Starlink-Elon Muskの衛星インターネット：分析

人類がその歴史全体で軌道に乗せた衛星はいくつあると思いますか？



1957年10月4日のスプートニクの打ち上げ以来、9,000台以上の車両が宇宙に打ち上げられましたが、現在機能しているのは約2,000台のみです。残りは大気中で燃え尽きるか壊れて、軌道上で「宇宙の残骸」になりました。





そして、Elon Muskは、地球の軌道に12,000個の衛星（それぞれ260 kg）を発射しようとしています。そしてこれはほんの始まりに過ぎません-そして彼はネットワークを42,000ユニットに拡大することを計画しています。あなたは理解しています-全体として、これは人類の歴史全体で開始されたものよりもはるかに多いです！そして最も重要なことに、彼はすでにそれを始めています！



何のために？少なくとも、衛星インターネットは高価で複雑であり、さらにそれは十分に高速ではありません！



1 MB- $ 5



したがって、彼はブラックジャックを使用して独自のインターネットを作成することを決定しました。予想どおり、接続で地球全体をカバーし、誰もがアクセスできます。ある意味では、同じ光学系よりも優れている可能性があります。今日は、これが可能かどうかを調べ、「Starlink」プロジェクトについて詳しく説明します。SpaceXがそれと何の関係があるのか​​、それはどのように機能しますか？

歴史

ElonMuskは2015年1月にStarlinkを発表しました。しかし、何かが起こったので、なぜ今これについて話しているのですか？しかし、最初に、プロジェクトとその歴史について少し



プロジェクトが野心的であると言うことは何も言うことではありません。結局のところ、エロンはスピーチの中で、新しい衛星ネットワークが私たちの青いボールのほぼ全領域をカバーし、すべての世界のインターネットトラフィックの帯域幅の最大50％を提供し、それによって業界に革命を起こすことができると約束しました！



確かに、大都市などの人口密度の高い場所では、トラフィックの最大10％ですが、それでも非常に印象的であることが明確になっています。







それで、アイデアは何ですか？



まず、衛星インターネットが今日どのような問題を抱えているかを調べましょう！たとえば、そのうちの1つは遅延です。それは巨大で約500ミリ秒です。 CS：GOでは運転できません。実際、今日のインターネットの要件よりもはるかに遅れています。



それがどのように発生するかを理解するには、軌道力学について少し理解する必要があります！あなたは衛星が地球から特定の距離、つまり軌道上を飛ぶことを知っています。これらの軌道は多く、それらは異なり、異なる目的に役立ちます。たとえば、国際宇宙ステーションの軌道は約400キロメートル、GPS衛星の軌道は約20,000キロメートルです。



このような軌道は、各衛星が地球上の特定の広い領域をカバーするように選択されました。結局のところ、地球から離れるほど、より広い領域を見ることができます。



インターネット衛星とほとんどの電気通信衛星では、すべてがほぼ同じですが、地球の表面から約35,000 kmの高度にある、いわゆる静止軌道で地球からさらに遠くに飛ぶだけです。



このような軌道には利点があります。強力な衛星を数台しか発射できず、惑星の表面全体をカバーしますが、当然、遅延と比較的低いデータ転送速度が主な欠点です。結局のところ、信号は前後に移動する必要があります。つまり、70,000キロメートルです。これが、このような長い遅延を引き起こす原因です。



秘密をお話しします。Boryaと私は衛星オペレーターで働いていました。私自身がこの接続をテストしましたが、この不幸な遅れを覚えています。そして、最も高価なリソースは-衛星の同じ帯域幅-それらの数は非常に少ないです。



そして、スターリンクはこの問題を解決するために何を提案しましたか？見て！いくつかの衛星をGeostationaryOrbitに送る代わりに、彼らは多くの小さな衛星をLow Earth Orbit、つまり高度約500 kmに配置することを決定しました。これは、常に相互に、そして地球と通信します。さらに、それらは一点でぶら下がることはありませんが、常に動いています。



さて、地球の周りにそのような生きたウェブを作成するには、いくつの衛星を持ち出す必要がありますか？



冒頭ですでにお答えしましたが、それでも心を打たれます。最初に12,000個、次に42,000個から始めることをお伝えします。その数は、そうでなければ、エロンのイースターエッグです。



そして、私たちは行きます... SpaceXの最初のテスト衛星は2018年に発売されました。彼らは将来のネットワークには参加しませんが、通信システムのテストに役立ちました。



その後、すでに2019年5月に、同じくテストモードで、バージョン0.9の最初の60の生産前衛星が打ち上げられましたが、それらはまだ相互に通信できませんでしたが、地球と通信するための特別なアンテナがすでにありました。



しかし、2019年11月以降、SpaceXはすでにメインコンステレーションバージョン1.0のシリアルサテライトの発売を開始しています。これらはすでに使用可能な衛星であり、現時点ではすでに844の衛星が軌道上にあります。



そして、次の打ち上げごとに、一度に約60の衛星が星座を補充します。







しかし、これはどうですか、あなたは尋ねますか？それから、6か月で約500個しか打ち上げられなかったとしても、これらの数千個の衛星を打ち上げるのに数十年かかるでしょう。



