Starlink

Starlink on USA ettevõtte SpaceX arendusprojekt suure jõudlusega odava satelliidi platvormi loomiseks, mille ülesandeks on pakkuda tehiskaaslaste vahendusel internetti. Kavas on viia kolmele maalähedasele orbiidile ligi 12 000 tehiskaaslast. Kümnendi pikkuse projekti disaini, ehitus ja orbiidile viimine läheb mai 2018. aastal SpaceX hinnangul maksma 10 miljardit dollarit. 

Projekti hakati ellu viima 2015. aastal. Esimesed kaks prototüüpi viidi orbiidile veebruaris 2018. Konstellatsiooni esimesed 60 tehiskaaslast viidi orbiidile 24. mail 2019. Järjekordse 60 tehiskaaslase orbiidile viimisega 7. jaanuaril 2020 kasvas Starlinki tehiskaaslaste arv orbiidil 182-ni.

Esimesed 1600 tehiskaaslast viiakse 550 kilomeetri kõrgusele. Järgmised 2800 tehiskaaslast on kavas viia 1150 km kõrgusele ning 7500 tehiskaaslast 340 km orbiidile.

Starlink peab võtma oma kanda suure osa globaalsest lairibasidest. Tehiskaaslaste elueaks on kavandatud viis kuni seitse aastat. Kasutusest välja viidud tehiskaaslased viiakse madalale orbiidile, kus nad peaksid umbes aasta jooksul sisenema atmosfääri ja ära põlema.

Konstellatsiooni kommertskasutus algab 2020. aastal.

Ajalugu

2015–2017 
SpaceX avalikustas 2015. aasta jaanuarist plaanist ehitada satelliitvõrgustik, mis kataks kuni 50% globaalsest lairibasidest ja kuni 10% linnades. Elon Musk ütles, et praegu on rahuldamata suur nõudlus odavast ülemaailmsest internetiühendusest.

SpaceX arendustehase avamine Redmondis tehti teatavaks 2015. aasta jaanuaris. Algselt oli plaanis värvata kuni 60 inseneri, mis tõuseks kuni 1000ni aastaks 2018. Aastaks 2018 tegutses ettevõte 2800 m2 rendipinnal ja 2017. aasta jaanuaris võttis juurde teise 2800 m2 tehase, mõlemad Redmondis. 2018. aasta augustis SpaceX koondas kõik oma operatsioonid suuremasse kolme majaga tehasesse Redmond Ridge Corporate Center, et toetada satelliidi ehitus, kui ka arendust.

2016. aasta juulis SpaceX omandas 740 m2 pinna Californias.

2016. aasta jaanuaris ettevõte avalikult teatas plaanist kahest prototüüp satelliidist kosmoses 2016. aasta jooksul ja töötavast võrgustikust aastaks 2020.

SpaceX plaan oli ebatavaline kahel põhjusel:

 Ettevõte kavatses ära kasutada vähe kasutatud V-riba kommunikatsiooniriba
 Kasutada uut ülimaalähedat orbiiti umbes 340 km kõrgusel, kus atmosfääri õhutakistus on suur, mis tähendab lühikest orbiidi eluiga. 2017. SpaceX omandas Starlinki kaubamärgi oma satelliit võrgustikule, mis oli inspireeritud raamatust "The Fault in Our Stars".

2017. lõpus SpaceX esitas dokumendid föderaalsele sidekomisjonile (FCC), et täpsustada oma kosmosepürgi eemaldamise plaani.

2018–2019 
2018. märtsis FCC andis loa SpaceX-ile

2018. novembris sai SpaceX loa paigaldada 7518 lairiba satelliiti, lisaks eelmisele 4425. Algsed 4425 satelliiti oli taotletud 2016, mille orbiit oleks 1110 km kuni 1325 km. Uus luba andis kasutada ülimaalähedast orbiiti 325 km kuni 346 km kõrgusel.

SpaceX algne plaan 2019 oli 12 000 satelliiti lasta kolmele orbiidile:

 Esimene: 1440 satelliiti 550 km kõrgusel
 Teine: 2825 Ku-sagedusala ja Ka-sagedusala satelliiti 1110 km kõrgusel
 kolmas: 7500 V-riba satelliiti 340 km kõrgusel

Kokkuvõttes oli plaan üles saata 12 000 satelliiti, see arv tulevikus võib suureneda kuni 42 000-ni.

2020–2021 
Neljanda mai 2021 seisuga on SpaceX orbiidile saatnud 1565 Starlinki satelliiti, kaasaarvatud demosatelliidid Tintin A ja B. SpaceX plaanib üle saata kuni 60 satelliiti iga Falcon 9 lennuga, mis stardib peaaegu iga 2 nädala tagant aastal 2021.

2020. aasta aprillis SpaceX muutis oma võrgustiku arhitektuuri.

