Das private Unternehmen SpaceX hat mit der Bereitstellung eines Netzwerks von einem Dutzendtausend Satelliten begonnen - der größten Orbital-Konstellation in der Geschichte der Menschheit. Esquire erklärt, warum dieses Internet besser ist als das aktuelle und warum das heutige Ereignis historisch ist.
Am 24. Mai 2019 startete SpaceX 60 Satelliten gleichzeitig, um Satelliten-Internet mit niedriger Umlaufbahn bereitzustellen. Im Gegensatz zum vorherigen "Internet aus dem Orbit" ist dies keine unbequeme Lösung für entfernte Orte, an denen es einfach keine andere Option gibt. SpaceX plant, etwa die Hälfte der Kunden von den übrigen Anbietern auf der ganzen Welt wegzunehmen - auf Kosten eines niedrigeren Preises und einer höheren Geschwindigkeit. Es ist durchaus möglich, dass sie und ihre "Satelliten" -Konkurrenten 4G und kabelgebundenes Internet unter Druck setzen können.
Warum ist Satelliten-Internet heute viel schlechter als herkömmliches Internet?
Das globale Netzwerk erreicht die Heimat der meisten Einwohner Russlands über Glasfaserleitungen. Dies ist ein ziemlich schneller "Lieferant", aber er ist nur für Orte mit hoher Bevölkerungsdichte geeignet, wie zum Beispiel Städte im sowjetischen Stil. Mehr als die Hälfte der Weltbevölkerung lebt ganz anders, außerhalb der Stadt oder in den Vororten - in niedrigen Gebäuden mit mäßiger Bevölkerungsdichte. Dies gilt nicht nur für Indien usw., sondern beispielsweise auch für die USA. Einwohner solcher Länder haben oft keine Aussicht auf einen Umzug in Wohnungen: In Amerika werden beispielsweise 77 Quadratmeter Wohnfläche pro Person verlegt - 200 Quadratmeter große Stadtwohnungen sind einfach zu teuer. In niedrigen Gebäuden ist es wirtschaftlich sinnlos, am Kabel zu ziehen - die Kundendichte ist gering.
Während an solchen Orten 4G hilft. Ein solches drahtloses Internet kann jedoch entweder teuer sein (wie in den USA, wo die Rechnung dafür 50 US-Dollar pro Monat übersteigen kann) oder in der Abdeckung begrenzt sein (wie in Russland). Der Grund ist, dass mit relativ kurzen Funkwellen leicht eine wirklich große Kommunikationskanalkapazität erreicht werden kann. Kurze Funkwellen werden jedoch normalerweise besser von der Atmosphäre absorbiert - was bedeutet, dass Türme für ein wirklich breitbandiges drahtloses Internet sehr oft installiert werden müssen. In den Vereinigten Staaten zahlt ein wohlhabender Verbraucher dafür. In Russland kann ein Verbraucher nicht so viel bezahlen, so dass sein 4G-Internet oft direkt am Rande der Stadt endet.
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Satellit: Rettung oder Dummy?
Ein Turm mit einem herkömmlichen 4G-Repeater deckt eine größere Fläche ab, je größer seine Höhe ist. Vor langer Zeit dachten viele Unternehmen: Warum nicht einen "Turm" in den Weltraum heben? In der geostationären Umlaufbahn (~ 36.000 km) befindet sich keine Luft, Radiowellen werden schwach absorbiert. Diese Umlaufbahn wird daher als geostationär bezeichnet, da der Satellit auf ihr kontinuierlich über ein und derselben Stelle auf der Erdoberfläche hängt und manchmal fast die Hälfte des Globus bedeckt. Bereits in den 1990er Jahren begannen die Arbeiten an einem solchen Satelliten-Internet, obwohl bemerkenswerte praktische Ergebnisse erst im 21. Jahrhundert einsetzten.
Aber es war nur auf Papier für Präsentationen glatt. Im wirklichen Leben geht das Funksignal mit Datenpaketen für den Client zuerst vom Server des Anbieters auf der Erde zum Satelliten in der geostationären Umlaufbahn und dann von dort zurück zum Client. 36.000 plus 36.000 - insgesamt 72.000 km, bereits eine Viertelsekunde. In der Praxis zeigen die Messungen der amerikanischen Regulierungsbehörden, dass das Bild noch schlimmer ist: Die Verzögerung bei der Weitergabe eines Pakets mit Daten für das Satelliten-Internet beträgt heute durchschnittlich 0,6 s. Video-Chat oder Online-Spiel mit einer solchen Verzögerung ist nicht ernst. Ein Massenkunde wird nicht zu einem solchen Anbieter gehen, und wenn es keinen Massenkunden gibt, können die Preise per Definition nicht niedrig sein. Infolgedessen bleibt das Satelliten-Internet nicht nur langsam, sondern auch sehr teuer - um ein Vielfaches teurer als 4G oder Kabel.
