статье представлен обзор системных, эксплуатационных и экономических показателей системы Starlink. Приведены результаты рассмотрения материалов о Starlink, опубликованных в средствах массовой информации, которые свидетельствуют, что рекламируемые показатели правдивы лишь частично и необходим непредвзятый углубленный анализ технических решений, принятых в системе.
An analysis of the system, operational and economic indicators of the Starlink system is presented. The results of the analysis of materials about Starlink in mass media are presented, which indicate that the advertised indicators are only partially true and an unbiased in-depth analysis of the technical solutions adopted in the system is needed.

Спойлер

Легенды о Starlink
Следует сразу отметить, что система Starlink создана командой гениальных специалистов. При разработке ее космического и земного сегментов реализовано множество нестандартных технических решений, изобретены и осуществлены нетрадиционные способы группового запуска спутников на низкие наклонные орбиты. Это позволило уменьшить стоимость спутников на орбите в разы. В ближайших планах намечено применить многоразовую сверхтяжёлую РН SpaceX Starship для группового запуска сразу 400 спутников Starlink.
Однако основные инженерные разработки не обнародованы. Практически нет ни одной вразумительной технической публикации по системе Starlink от ее создателей. Можно предположить, что это маркетинговая политика И. Маска с формулой «деньги – реклама – деньги». Количество статей в массовых изданиях, посвящённых системе высокоскоростного широкополосного спутникового доступа в Интернет Starlink, зашкаливает, причем подавляющее большинство – это публикации, которые можно отнести к пресс-релизам или агрессивной рекламе. Они далеки от технической сути и освещают многочисленные легенды, которые затем тиражируются. Хотя все же некоторые выводы сделать можно исходя из данных публикаций.
Легенда №1: Starlink имеет потенциал коммерциализации
Это утверждение столь же далеко от реальности, как и задумка И. Маска об освоении Марса в ближайшем будущем. В недрах интернета можно найти финансовую модель Starlink, подготовленную конгломератом Morgan Stanley [1]. Планируется, что в 2040 г. наступит «счастье», а именно – доход в год $30 млрд. Правда, при условии, что число активных пользователей (абонентских терминалов (АТ)) составит 335 млн. По пути к «счастью» в контрольной точке окупаемости в 2030 г. нужно иметь не менее 96 млн активных пользователей. Соответственно, в период с 2022 до 2030 гг. необходимо увеличивать абонентскую базу минимум на 12 млн абонентских терминалов в год. При этом следует учесть и условия, которые заложены в финансовой модели: цена АТ в 2030 г. должна составлять $200, стоимость вывода сразу 400 спутников – $10 млн. Каждый может сам оценить реальность такого плана.
Напомним, что сегодня для потребителя минимальная цена АТ фиксированного применения выросла примерно до $600. Ранее она составляла $500, при его себестоимости примерно в 3 раза больше. Президентом и главным операционным директором SpaceX Гвинн Шотвелл (Gwynne Shotwell) было публично заявлено, что себестоимость удалось снизить с $3000 до $1500, но по некоторым экспертным оценкам она гораздо выше – примерно в 10 раз. Сегодня разницу между ценой для потребителя и себестоимостью дотирует сама компания SpaceX. При этом тарифные планы регулярно меняются, один из последних вариантов июля 2023 г. приведен в таблице 1 (дополнительно см. https://www.starlinkhardware.com/starlink-prices/).
Таблица 1. Тарифы в сети Starlink и основные параметры АТ по данным сайта SpaceX (июль 2023 г.)

Легенда №2: В 2040 году абонентские терминалы будут стоить $150 (в ценах 2022 г.)
Достижение этого ценового показателя должно произойти за счет наращивания серийности производства.
В качестве аргумента часто приводится пример снижения стоимости сотового телефона. Его самая низкая цена, зафиксированная в 2006 г. (рисунок 1), отличается от максимальной (в 1989 г.) в 11,4 раза. А число самих аппаратов за этот период увеличилось с 12 млн до 800 млн, т.е. в 66,7 раз.
Однако вряд ли корректно экстраполировать пример с сотовыми телефонами на возможную динамику цен на АТ, но все же попробуем...