 Esimene kiht: 1440 satelliiti 550 km kõrgusel
 Teine kiht: 1440 satelliiti 540 km kõrgusel
 Kolmas kiht: 720 satelliiti 570 km kõrgusel
 Neljas kiht: 336 satelliiti 560 km kõrgusel
 Viies kiht: 172 satelliiti 560 km kõrgusel

2020. aasta juunis SpaceX tegi avalduse Kanada regulatsioonidele pakkuda Starlinki kiiret internetiteenust Kanadas.

2020. aasta oktoobris SpaceX alustas V0.9 satelliitide orbiidilt eemaldamist. Samal ajal andis Kanada tegutsemisloa.

2021. aasta veebruaris SpaceX teatas üle 10 000 kasutajast ja avas eeltellimused avalikkusele.

2021. veebruaris SpaceX suurendas 3,5 miljardit dollarit kapitali, et rahastada kulukat etappi Starlinki paigalduseks.
2021. aasta märtsis SpaceX tegi avalduse FCC-le mobiilsetest terminalidest masinatele, veesõidukitele ja lennumasinatele.

2021. aasta mais SpaceX teatas üle 500 000 Starlinki tellimusest.

Saadavus riigiti 
Satelliiditeenuse pakkumiseks riigis on vajalikud mitmed load. Seega isegi kui SpaceX Starlinki võrgustikul on peaaegu ülemaailmne leviala on teenuse pakkumine lubatud ainult mõnes riigis. Starlink on keelatud Venemaal.

Teenused 
SpaceX plaanib pakkuda satelliit interneti ühendust hõredalt asustatud aladesse, kui ka pakkuda konkurentsivõimelist hinda rohkem asustatud piirkondadesse. Ettevõte mainis, et kasum satelliit-internetiteenus pakkumisest on vajalik, et finantseerida nende Marsi programmi.

SpaceX-i pikaajaline plaan on arendada ja paigaldada sarnane versioon satelliit ühenduse süsteem Marsile.

Tehnoloogia

Satelliidi riistvara 

Esimesed 60 satelliiti kaalusid 227 kg ja need viidi suhteliselt madalale 550 km kõrgusele, seoses kosmose keskkonna probleemide pärast.

Satelliidid on omavahel ühenduses optilise sidega ning on varustatud Ku-sagedusala ja Ka-sagedusala digitaal protsessimise ja kiire loomise tehnoloogiaga
Satelliite hakatakse masstootma, mis tähendab, et nende hind on palju madalam, kui varasematel satelliitidel.

Internetiühenduse teoreetiline miinimum latentsusaeg geostatsionaarsete satelliitidega on 477 millisekundit, praktikas praeguste satelliitide latentsusaeg üle 600 ms. Starlinki Satelliidi orbiit on 105–30 korda madalamal, kui geostatsionaardes satelliidid ja pakuvad lühemaid latentsusaegu, 25–35 millisekundit, mis on juba võrreldav kaabli internetiga. Starlinki süsteem kasutab P2P-võrgustiku protokolli, mis peaks olema lihtsam kui IPv6, ning pakub ka end-to-end krüpteerimist.

Starlinki satelliidid kasutavad Halli tajuri tõukureid koos krüptooni gaasiga orbiidile jäämiseks ja kosmoseprügiga kokkupõrke vältimiseks.

Kasutaja terminal 
Starlinki süsteem ei ühenda end otse kasutatavasse seadmesse (nagu Iridium, Globalstar, Thuraya ja Inmarsat), vaid see ühendub kasutaja terminali, mis on umbes pitsa karbi suurune, millel on antennid ja mis järgib satelliite. Neid terminale saab paigaldada ükskõik kuhu peaasi, et taevas oleks nähtaval. See sisaldab ka kiiresti liikuvatele kohtadele nagu rongidele. Starlinki Terminalil on mootorid, mis korrigeerivad end ise kõige optimaalsemale nurgale taevasse vaatamiseks. Antenni nimi asutusesiseselt on Dishy McFlatface.

Maapealsed jaamad 
SpaceX on teinud avaldused FCC-le vähemalt 32 maapealse jaama ehitamiseks Ameerika Ühendriikidesse. Juuli 2020 seisuga on nad saanud loa 5 ehituseks 5 osariiki.

Satelliidi versioonid

Microsat 
MicroSat-1a ja MicroSat-1b olid algupäraselt mõeldud üles viia 625 km kõrgusele orbiidile ja pidi olema varustatud must-valgete videokaameratega, et filmida Maad ja teisi satelliite. Need satelliidid oleksid pidanud üles minema koos ühe Iridium-NEXT lennuga, aga neid kasutati lõpuks ainult maapealseteks katseteks.

Tintin 
Tintin A ja B saadeti 514 km kõrgusele orbiidile.