Tiefer und tiefer
Die 60 von SpaceX am 24. Mai 2019 gestarteten Satelliten stammen aus einer ganz anderen Rasse. Dies sind relativ kleine Fahrzeuge (jeweils 227 kg), die mit Flachantennen ausgestattet sind, die nach dem Prinzip eines phasengesteuerten Antennenarrays aufgebaut sind. Dadurch können sie die Strahlungsrichtung von Funkwellen programmgesteuert steuern, ohne die physikalische Position ihrer eigenen Antenne zu ändern. Am wichtigsten ist, dass sie 36.000 km lang nicht bewegungslos über dem ausgewählten Teil des Planeten hängen, sondern sich in einer Höhe von 440-550 km, ungefähr auf der Höhe der ISS, um dieses drehen. Dies ist 60-80-mal niedriger als bei vorhandenen Satelliten-Internet-Systemen, was bedeutet, dass die Signalübertragungsverzögerung möglicherweise 60-80-mal geringer ist - nach SpaceX-Berechnungen wird sie 25 Tausendstelsekunden nicht überschreiten, gegenüber mindestens 600 Tausendstelsekunden "geostationärem" Satelliten-Internet …
Dies führt zu mehreren sehr wichtigen Konsequenzen gleichzeitig. Erstens ist es mit einer so geringen Verzögerung bereits möglich, den Massenverbraucher zu übernehmen. Messungen der US-Regierung FCC zeigen, dass eine Verzögerung von 25 Tausendstelsekunden typisch für den durchschnittlichen US-Kabelanbieter ist. Zweitens ist es durch die Übertragung von Daten mit einer zehnmal geringeren Verzögerung möglich, diese viel schneller zu übertragen - das heißt, ein SpaceX-Satellit kann mehr Clients bedienen als ein Satellit des traditionellen "geostationären" Internets.
Insgesamt wird SpaceX 11.943 Satelliten ins All starten - 1.584 in einer Umlaufbahn von 550 km, 7.518 in 340 km und 2.841 in 1150 km. Genehmigungen für diese Starts wurden bereits von den amerikanischen Behörden eingeholt. Höhere Ebenen von Satelliten werden als Vermittler für Satelliten niedrigerer Ebenen fungieren. Unter Ausnutzung der fehlenden Atmosphäre übertragen sie Daten von Bodenservern über ultraschnelle Laserkommunikationssysteme zu ihnen.
Bisher wurden nur sechs Dutzend Testsatelliten gestartet - in eine Umlaufbahn mit einer Höhe von 440 km, von wo aus sie mit ihren eigenen Motoren, die Krypton auswerfen, schrittweise 550 km ansteigen werden. Der Zweck ihres Betriebs besteht darin, Erfahrungen mit Bodenterminals zu sammeln, die sich zum ersten Mal mit solchen Internet-Satelliten mit niedriger Umlaufbahn befassen. Ein Terminal ist ein Endgerät von der Größe eines zusammengeklappten Laptops, das ein Signal von einem Satelliten empfängt - und von dem das Signal an ein Clientgerät, einen Router, einen Laptop oder einen PC übertragen wird.
Heutige Internet-Satelliten in geostationären Umlaufbahnen können bis zu 1.200 gleichzeitige Boden-Client-Verbindungen bedienen. Wie viele SpaceX-Satelliten bedienen können, ist noch unklar - eine geringere Höhe erleichtert einerseits die Arbeit und erschwert andererseits die Arbeit, da sie sich ständig relativ zum Boden-Client bewegen und von einem Satelliten zum anderen wechseln. Aber selbst wenn ein Satellit nur 1200 Verbindungen gleichzeitig "ziehen" kann, können ein Dutzend Tausend Satelliten mehr als 14 Millionen Terminals bedienen.
Die Geschwindigkeit jedes Kanals Elon Musk, der Leiter von SpaceX, bezeichnete 1 Gigabit pro Sekunde. Breitbandverbindungen betragen heute normalerweise 20 Megabit pro Sekunde. Das heißt, ein Terminal kann theoretisch die Kommunikation mit Dutzenden von Bodengeräten bereitstellen, die beispielsweise mit einem herkömmlichen Router verbunden sind, der mit einem Terminal verbunden ist, das ein Signal vom SpaceX-Satelliten empfängt. Daher kann eine solche Konstellation von Satelliten theoretisch Hunderte Millionen Benutzer bedienen.
SpaceX schätzt die mögliche Anzahl von Verbindungen für jeden Satelliten jedoch viel optimistischer. Das Unternehmen geht davon aus, dass es 50% aller mit dem Internet verbundenen Geräte auf dem Planeten Erde gleichzeitig bedienen kann. Mit anderen Worten, nehmen Sie den bestehenden Anbietern die Hälfte des weltweiten Internetmarktes weg. Darüber hinaus erwartet SpaceX dank der Gigabit-Geschwindigkeit und des relativ niedrigen Preises, 10% des gesamten Internetverkehrs auch in Großstädten abzuwickeln, dh sogar Kabel- und 4G-Betreiber direkt anzugreifen, bei denen ihre Infrastruktur am besten entwickelt ist.
Warum will SpaceX der größte Anbieter der Welt sein?
