Первую часть ответов на вопросы вы можете прочитать тут.
В этот раз я попытаюсь ответить на целую группу вопросов. Дело в том, что все они объединены одной темой — темой скоростного спутникового интернета.
Тема эта для флота крайне больная. Дело в том, что большую часть времени моряки проводят вдали от берега, и единственная связь с миром у них — спутниковая линия. Но современные спутниковые сети предоставляют доступ в интернет по очень медленным и дорогим каналам. По этому у подписчиков «Пиратской Баржи» возникли вопросы:
«Илон Маск и эти его спутники. Как поменяется индустрия связи и чего ждать?
Разрабатывают ли у нас отечественные аналоги StarLink?»
Ссылка на видео от SpaceX была приложена автором вопроса, поэтому и ответ будет с учётом этого видео.
Так чего же нам ждать от Илона Маска и его StarLink? В первую очередь от Маска всегда стоит ждать хайпа. Это его главная специализация. Никогда не стоит недооценивать способности Маска, как PR-менеджера. Этот человек умеет даже свои ошибки продавать вам в качестве достижений.
Всё, что будет сказано далее — исключительно моё ИМХО, оно может не совпадать с видением ситуации у других специалистов отрасли.
Насколько я могу видеть имеющиеся тенденции, очень большую роль в различных информационных системах начинают играть задержки в реакции на события. То есть время, необходимое на звонок или отправку сообщения через спутник, — это секунды. Но для трейдеров на биржах, к примеру, задержки в миллисекунды уже подобны смерти, не то что секунды. На этом и пытается сыграть Маск в представленном выше видео.
Так вот, он справедливо говорит, что свет в вакууме распространяется быстрее. Это правда. Но дальше в этом видео не учитывают сразу несколько вещей. Для наглядности нарисуем то, что нам показывают авторы:
1. Авторы не учитывают, что сигналу надо «взлететь» на спутник, а потом «приземлиться» обратно на планету. Это увеличивает длину трассы, причём сразу на 1100 км. При этом, нам не говорят каким образом данные преодолеют этот путь: по радио, при помощи лазера, ещё каким-то секретным образом?
2. Авторы не учитывают кривизну земли и протяженность орбиты. Дело в том, что спутник может передать сигнал только на соседний спутник, тот — на следующий и так далее. То есть сигнал пойдёт по дуге, и её длина будет больше, чем длина кабеля на земле.
3. Они не учитывают время обработки пакета на промежуточных спутниках. Дело в том, что в современной реальности данные передаются «пакетами», а у каждого пакета есть адрес назначения. В трансатлантическом кабеле мы отправили пакет с одного берега, подождали пока свет долетит до другого берега и там прочитали этот пакет. Нет никакой обработки сигнала в пути, так как нет никаких промежуточных точек. На спутнике всё несколько иначе. Мы отправили пакет на Спутник 1. Он прочитал адрес назначения на этом пакете, определил кратчайший путь до места назначения и передал Спутнику 2, тот снова прочитал адрес, снова определил путь и отправил Спутнику 3. Эта процедура занимает немного времени, но она повторяется многократно. Если предположить, что она занимает 1 миллисекунду и повторяется 10 раз, мы получим суммарную задержку в 10 миллисекунд только на обработку пакетов, и про эту задержку авторы тоже умолчали. В реальности же и задержка может быть больше, и количество повторов.
Считаем сумму всего и получаем, что кабель на земле всё ещё существенно быстрее спутника.
То, что я описал, не означает, что эта история полностью гиблая. Подобные разработки ведутся параллельно многими компаниями. Давайте посмотрим, что происходит с этой тематикой в России.
По состоянию на прошлый год у нас в прессе мелькала информация о параллельной разработке трёх аналогичных проектов. Все эти проекты имеют несколько серьёзных проблем, причём они общие как для наших, так и для импортных разработчиков. Кто первый сможет это победить, покажет время.
Проект номер один — проект Минобороны, и про него я ничего рассказать не смогу. Писали, что военные что-то разрабатывают, но даже название НИОКР не фигурировало. Известно, что такой проект есть. Известно, что тоже будет на сверхнизкой орбите. Были утечки в прессе, что связь борт-борт будет по оптике. Конкретный производитель не назывался. Никакие параметры системы не назывались. На данный момент про наработки наших военных мы можем только фантазировать.
Ещё два проекта продвигали в гражданских целях. У гражданских, если верить открытым источникам, на данный момент проблемы следующие:
Проблема № 1. Не обкатана на практике технология связи борт-борт. Нужны скоростные системы, все смотрят в сторону оптики, но на практике в условиях орбиты это решение ещё никто не тестировал. Насколько я смог узнать, Маск на первых спутниках связь борт-борт реализовал по старинке, через радио. Официально разработчик лазерной системы для отечественных проектов не озвучивался, поэтому могу только предположить. По моей информации, из отечественных разработчиков дальше всех в технологии FSO (free space optics) продвинулась компания «МОСТКОМ». Кстати, эта компания на данный момент считается лучшим в мире разработчиком систем FSO для наземного применения, опережая конкурентов как по надёжности оборудования, так и по скорости передачи данных. Также «МОСТКОМ» — это единственная компания-производитель FSO оборудования, у которой уже есть успешно разработанная и внедрённая в производство система динамической стабилизации луча по энергетическому балансу и направлению, работающая в режиме реального времени.