Известно, что основную долю себестоимости АТ занимает цена антенной системы, состоящей из передающей и приемной АФАР, которые объединены в одну конструкцию. Ключевым чипом в АФАР является чип beamforming, который обеспечивает управление ее лучом, создавая необходимые амплитудно-фазовые соотношения между излучателями. Сегодня такой чип стоит не менее $40 на рынке США (например, https://www.rfmw.com/products/control-components/beamformer). Каждый чип поддерживает 8 управляемых каналов (излучателей) АФАР, т.е. мы имеем $5 на канал. Если учесть, что необходимо 1024 излучателя как для приемной, так и для передающей АФАР (это примерно соответствует усилению 34 дБи приемной или передающей АФАР Starlink), то только эти чипы обойдутся сегодня в $10240 (1024 х $5 х 2) для одной антенной системы АТ. Обратившись к примеру, c сотовыми телефонами, можно предположить, что после достижения объёма серийного производства в количестве 800 млн чипов их стоимость должна снизиться в 11,4 раза и составить почти $900 для одного АТ – уже близко к желаемому результату. И это учтена только цена чипов beamforming. Еще есть другие чипы, конструкция, сам модем и прочее. В совокупности можно утверждать, что стоимость АФАР АТ (формируется из цены приемной и передающей АФАР) будет превышать $900 в разы, т.е. ценовой показатель для АТ в $150 (в ценах 2022 г.) в обозримом будущем недостижим. Отметим, что 800 млн приемных чипов beamforming будет достаточно для производства 6,25 млн приемных АФАР (на одну АФАР необходимо 128 чипов), столько же необходимо передающих АФАР.
Чтобы приблизиться к заявленному ценовому показателю в $150, число АТ нужно увеличить до 335 млн. Это заложено в финмодели Starlink к 2040 г. Но тогда темп продаж в среднем должен составлять не менее 25 млн АТ в год, начиная с 2030 г. Сегодня же по заявлениям SpaceX с начала 2021 г. по май 2023 г. продано всего 1,5 млн АТ. Это примерно двадцатикратное отставание от темпа продаж (если принять линейный закон), заложенного в финмодели для периода до 2030 г. Справедливости ради следует отметить, что если принять экспоненциальный закон, который предполагает низкий темп продаж в начальный период, то отставание будет ниже (примерная оценка минимум в 5 раз).
Остается только мечтать о лавинообразном росте востребованности спутникового ШПД в ближайшем будущем. Конечно, можно и пофантазировать, что инженеры И. Маска найдут новые технические решения или физические основы для работы АФАР, которые пока неизвестны в теории антенн. Напомню, что подобный проект от компании Kymeta на «новых» физических принципах, основанный на метаматериалах, пока не увенчался успехом. Тепловые потери ФАР более 3 дБ [2], а цена, не менее $20 тыс., неподъемна для физических лиц (https://store.orbitalconnect.com/kymeta-u8-geo-flyaway-20-w-buc-iq-200-lte-advanced-pro/). Хотя сама идея интересна и была высказана в СССР в книге по антенной технике Я. Н. Фельда и Л. С. Бененсона еще в 1959 г. и развита В. Г. Веселаго в 1967 г. [2], а в 2011 г. представлена уже в российском патенте [3] на антенный излучатель.
Легенда №3: В ближайшее время Starlink проведет IPO, и акции компании будут свободно обращаться на финансовом рынке
Сегодня Starlink это не компания, а проект, который реализует фирма SpaceX. Для начала IPO необходимо выделить Starlink в отдельное юридическое лицо. И. Маск в 2019 году заявлял о намерениях выйти на IPO в 2022 г. Сегодня заявления об IPO более осторожные – через 3-4 года.
Особый интерес финансовых игроков к IPO Starlink связан с тем, что компания SpaceX оценивается в $150 млрд (но ими же и оценивается). Считается, что проект Starlink приносит компании SpaceX до 40% дохода. Мечта каждого финансового спекулянта - вложиться на начальном этапе IPO, получить максимальную прибыль за счет ажиотажа на высокой доходности акций компании и последующей их продажи на пике. Соответственно, интерес к IPO Starlink очень большой именно за счет разрекламированной высокой доходности проекта.