Das globale Satelliten-Internet von nur einem Unternehmen zielt heute bereits auf 50% des gesamten globalen Marktes für Internetverbindungen ab. Wir sprechen von über einer Milliarde Kunden mit einem entsprechenden Verkaufsvolumen. Laut Daten, die dem Wall Street Journal zugespielt wurden, erwartet SpaceX in der zweiten Hälfte der 2020er Jahre einen Umsatz von 5 Milliarden US-Dollar aus dem globalen Markt für die Einführung von Gewerbeflächen (zum Vergleich anderthalb Jahresbudget von Roscosmos) und aus dem Satelliten-Internet - 30 Milliarden US-Dollar. SpaceX träumt davon, von einer Raumkabine zu einem globalen Monopolanbieter zu werden, dem größten der Welt.
Gelb hervorgehoben - Die geplanten Starteinnahmen von SpaceX sind in pink - von der Eroberung des globalen Marktes für Internetdienste.
Der Hauptgrund für diesen napoleonischen Ehrgeiz ist ganz einfach. Elon Musk plant menschliche Flüge zum Mars - mit Hilfe des wiederverwendbaren Raumschiffsystems, das von seiner Firma gebaut wird. Dies ist eine Kombination aus einer sehr großen (Tausende von Tonnen schweren) ersten Stufe einer Rakete und einer zweiten Stufe, die auch ein Raumschiff ist. Das Innenvolumen dieses Raumfahrzeugs beträgt mehr als 800 Kubikmeter, mehr als das der ISS. Moschus kann die Entwicklung eines solchen Schiffes und Trägers abschließen, aber er kann es nur wieder gutmachen, wenn eine sehr hohe Nachfrage besteht.
Jede Analyse des Weltraummarktes zeigt, dass es heute keine solche Nachfrage gibt: Falcon 9, der bis zu 20 Tonnen hebt, erfüllt alle aktuellen Bestellungen und lässt russische Raketen nur Krümel vom Weltraum-Startmarkt zurück, den sie kürzlich besaßen. Der aktuelle Markt ist einfach zu klein für ein Monster wie Starship, und SpaceX hat keine andere Wahl, als künstlich die Nachfrage nach einem so großen Schiff zu erzeugen.
Das Starlink-Satelliten-Internet-System, wie das Unternehmen es nennt, benötigt aufgrund von Satelliten mit niedriger Umlaufbahn eine große Anzahl von Satelliten. Andernfalls bleibt der Client beim Abflug eines Satelliten über den Horizont hinaus ohne Kommunikation. 350 km entfernte Satelliten fallen nach mehreren Dienstjahren aufgrund des Bremsens an Gasmolekülen in die Atmosphäre und verbrennen dort, wodurch sichergestellt wird, dass keine gefährlichen Weltraummüll in der Umlaufbahn vorhanden sind. Und das bedeutet, dass für die Aufrechterhaltung der Konstellation jedes Jahr ein paar tausend neue Satelliten gestartet werden müssen. Falcon 9 kann 60 dieser Satelliten gleichzeitig starten, aber Starship ist um ein Vielfaches größer und leistungsfähiger - es kann Hunderte solcher Geräte pro Start starten.
Tatsächlich ist das globale Satelliten-Internetprojekt von SpaceX ein Axtbrei, ein Projekt, bei dem ein schlauer Afrikaner den Rest der Menschheit für ihre teuren Mars-Projekte bezahlen lassen möchte. Wenn sich jedoch herausstellt, dass die Geschwindigkeit des neuen Satelliten-Internet mit niedriger Umlaufbahn nahe an der versprochenen liegt und der Preis moderat ist, werden wir kaum einen Grund haben, uns über den Trick von Elon Musk zu beschweren. Flüche auf das langsame Internet im Land könnten schließlich der Vergangenheit angehören: Russland ist ein großes Land und wird aufgrund seiner geografischen Lage sicherlich in den Versorgungsbereich des neuen Satelliten-Internet-Systems fallen.
Natürlich unterscheidet sich der reale Markt vom freien Lehrbuchmarkt darin, dass er bei weitem nicht frei ist. Das heißt, unsere Regierungsbehörden erlauben SpaceX möglicherweise einfach nicht, ihre empfangenden Client-Geräte in unserem Land zu verkaufen, und blockieren dadurch die Bemühungen des Unternehmens mit uns. Trotzdem kann der Fortschritt so nicht gestoppt werden: Viele Spieler haben bereits angekündigt, ähnliche Systeme wie Starlink zu entwickeln, darunter auch so große wie Amazon.
Roskosmos kündigte übrigens auch seine Absicht an, ein Satellitensystem "Sphere" mit ähnlichen Aufgaben einzusetzen (dort wird es jedoch zwanzigmal weniger Satelliten geben). Angesichts des technischen Niveaus der von diesem Unternehmen erstellten Satelliten würden wir ihnen jedoch keine allzu großen Hoffnungen machen. Und doch Roskosmos '"Und wir können auch!" deutet darauf hin, dass früher oder später, wenn wir es nicht so waschen, das Satelliten-Internet mit niedriger Umlaufbahn in unser Land kommen wird.
Alexander Berezin