Проблема № 2. На таких орбитах возможны только малые спутники, весом менее 300 кг, а это сильно ограничивает возможности. Серьёзная электроника требует серьёзных батареек. Причина простая — приблизительно половину витка спутник не видит солнца. Всё это время бортовое оборудование работает на батарейках. Выйдя на солнце, он должен успеть эти батарейки зарядить. Результат: чем больше солнечные панели, тем меньше места для электроники. Нащупать баланс — крайне непростая задача.
Проблема № 3. Если верить открытым источникам, то в РКС сейчас творится полное непонимание по потребностям конечного пользователя. На одном из совещаний представители РКС на полном серьёзе озвучивали, что «широкополосный доступ в интернет для мобильных устройств» — это 64 килобита в секунду. То есть в реалиях современных потребностей по скорости передачи данных там не разбираются. А это ставит под вопрос, насколько этот проект будет в итоге интересен конечному пользователю.
Проблема № 4. Физика. Незнание её законов не освобождает от обязанности их соблюдать. Это в равной степени касается и отечественных разработчиков, и разработчиков Илона Маска. Есть всего 2 пути послать радиосигнал от абонента на борт и с борта к абоненту. Надо или много мощности, или сложную высокотехнологичную антенну. В портативный аппарат абонента сложную антенну не вставить. Остаётся только установить её на борт. И снова мы сталкиваемся с лишним весом и вызванными этим проблемами. Со временем это смогут победить, но к текущему моменту, по моей информации, решение ещё не найдено.
Проблема № 5. Частоты. Самый дорогой природный ресурс. Фактически их нет. Все выделенные для спутников диапазоны заняты. Откуда взять новые, да ещё и не угробив работу с уже существующими спутниками, — для всех загадка. Мы хотим отправить на орбиту несколько сотен радиоточек, для каждой из которых нужен кусочек частотного диапазона, который уже закончился. При этом не стоит забывать, что каждая страна сама регулирует работу спутниковых сетей на своей территории. США могут не дать частоты нам, а мы можем не дать их США. А тот же Китай может послать к чёрту и нас, и Штаты. Универсального решения в данный момент не существует. Как удастся договориться в очередной раз, покажет время.
Проблема № 6. Магистральная связь с Землёй. Дело в том, что интернет не летает на орбите, все его сервера расположены на земле. Предположим, что мы построили сеть, в которой скорость соединения между абонентом и спутником сравнима с 4G. Связь между спутниками сделана по лазеру (там мы вообще сотни гигабит запустить можем). А как это всё будет связано с интернетом? Нужна распределённая сеть наземных станций, нужны высокоскоростные линии между космосом и планетой. При этом скорость соединения спутника с землёй должна быть сравнима с суммарной скоростью соединения этого спутника с его соседями. При таком количестве спутников на таких орбитах обеспечить связь ВСЕХ спутников с Землёй технически невозможно. Значит, на каждый связавшийся с Землёй спутник будет стекаться информация с десятков соседних. Получается, что нам надо загнать на орбиту данные со скоростью, которую мы по кабелю научились передавать буквально вчера.
Что мы имеем в результате? На данный момент мы имеем массу вопросов, но практически не имеем ответов. Спутниковые системы связи по-прежнему дорогие, сложные и медленные. Чудес в ближайшее время не ожидается.
Самое печальное в этой истории заключается в двух моментах.
Первое, это бессмысленная попытка «Роскосмоса» угнаться за Маском. Мы слишком много времени уделяем его хайпу, слишком много внимания. Мы тратим время и силы на постройку того, что построить в современной реальности не просто нельзя, но и не нужно. Для подобных систем попросту нет потребителей, они не нужны.
Второе, это полнейшее непонимание того, сколько реально нужных и полезных систем можно реализовать уже сейчас.
Отдельная боль и печаль — это службы пиара и медийного продвижения РКС и «Роскосмоса».
Каждый запуск Илона Маска можно пересматривать в кинотеатре, это спектакль с музыкой, актёрами, драматургией. Этот спектакль очень грамотно просчитан, его писали талантливые сценаристы и воплощали не менее талантливые режиссёры. Даже неудачи во время запусков они преподносят как победы и делают это красиво.
Видео с наших пусков интересны только специалистам и фанатам отрасли. И беда не в том, что у нас ничего не снимают или не показывают. На самом деле и снимают, и показывают немало. Беда в том, что нет в этом системного подхода. Сколько камер снимает каждый запуск Маска? Сколько там операторов? Сколько ракурсов? Что из себя представляет режиссёрский пульт? Сколько каналов запускает это в свой прайм-тайм? Вот это всё совершенно точно надо у Илона копировать. И развивать дальше. Развивать с опережающими темпами. Чтобы весь мир бежал к экранам с пивом и попкорном смотреть очередную серию великолепного сериала про запуски с российских космодромов, скоростные стыковки с МСК, полёты, про текущие изыскания и перспективы.
Мы живём в новой реальности. Мало делать лучшие в мире ракетные двигатели или лучшие в мире лазерные системы, надо ещё уметь лучше всех про это рассказать.
Материал никем не оплачен и отражает исключительно авторское видение ситуации вокруг спутниковых сетей связи. Ваше мнение, а также мнение Илона Маска, Дмитрия Рогозина и прочих космических руководителей может не совпадать с авторским.
Напоминаю, что если вам понравилась эта заметка, и есть желание поддержать мой канал — ставьте лайк и делитесь ссылкой с друзьями.
Материальная поддержка моего канала — через «Яндекс.Кошелёк» или страничку «Я соберу». Деньги пойдут на развитие канала.
Более оперативно узнавать подробности моих путешествий, а также смотреть фото и видео вы можете у меня в телеграм-канале «Дневники Обывателя».