Однако следует подсчитывать не только доходы (https://spacenews.com/starlink-may-account-for-up-to-40-of-spacexs-2023-revenues/), которые приносит Starlink, но и капитальные и текущие ежегодные расходы (CAPEX и OPEX).
Выход на IPO потребует от компании Starlink открыто публиковать доходы и расходы по форме 10-К (https://investor.iridium.com/annual-reports). Если принять в качестве аналога форму 10-К компании Iridium, то наиболее значимая статья расхода (40%–60% от дохода) за любой отчетный год будет связана с потерей ценности космического сегмента (она примерно равна стоимости всех спутников на орбите, деленной на срок активного существования КА). Это статья расхода предполагает накопление средств для будущего восполнения спутниковой группировки.
Вторым по величине сегментом расхода (40%–50%) является сервисное обслуживание сети плюс продажи и администрирование. При этом, как уже отмечалось, И. Маск еще и дотирует абонентские терминалы. Поэтому полный открытый аудит доходов и расходов сегодня И. Маску не выгоден. Следовательно, пока не иссяк денежный поток от инвесторов и государства, ему нет смысла выделять компанию Starlink и выходить на IPO.
И. Маска часто охарактеризовывают как визионера и филантропа, но несмотря на то, что он говорит о социальной и научной значимости его проектов для человечества, что, безусловно, правда, в первую очередь он – успешный бизнесмен, и все его действия направлены прежде всего на получение прибыли. В подтверждении этого в марте 2023 года на конференции Morgan Stanley И. Маск представил свою компанию X Crop как потенциально «крупнейшее финансовое учреждение в мире», что еще раз свидетельствует: приоритетом для И. Маска является зарабатывание денег. Войдет ли в состав новой компании целиком или частично SpaceX, а также другие реализуемые и перспективные проекты И. Маска, такие как xAI, чтобы еще больше поднять ее капитализацию, пока неизвестно.
Легенда №4: АФАР абонентского терминала для контакта со спутниками может сканировать лучом в пределах большого углового сектора
Вопрос – какого? Это нигде конкретно не указано, в том числе и в заявках в FCC. А физические законы антенной техники очень мешают поверить данному утверждению [4–6]. Число управляемых каналов в антенной решетке, если примерно – это квадрат отношения полного угла сканирования ее луча к ширине диаграммы направленности луча (например, 1200х1200/(3,50x3,50) ≈ 1024 излучателя). Это, естественно, сказывается и на стоимости АТ (см. Легенду 2). Ширину диаграммы направленности луча (3.50) увеличить невозможно (не сойдется энергетический баланс в радиолинии), а вот угловой сектор сканирования луча (1200x1200) уменьшить реально. Для этого нужно иметь уже не десятки тысяч спутников, а ближе к сотне тысяч. Представьте, если спутников бесконечное число, то и сканировать лучом АТ не нужно. Всегда найдется спутник, с которым можно установить контакт в любых пространственных направлениях верхней полусферы, хотя время такого контакта будет стремиться к нулю. Соответственно, можно увеличивать число КА, но тоже до разумных пределов, поскольку спутники Starlink живут относительно недолго (5 лет). Пока запускаешь новые спутники, то старые уже нужно заменять. В итоге процесс зацикливается. При этом все заняты, ракеты строятся, в том числе многоразовые, спутники запускаются. В общем – круговорот всего в компании SpaceX. Все при деле – типа работного дома средних веков, только теперь умного работного дома 21 века. Увеличение числа спутников в итоге может обеспечить и работу АТ в движении при минимальном угловом сканировании луча (например, для компенсации крена, тангажа и рысканья подвижного объекта). Но сколько необходимо спутников – ответа нет. Пока только можно утверждать, что в интервале пяти лет необходимо запустить большее количество спутников. Причем сделать это максимально быстро. В связи с этим SpaceX возлагает особые надежды на многоразовые ракеты. Рекламные сведения о применении многоразовых ракет уже зашкаливают за 16 повторений для первой ступени РН. Затраты на ее восстановление неизвестны, и проверить эффективность многоразовости невозможно (джентльмен джентльмену верит на слово).
