Starlink palydovai

palydovai, starlink, simple-halo

Starlink, palydovai – SpaceX pradėtas pasaulinio palydovinio interneto tinklo kūrimas vyksta. Kompanija OneWeb spėjo bankrutuoti, gal būt Amazon su Kuiper projektu mėgins konkuruoti su Starlink.

SpaceX ir Starlink

2015 metais kompanija SpaceX inicijavo Starlink kaip Pigaus interneto visai Žemei projektą. Globaliam 2,5 Gbit/s internetui (Starlink interneto palydovų debesis) ruošiamasi pagaminti ir iki 2025 į orbitas apie Žemę paleisti 150 kg masės 4425 palydovus. Jie orbituos 1100 -1325 km aukštyje. Vėliau palydovų skaičius buvo padidintas iki 11927, o kai kurios orbitos pažemintos iki 550 km ir net 340 km.

Iki 2020 metų balandžio pabaigos SpaceX kompanija iškėlė 422 palydovus, veikiantys yra 398 palydovai, užbaigę veiklą – 15, mirę – 9. 2019 metais vyko Starlink-0 (gegužės 24 dieną) ir Starlink-1 (lapkričio 11 dieną) palydovų iškėlimas. 2020 metais vyko Starlink-2 (sausio 7 dieną), Starlink-3 (sausio 29 dieną), Starlink-4 (vasario 17 dieną) ir Starlink-5 (kovo 18 dieną) palydovų iškėlimas. Kiekvienu Falcon 9 raketos paleidimu iškeliama po 60 palydovų. Palydovus galima “sekti” tinklalapyje ir stebėti danguje.

starlink, palydovai, simple-halo

Starlink palydovų debesį sudarys ~ 12 tūkstančių palydovų arba daugiau…

Elon Musk 2002 metais įkūrė kompaniją SpaceX. Jos būstinė yra Hawthorne (56 000 gyventojų, Los Angelos priemiestis). Pradžioje 8 žmonių kompanija dirbo buvusioje Boeing 747 gamykloje. Dabar ji turi per 7000 darbuotojų, 3000 partnerių, 3 bandymų poligonus su 11 stendų varytuvams ir startūnams, 3 kosmodromines aikšteles SLC-40 (Falcon-9 startams Canaveral); SLC-4 (Falcon Heavy Vanderberge) ir LC-39A (Merritt saloje) bei eksperimentinį kosmodromą Boca Chica.

Starlink pranašumai

Yra keli esminiai Starlink pranašumai prieš panašius, aukščiau minėtus, projektus:
a) Starlink palydovai naudos 3 dažnių ruožus: V diapazonas (40-75 GHz), Ku diapazonas (2-18 GHz) ir Ka diapazonas (26.5-40 GHz). V diapazonas yra nenaudojamas, o dėl naudojamų dažnių leis perduoti 4 kartus daugiau informacijos nei naudojant Ku diapazoną;
b) Starlink palydovai tarp savęs bendraus ne radijo ryšio diapazonu, o lazerio impulsais. Tai leis padidinti ryšio tarp palydovų greitį maždaug 10 kartų;
c) paminėti dažniai ir lazerio spinduliai leis užtikrinti mažą ping: geostacionarinių palydovų sieks ~ 250 ms, o vidutinis ~ 675 ms.
Ekspertų vertinimu metinės pajamos iš interneto tiekimo paslaugos yra ~1000 mlrd USD. Pagal WallStreet Juornal duomenis, – 30 mlrd USD – Elon Musk iš Starlink gaus jau 2025 metais. 2025 metais Starlink palydovų žvaigždyną sudarys 11927 palydovai, o bendra Starlink projekto kaina sieks 10 mlrd USD.

Starlink palydovų žvaigždynas

12 tūkstančių palydovų apie Žemę orbituos skirtingų aukščių plokštumose. 2019 metų pradžioje įvairiuose aukščiuose apie Žemę orbitavo 4857 palydovai, tad Starlink kosminio interneto žvaigždynas bus 3 gausesnis.

