اتصال قمري بالإنترنت
التحديات والقيود > زمن انتقال الإشارة > طائرات الغلاف الجوي خفيفة للغاية مثل الأقمار الصناعية

بديل مقترح لأقمار الترحيل هو طائرة خفيفة الوزن تعمل بالطاقة الشمسية لأغراض خاصة، والتي ستطير على طول مسار دائري فوق موقع أرضي ثابت، وتعمل تحت تحكم كمبيوتر مستقل على ارتفاع حوالي 20000 متر.
على سبيل المثال، تصور مشروع فولتشر التابع لوكالة المشاريع البحثية الدفاعية الأمريكية المتقدمة طائرة خفيفة الوزن قادرة على الاحتفاظ بالمحطة فوق منطقة ثابتة لمدة تصل إلى خمس سنوات، وقادرة على توفير المراقبة المستمرة للأصول الأرضية بالإضافة إلى الخدمة شبكات اتصالات منخفضة للغاية. تم إلغاء هذا المشروع  في عام 2012 قبل أن تصبح جاهزة للعمل.
سيتم شحن البطاريات الموجودة على متن الطائرة خلال ساعات النهار من خلال الألواح الشمسية التي تغطي الأجنحة، وستوفر الطاقة للطائرة أثناء الليل. ستنقل أطباق الإنترنت عبر الأقمار الصناعية الأرضية الإشارات من وإلى الطائرة، مما يؤدي إلى انخفاض كبير في زمن انتقال إشارة الذهاب والإياب بمقدار 0.25 مللي ثانية فقط. يمكن أن تعمل الطائرات لفترات طويلة دون التزود بالوقود. تم اقتراح العديد من هذه المخططات التي تنطوي على أنواع مختلفة من الطائرات في الماضي.
تتأثر اتصالات الأقمار الصناعية بالرطوبة والأشكال المختلفة لهطول الأمطار (مثل المطر أو الثلج) في مسار الإشارة بين المستخدمين النهائيين أو المحطات الأرضية والقمر الصناعي المستخدم. يُعرف هذا التداخل مع الإشارة بالخبو الناجم عن المطر . تكون التأثيرات أقل وضوحًا على نطاقي التردد المنخفض "L" و "C"، ولكن يمكن أن تصبح شديدة جدًا على الترددات الأعلى "Ku" و "Ka". لخدمات الإنترنت عبر الأقمار الصناعية في المناطق الاستوائية ذات الأمطار الغزيرة، استخدم النطاق C (4/6 GHz) مع قمر صناعي استقطاب دائري شائع. الاتصالات الساتلية على النطاق K a (19/29 GHz) تقنيات خاصة مثل هوامش المطر الكبيرة والتحكم في قدرة الوصلة الصاعدة التكيفية ومعدلات البتات المخفضة أثناء هطول الأمطار.
هوامش المطر هي المتطلبات الإضافية لوصلة الاتصال اللازمة لمراعاة تدهور الإشارات بسبب الرطوبة والهطول، وهي ذات أهمية كبيرة في جميع الأنظمة التي تعمل على ترددات تزيد عن 10 جيجاهرتز.
يمكن تقليل مقدار الوقت الذي يتم خلاله فقدان الخدمة عن طريق زيادة حجم طبق اتصالات القمر الصناعي وذلك لجمع المزيد من إشارة القمر الصناعي على الوصلة الهابطة وكذلك لتوفير إشارة أقوى على الوصلة الصاعدة. وبعبارة أخرى، فإن زيادة كسب الهوائي من خلال استخدام عاكس مكافئ أكبر هو إحدى طرق زيادة الكسب الإجمالي للقناة، وبالتالي نسبة الإشارة إلى الضوضاء (S / N)، مما يسمح بفقدان إشارة أكبر بسبب المطر تتلاشى دون انخفاض نسبة الإشارة إلى الضوضاء (S / N) إلى ما دون الحد الأدنى للاتصال الناجح.
تميل هوائيات الأطباق الحديثة من فئة المستهلك إلى أن تكون صغيرة إلى حد ما، مما يقلل من هامش المطر أو يزيد من طاقة وتكلفة الوصلة الهابطة للقمر الصناعي. ومع ذلك، غالبًا ما يكون بناء قمر صناعي أكثر تكلفة وهوائيات أصغر وأقل تكلفة للمستهلكين أكثر تكلفة من زيادة حجم هوائي المستهلك لتقليل تكلفة القمر الصناعي.
أطباق تجارية كبيرة بحجم 3.7 م إلى 13 يمكن استخدام قطر m لتحقيق هوامش مطر متزايدة وأيضًا لتقليل التكلفة لكل بت من خلال السماح برموز تعديل أكثر كفاءة. بالتناوب، يمكن أن تتطلب الهوائيات ذات الفتحة الأكبر قدرة أقل من الساتل لتحقيق أداء مقبول. تستخدم الأقمار الصناعية عادةً الطاقة الشمسية الكهروضوئية، لذلك لا توجد نفقات للطاقة نفسها، لكن القمر الصناعي الأكثر قوة سيتطلب ألواحًا شمسية وإلكترونيات أكبر وأكثر قوة، وغالبًا ما يتضمن هوائي إرسال أكبر. لا تزيد مكونات القمر الصناعي الأكبر من تكاليف المواد فحسب، بل تزيد أيضًا من وزن القمر الصناعي، وبشكل عام، فإن تكلفة إطلاق قمر صناعي في مدار تتناسب طرديًا مع وزنه. (بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لأن مركبات إطلاق الأقمار الصناعية [أي الصواريخ] لها حدود محددة لحجم الحمولة، فإن جعل أجزاء من القمر الصناعي أكبر قد يتطلب آليات طي أكثر تعقيدًا لأجزاء من القمر الصناعي مثل الألواح الشمسية والهوائيات عالية الكسب، أو الترقية إلى المزيد مركبة الإطلاق باهظة الثمن يمكنها التعامل مع حمولة أكبر.)
يمكن تغيير الموجات الحاملة المعدلة ديناميكيًا استجابةً لمشكلات المطر أو عيوب الوصلة الأخرى باستخدام عملية تسمى التشفير والتشكيل التكيفي، أو "ACM". يسمح ACM بزيادة معدلات البتات بشكل كبير أثناء ظروف السماء الصافية العادية، مما يزيد من عدد البتات لكل هرتز المرسلة، وبالتالي تقليل التكلفة الإجمالية لكل بت. يتطلب الترميز التكيفي نوعًا من قناة الإرجاع أو التغذية الراجعة التي يمكن أن تكون عبر أي وسيلة متاحة، قمر صناعي أو أرضي.