Легенда №5: В системе Starlink скорости абонентского доступа составляют более сотен Мбит/с
Это частичная правда. Но относительно высокие скорости возможны только на линии «вниз». И то не постоянно, а около 90%–95% времени в сутки, что следует из многочисленных статистических результатов [1,7]. На линии «вверх» скорость примерно на порядок ниже, и время работы на передачу ограничено (перегревается АФАР АТ [4]). При этом по мере наращивания абонентской базы (увеличения числа АТ в каждой ячейке) скорость, доступная абоненту, будет постепенно снижаться, и придется ограничить число АТ, которые можно разместить в одной ячейке на Земле для соблюдения зафиксированной в соглашении с подписчиком скорости при заданной вероятности [8]. Из новых радиочастотных заявок в FCC для второй генерации Starlink косвенно следует, что для повышения емкости системы планируется увеличение и числа прыгающих абонентских лучей (с трех до шести), и спутников.
Легенда №6: России необходимо создать аналог Starlink
Такие проекты регулярно генерируются и даже продвигаются в расчете на государственное финансирование [9]. Любые аргументы о несостоятельности систем типа Starlink как систем, имеющих коммерческий потенциал, отвергаются на том основании, что это нужно государству для ликвидации цифрового неравенства, создания информационной инфраструктуры в арктических регионах и т.п. Все это действительно необходимо, но не стоит копировать чужие ошибки. Следует отметить, что пока Госкорпорация «Роскосмос» не поддержала госфинансированием ни один проект типа «российского Starlink». И это, наверное, правильно. Потому что прежде чем создавать новую спутниковую группировку, нужно без общих лозунгов ответить на вопрос, что полезного будет предоставлено конкретным потребителям на Земле, и какова конкурентоспособность предлагаемой услуги. При этом важно помнить, что любая низкоорбитальная система связи является потенциально глобальной и, следовательно, международной. Именно на этой основе созданы и создаются все зарубежные низкоорбитальные системы связи гражданского назначения.
Легенда №7: Относительно новая легенда о том, что существующий Starlink может (или сможет) работать напрямую с типовым смартфоном сетей LTE
Если кратко, то не может и не сможет. Для этого нужна иная система, в другом диапазоне частот и на совершенно иных технических основах. Действительно, И.Маск, как человек с хорошим чутьем на перспективные проекты, уже задумался о такой новой системе, поскольку известны даже первые положительные экспериментальные результаты [10,11]. Создать такую спутниковую систему, обеспечивающую бесшовность предоставления услуги за счет интеграции с сотовыми сетями и сетями интернета вещей LPWANLoRa или NB-IoT, вполне реально, но это другая тема, которая заслуживает отдельного обсуждения. Анализ материалов 3GPP NTN (non-terrestrial networks) и материалов ITU-R IMT-2020 показывает, что сегодня идет активный поиск приемлемых технических решений при создании систем, которые получили название Direct-to-Device (D2D) в материалах FCC. Эти решения пока не конкретизированы. В материалах 3GPP NTN рассматриваются различные варианты модификации программных средств базовой станции и ядра сотовой сети с учетом особенностей спутниковых каналов (задержка, эффект Доплера). Можно предположить, что окно возможностей для участия России в этом новом сегменте спутникового рынка D2D – примерно 2–4 года, поскольку массовое предоставление услуг намечается предположительно в уже через 5–7 лет, т.е. к 2030 г.
Заключение
В основном люди, не погруженные в инженерную суть, судят о достоинствах Starlink по агрессивной массовой рекламе и статьям квазитехнического характера. Однако имеются объективные сведения и научно-технические публикации, в том числе и российские, из которых следует, что в империи И. Маска не все так хорошо. Но как обычно – «Несть пророка в Отечестве своем». Для объективности в таблице 2 приведены краткие зарубежные результаты тестирования Starlink. Да и история банкротств низкоорбитальных спутниковых систем не дает оснований для оптимизма [12]. Хотя затраченные средства до и после банкротств зачастую кому-то приносят ощутимый гешефт.