Starlink palydovų egzistavimo trukmė bus 5-7 metai, po to palydovas 12 menėsių pamaži bus žeminamas link atmesferos ir ten sudegs. “Ekologinių” palydovų sudegimui atmosferoje naudojama mažai sunkiai sudegančių dalių. Pirmieji Starlink palydovai tarp savęs bendraus per Žemės stotis, vėliau bendraus tiesiogiai lazerio spindulių impulsais.

Per metus SpaceX ketina iškelti 1000 – 2000 palydovų, kurie bus nuolat tobulinami. Vienu metu Falcon 9 iškelia 60 palydovų, tad viso Starlink žvaigždyno suformavimui raketą Falcon 9 teks paleisti ~ 200 kartų. Pačios kompanijos interneto užtikrinimui ketinama raketą Falcon 9 leisti nuo 17 iki 35 kartų.
SpaceX skaičiavimai rodo, jog JAV teritorije interneto užtikrinimui užtektų 12 raketos Falcon 9 startų (~ 720 palydovų), pradinei visos Žemės aprėpčiai reikia du kart daugiau.

Starlink palydovų orbitos

* – 2020 metų balandžio 22; ** – 2020 balandžio 30; *** – 2020 balandžio 30

Starlink palydovai

Vieno Starlink palydovo masė yra 227 kg, dar 53 kg sudaro kuras, vienas palydovas užtikrina 17 Gb/s srautą, bendrai pirmieji išvesti 60 palydovų užtikrins ~ 1Tb/s srautą. Palyginimui: vieno OneWeb palydovo masė yra 145 kg ir jis užtikrina 10 Gb/s srautą. Palydovus energija aprūpina 3 x 12 m dydžio Saulės baterija. Pirmųjų iškeltų 60 Starlink palydovų bendra masė yra 16800 kg ir raketa Falcon 9 pirmą kartą kelė tokios masė krovinį. Jei viena 60 Starlink palydovų pakuotė užtikrins 1 Tb/s srautą, tai visas Starlink žvaigždynas užtikrins ~ 200 Tb/s srautą. Palyginimui: 15 295 km ilgio transatlantinis interneto kabelis TAT-4 užtikrina 3.15 Tb/s srautą, jo kaina 1.5 mlrd USD ir jis nuo 2001 metų balandžio veikia jau 18 metų be jokių patobulinimų.

Starlink_Auto_A

Supakuoti 60 Starlink palydovų dar ne orbitoje

Tobulesni Starlink 1.0 palydovai

1.0 versija nuo 0.9 skiriasi palydovų konstrukcija ir komunikacija. Dar Starlink-1 starto metu, SpaceX atskleidė, jog 1.0 palydovai turi 4 kartus didesnį pralaidumą, lyginant su 0.9 versija. 0.9 versijos vieno palydovo pralaidumas turėjo siekti 17 Gb/s, visų 60 palydovų ~ 1 Tb/s, realiai jis siekė ~ 200-300 Gb/s, 1 palydovo pralaidumas ~ 3,3-5 Gb/s.

1.0 versijos palydovai įgavo papildomas Ka (0.9 versijoje buvo tik Ku) diapazono antenas ir po bendros modernizacijos jau galės pasiekti numatytą 1 Tb/s pralaidumą arba 17 Gb/s vienam palydovui. 0.9 versijos palydovo masė buvo ~ 225 kg, 60 palydovų ~ 13 500 kg. 1.0 versijos vieno palydovo masė ~ 260 kg, visų 60 – ~ 15 600 kg. 1.0 versijos palydovai, po 5 metų numatyto darbo 550 km orbitoje, visiškai sudegs patekę į Žemės atmosferą, o 0.9 versijos – 5% nesudegusių palydovų dalių nukris į Žemę.

1.0 palydovų danga bus mažiau šviesą atspindinti nei 0.9 versijos.