V0.9 (test) 
60 Starlinki satelliidil, mis viidi üles 2019. mais, on:

 üks päikesepaneel ja mitu suure läbilaskevõimega antenni;
 mass: 227 kg;
 halli tajuri tõukurid kasutades krüptooni gaasi, et muuta positsiooni, kõrgust ja orbiiti;
 kõrgus: 550 km;
 kasutab Ameerika Ühendriikide Kaitseministeeriumi andmeid, et vältida kokkupõrkeid teiste kosmoseobjektidega;
 95% komponentidest põlevad kiirelt Maa atmosfääris, kui satelliidi eluiga on läbi.

V1.0 (tegutsev) 
2019. novembris üles viidud satelliitidel on:

 100% komponentidest põlevad kiirelt Maa atmosfääris, kui satelliidi eluiga on läbi.
 Lisatud Ka-sagedusala
 Mass: 260 kg
 Satelliit numbriga 1130 nimega DarkSat, oli kaetud spetsiaalse kattega, et vähendada peegeldusi, aga see ei läinud käiku, kuna see tekitad soojusprobleeme ja infrapuna peegeldusi.
 Hiljutisematel on visiir, et vähendada peegeldusi päikeselt.

V1.0 laseritega 

 2021. jaanuaris lasti üles esimesed 10 satelliiti, millel olid laserid satelliidivaheliseks suhtluseks.
 Järgmised 338 satelliiti lastakse üles 2021. aasta juulis.
 Kõik satelliidid aastast 2022. on tõenäoliselt varustatud nende laseritega.

V1.5 ja V2.0 
SpaceX valmistub uute satelliitide tootmiseks 2021. aastal. Kuidas need satelliidid on erinevad eelmistest ei ole veel avalik.

Konkurents 
2015 tegi Samsung ettepaneku 4600 satelliidiga võrgustikuks, mis asuks orbiidil 1400 km kõrgusel. See oleks suuteline pakkuma kuus zettabaiti andmemahtu üle maailma. See on võrdne 200 gigabaiti kuus 5 miljardile inimesele. Paraku aastaks 2020, pole rohkem avaliku informatsiooni tulnud selle ettepaneku kohta

2015. aastal tegi Telesat teadaande väiksemast 117 satelliidist koosnevast võrgustikust plaaniga alustada teenusepakkumist 2021.

2019. aprillis tegi Amazon teadaande suure satelliit internetiühenduse võrgustike loomiseks, plaanides paigaldada 3236 satelliiti järgmise kümnendi jooksul.

Sarnased või konkureerivad süsteemid 

 Globalstar – Maa-lähedase orbiidiga töötav võrgustik satelliittelefoni ja väikese andmemahuga ühenduste jaoks.
 Iridium satellite constellation – töötav võrgustik Maa-lähedasel orbiidil satelliittelefoni ühenduseks.
 Kuiper Systems – planeeritud 3236 Maa-lähedase orbiidiga satelliiti internetiühenduse jaoks, mida ehitab Amazoni tütarettevõte.
 O3b MEO – keskmise kõrguse orbiidiga võrgustik, mis katab ekvatoriaalset piirkonda.
 OneWeb satellite constellation – konkurent Maa-lähedase orbiidiga internetivõrgule.
 Orbcomm – töös olev võrgustik, mis pakub sideteenuseid eri valdkondadele.
 Project Loon – varasem kontseptsioon internetiühenduse jaoks kasutades õhupalle stratosfääris.

Kriitika

Valgusreostus 
on saanud kriitika ohvriks valgusreostuse pärast. Astronoomid väidavad, et nähtavate satelliitide arv ületab nähtavate tähtede arvu ning nende heledustase mõjutab teadus vaatlusi. Kuna Starlinki satelliidid suudavad automaatselt muuta oma trajektoori, ei saa vaatlusi ette planeerida, et satelliite vältida.

SpaceX esindajad ja Elon Musk on väitnud, et satelliitidel on väikene mõju valgusreostusele ning see on kergesti lahendatav erinevate pilditöötlus võimalustega. Mitmed professionaalsed astronoomid on need väited ümber lükanud tuginedes esimestel vaatlustel.

Kosmoseprügi 
Starlinki suur hulk satelliite võib tekitada pika ajalise ohu kosmosepürgina, mis suurendab võimalust satelliitide kokkupõrkeks. See võib omakorda tuua kaasa nähtuse, mida nimetatakse Kessleri sündroomiks, mis tähendab olukorda, kus kosmoses on liiga palju prügi kuna kosmoses ei toimu lagunemist. See aga tähendab, et varsti pole võimalik turvaliselt kosmosesse startida. Lisaks võib kosmoseprügi ahelkokkupõrge katkestada side Maal, sest prügi võib ära lõhkuda kõik satelliidid. 

SpaceX on väitnud, et enamik satelliite eeldatavasti lahkub orbiidilt 5 aasta jooksul.

Vaata ka 
 SpaceX
 Satelliitside

Viited

Tehiskaaslased