За рассуждения на подобные темы, противоречащие официальным канонам, в Средние века сжигали на костре или, как минимум, предавали анафеме. В 21 веке все менее драматично. Легенды, представленные выше, несомненно будут подвергнуты критике адептами Starlink и И. Маска. Именно эту цель и преследует данная статья. Контрадикторность мнений – это необходимый этап реального мышления в процессе познания действительности, что всегда считалось основой для принятия правильных решений.
Дополнительно отмечу, что любая спутниковая система – это далеко не только спутники и спутниковые группировки. Пользователям безразлично, сколько и каких КА запущено. Пока нет очевидных решений, приемлемых по ценовым и эксплуатационным параметрам для создания земного сегмента, где и формируется конечная услуга, нет смысла создавать космический сегмент. Первична услуга и ее адекватность решаемой задаче, цене и качеству для конечного потребителя.
Причем не обязательно, что спутниковая система должна иметь прямую коммерческую доходность. Следует выполнять оценку доходности на основе многочисленных мультипликативных эффектов. Однако потенциал прямой коммерциализации системы необходимо оценивать всегда. Особенно на этапе ее разработки, поскольку выбор технических решений должен быть основан именно на критерии максимизации прямой доходности системы.
Применительно к российской действительности такой подход зачастую приводит к противоречию между интересами государственного заказчика, головного подрядчика, которому поручается разработка системы, и интересами гипотетического будущего ее оператора. Разрешить это противоречие в условиях современной паутины нормативно-правовых актов, накопившихся с начала перестройки, которые регулируют процессы разработки и постановки на производство наукоемких систем и их составных частей, невозможно без их кардинального идеологического изменения. В основу этих изменений в первую очередь должна быть заложена идея достижения конечной цели. А именно – полезности для развития государства, формирования его технологического суверенитета в стратегических направлениях и в итоге – обеспечения комфорта жизни его граждан в тех областях, в которых каждый человек в отдельности своими силами достичь не может.
Таблица 2. Результаты тестирования Starlink (https://forschung.fh-kaernten.at/roadmap-5g/)

Примечание – тестирование при расположении абонентского терминала в Вене (https://forschung.fh-kaernten.at/roadmap-5g/files/2021/07/Starlink-Analysis.pdf)
Литература:

• Анпилогов В. Р.: «Стагнация рынка спутниковой связи и новые проекты». Журнал «Беспроводные технологии» №1, 2021 г., стр. 6–9 (https://wireless-e.ru/wp-content/uploads/6206.pdf).
• Анпилогов В. Р.: «О фазированных антенных решетках Ka-диапазона на основе метаматериала». Журнал «Технологии и средства связи» №5, 2013 г., стр. 66–67.
• Урличич Ю.М., Жуков А.А., Веселаго В.Г., Виноградов Е.А.: «Антенный излучатель с узкой диаграммой направленности на основе метаматериала», патент RU 2 488 926 C1, приоритет от 17.11.2011 г.
• Анпилогов В., Пехтерев С., Шишлов А.: «Анализ терминалов, планируемых для применения в системах Starlink и OneWeb». Журнал «Технологии и средства связи», 2021 г., № S1, стр. 30–36.
• Анпилогов В., Денисенко В., Зимин И., Кривошеев Ю., Чекушкин Ю., Шишлов А.: «Проблемы создания антенн c электрическим сканированием луча для абонентских терминалов спутниковых систем связи в Ku- и Ka-диапазонах». Журнал «Первая миля», №3, 2019 г., стр. 16–27.
• Анпилогов В. Р.: Обзор докладов и обсуждений на круглом столе, V международной конференции «Инжиниринг&Телекоммуникации – En&T 2018». Журнал «Технологии и средства связи», №6, 2018, Специальный выпуск «Спутниковая связь и вещание-2019», стр. 32–38.
• Электронный ресурс https://github.com/Tysonpower/starlinkstatus.
• Анпилогов В. Р.: «Методика вероятностной оценки пропускной способности многолучевой спутниковой сети массового обслуживания». Журнал «Электросвязь», 2011 г., № 7, стр. 45–47.