Didžiausias pakeitimas nuo 0.9 iki 1.0 versijų yra elektronikos ir fazinės antenos su elektroniniu valdymu patobulinimas. Tai leidžia nejudinant antenos, nukreipti kelis interneto srautus į vieną Žemės rajoną ar naikintuvą. Ir 1.0 versijos palydovų fazinės antenos turi 2 kart daugiau valdomų srautų. Tai įgalins aprėpti vienu metu du kartus daugiau regionų.

Starlink, palydovai, paleidimas

Po kelių minučių 60 Starlink palydovų išlėks į orbitą aplink Žemę

Starlink palydove yra 53 kg kriptono dujų joniniams varikliams, kurių pagalba palydovai iš 440 km pradinės orbitos per 1-2 savaitės “ropšis” iki 550 km orbitos apie Žemę. Klasikiniuose joniniuose varikliuose yra naudojamos ksenono dujos. Kriptono naudojimas leidžia Starlink palydovą atpiginti 80 tūkst USD, vieno kaina yra ~ 500 tūkst USD. Palyginimui: komercinių ryšių palydovų kaina yra 10 kartų didesnė. 60 Starlink palydovų kainuoja tik ~ 30 mln USD, iškėlimas daugkartine Falcon 9 raketa ~ 62 mln USD.

Darksat arba Starlink-1130

Tarp sausio 7 (Stalink-2) dieną iškeltų 60 palydovų yra vadinamasis DarkSat palydovas. Jis turėtų labai mažai atspindėti šviesą. Šie palydovų dangos pakeitimai buvo atlikti pasaulio astronomų prašymu, pastarieiems bijantis optinės astronomijos Žemėje pabaigos dėl Starlink palydovų atspindėtos šviesos blyksnių. Pirmasis mokslinis darbas (First observations and magnitude measurement of SpaceX’s Darksat) su dviejų Starlink palydovų – Starlink-1130 (Darksat) ir Starlink-1113 – ryškio vertinimais, paskelbtas kovo 17. Darbo išvadoje skelbiama, jog Starlink-1113 ryškis yra 6.69+-0.05, o Starlink-1130 (Darksat) ryškis yra 7.57+-0.04. DarkSat palydovas atspindi ~ 55 % +- 4.8 % mažiau šviesos nei kiti Starlink palydovai, orbituojants 550 km virš Žemės. Šio darbo rezultatas pasitarnaus astronominės bendruomenės nariams modeliuojant palydovinius žvaigždynus siekiant išsiaiškinti jų tikrąjį poveikį tiek mėgėjų, tiek profesionalų astronominėms bendruomenėms. Observatorijose dabar vykdomi ir tolesni stebėjimai suplanuoti taip, kad padengtų visą optinį ir artimąjį infraraudonąjį spektrą.

Starlink palydovų orientacija

Iškėliant tokį kiekį į orbitą apie Žemę ir siekiant išvengti palydovų susidūrimų bei apgadinimų, Starlink palydovuose veiks StarTracker sistema. Ji leis stebėti aplinką ir esant susidūrimo tikimybei, palydovas galės keisti savo orbitos parametrus. Panaši navigacinė sistema ruošiama ir erdvėlaiviui Crew Dragon. Informaciją navigacinei sistemai teiks JAV NORAD tinklas.

Starlink interneto kaina

Kai apie Starlink pradėta viešai kalbėti, atsirado terminas “ne nemokamas internetas”. Kažkuriuo momentu buvo pateikiama informacija apie nemokamą internetą. Reali Starlink interneto paslaugos kaina gali būti tokia: nešiojamo personalinio dydžio interneto terminalas nukreipiamas į atvirą dangaus plotą. Tai gali kainuoti nuo 100 iki 300 USD, interneto kaina gali siekti 50 USD už 1 menėsį ar mažiau.

Starlink-2 ir Starlink-4 palydovai 2020 kovo 30 vakarą