• https://www.tadviser.ru/index.php/Продукт:ЭФИР_Спутниковая_система_глобальной_связи_или_Глобальная_многофункциональная_информационная_спутниковая_система_(ГМИСС)
• Урличич Ю. М.: «Старые и новые идеи в спутниковой связи». Журнал «Первая миля», №3, 2021 г., стр. 13–21
• I-Kang Fu, Gilles Charbit, Abdelkader Medles, Debby Lin, Shao-Chou Hung, Chun-Chia Chen, Stephanie Liao, Doru Calin, Satellite and Terrestrial Network Convergence on the Way toward 6G, IEEE Wireless Communications, February 2023, р. 6–8
• Урличич Ю. М.: «Банкротство технологий многоспутниковых низкоорбитальных систем широкополосного доступа или банкротство компаний?». Журнал «Технологии и средства связи», 2021 г., № S1, стр. 30–38.

[свернуть]

[АниКей]

ЗапускиНа орбитеПроектыНаукаТехнологии


На орбите
SpaceX просит расширить радиочастотный диапазон для 30 тысяч спутников Starlink
16 октября 2023 года, 12:44
Каролина Зулкарнаева
Компания Илона Маска направила заявку в Международный союз электросвязи (ITU), который отвечает за распределение радиочастот для поставщиков спутниковых услуг, на 29 888 спутников Starlink — вероятно, SpaceX планирует расширить радиочастотный диапазон перед грядущим обновлением сервиса. В документе упоминается применение аппаратов для связи в диапазоне частот от 123 000 МГц до 174 500 МГц, которые Starlink еще не использовал.
Первоначально на сайте мирового регулятора не указывалось, что заявку в ITU направила SpaceX. Утверждалось, что соответствующая просьба якобы поступила от Королевства Тонга — островного государства в Полинезии, однако в пятницу, 13 октября, в союзе подтвердили, что речь идет именно о компании Илона Маска. Согласно отчету Space Intelligence Report, фирма собирается использовать 29 988 спутников в 288 плоскостях низкой околоземной орбиты высотой от 350 до 614 километров.
«ITU, однако, не может подтвердить, что эта заявка предназначена для дополнительных спутников; возможно, речь идет о дополнительных частотах», — отметил представитель ITU. Действительно, компания подавала документы в Международный союз электросвязи на 30 тысяч спутников Starlink еще в 2019 году. Поэтому не исключено, что новая заявка фирмы связана с планами расширить радиочастотный диапазон для глобальной спутниковой системы Starlink, которая в настоящее время обслуживает более двух миллионов пользователей.
Мнение о том, что подача обращения в ITU является попыткой SpaceX модернизировать Starlink на фоне растущей конкуренции, высказал консультант в области спутниковой связи Тим Фаррар. «Частично это попытка просто захватить радиочастотный диапазон, о котором еще никто не думал», — заметил он, обратив внимание, что в заявке упоминается диапазон частот от 123 000 МГц до 174 500 МГц, которые Starlink ранее не использовал. Фаррар добавил, что спутники Starlink увеличиваются в размерах, оснащаются крупными антеннами и предоставляют большее количество пользовательских каналов связи на Земле.
«Это означает, что каждый спутник должен обрабатывать больше пользовательских данных, которые ему также нужно получать и отправлять обратно на шлюзы, соединяющие систему с интернетом. Потенциально эти частоты могут быть полезны для расширения возможностей шлюзов по передаче большего объема трафика после того, как Starlink добавит в свою систему чуть более низкие частоты E-диапазона (70–80 ГГц), над чем они работают в настоящее время», — рассуждает Фаррар.
Примечательно, что в заявке SpaceX также упоминается еще один проект компании — Starshield. Это новая спутниковая интернет-система, которая почти идентична сети Starlink, но уступает ей по масштабам и будет контролироваться правительством. В минувшем месяце Пентагон предоставил фирме контракт на оказание услуг спутниковой интернет-связи Starshield для американских военных. Такая сделка значительно расширяет роль SpaceX в качестве оборонного подрядчика. Подробнее читайте в нашей статье.

[АниКей]