SpaceXのStarlink衛星打ち上げ計画は気が遠くなるようなものです。まず、9月までに2週間ごとに60台の衛星を打ち上げる予定です。第二に、SpaceXの目標の1つは、1日未満の発射間隔で同じキャリアロケットを発射する能力であるため、この数値は明らかに最終的なものではありません。



SpaceXがブースターを着陸させて再利用する方法を学んだことを覚えていますか？これは、より多くのローンチがあることを意味します...はるかに！







さて、そして最も重要なのは、計算によると、非常に活発に開発されている新しい超重量ロケットスターシップは、一度に最大400のスターリンク衛星を発射することができるでしょう！

それはどのように機能しますか？

すでに機能しているとだけ言っておきましょう！



システムを本格的に起動するために、何万もの衛星を表示する必要はありません。原則として、システムはすでにそれ自体をテストすることを許可しており、最近、StarlinkWebサイトでベータテストを申請することが可能になりました。



現在、軌道上には844の衛星があり、ムスクによれば、これは大きな運用上の可能性を提供します。実際、クローズドベータテストはすでに進行中であり、10月27日以降、オープンベータテストへの招待状が送信されています。



しかし、ほぼ正確に1年前の10月22日に何が起こったのか：



Elon MuskがStarlinkシステムを介して最初のツイートを送信しました！







速度の測定値はすでにたくさんありますが、後で詳しく説明します。



最初のフェーズが完全に完了すると、約4,000の衛星が打ち上げられ、すでに地球全体をカバーできるようになります。



ネットワーク自体の概念を大まかに理解したので、次にそのデバイスについて説明します。

衛星自体について

しかし、同社は衛星についての詳細を提供していませんが、SpaceXが米国のFCCに提出したデータからの情報がここにあります。







各衛星には、レーザーシステムと4つのフェーズドアンテナが装備されています。さらに、衛星にはクリプトンベースのイオンスラスターがあります。これは、衛星の軌道を変更したり、寿命が尽きたときに地球の大気中で自然に燃焼させるために必要です。



衛星が互いに情報を交換し、いわばリレーバトンのように送信できるようにするためにレーザーが必要です。



衛星が5つの隣人と同時に通信できることを除いて、レーザーデータ伝送システム自体については何も知られていません。



それが光繊維のようになると想像してみてください。繊維自体がないだけです。結局のところ、宇宙では実際には必要ありません。



アンテナは、地球上のユーザーステーションと通信するために必要です。より多くの帯域幅を提供し、同時に多くのユーザーと連携できる必要があります。それらは、Kei-AlphaおよびKei-Yuバンド（KuおよびKa）で動作することが知られています。

そして、地球上の駅とは何で​​すか？

ムスク自身によると、このアンテナはピザボックスよりも大きくはありません。そしてそれを接続するには、それをコンセントに差し込んで空に向けるだけです！



つまり、ご存知のとおり、今日のアンテナの調整プロセスはそれほど単純ではありません。数年前に自分で調整した方法を覚えています。











しかし、遅延を覚えておきましょう-大幅に短くなることを覚えています-しかし、どれくらいですか？準備をしなさい！



最初のフェーズの実装後、衛星との通信の遅延は約3ミリ秒になります。



衛星で3ミリ秒-想像してみて、世界中のどこからでも！



私たちが今持っている衛星インターネットと比較してください。ここでは、遅延は100分の1以下です。



これは現在の衛星インターネットよりも大幅に優れていることに気づきましたが、さらに考えてみてください。Starlinkは、地球上の光ファイバーインターネットよりも高速です。



Real Engineering Channelは、非常に優れた例を示しています。低遅延が重要なのは誰ですか？ゲーマーのために？そのようなものは何もありません-ブローカーにとって！ 5年生からヘッドショットを取得するリスクがある人もいれば、数千万ドル相当のpingを実行するリスクがある人もいます。



あなたがロンドンに座っていて、ニューヨーク証券取引所であなたの株を緊急に売却する必要があると想像してください。もちろん、状況は私たち一人一人にとって絶対に毎日です！



Starlinkを使用すると、待ち時間は43ミリ秒になりますが、最新のインターネットを使用すると、今回は約76ミリ秒になります。つまり、その差は77％で、これは膨大な数ですか？ミリ秒について話しているのに！



重要なことは、世界の金融市場は、このような遅延の減少に対して非常に大きなお金を払う準備ができているということです。過去に、わずか5ミリ秒の加速のために、3億ドル相当の新しい光ファイバーケーブルが英国から米国に敷設された場合。そして、これはロンドンからニューヨークまでだけであり、香港、シンガポール、東京もあります。ここで、待ち時間の減少はさらに大きくなります！



同時に、システムは信頼性があります。いずれかの衛星に障害が発生した場合、情報は単にWebの別のチェーンに沿って移動します。



つまり、このシステムにより、より確実かつ高速に作業できるようになるだけでなく、世界中のどこからでも利用できるようになります。太平洋の中心でも大都市の中心でも、どこでも構いません。



今年の8月には、最初のユーザーテストデータがすでに表示されています。問題の衛星の数のごく一部でも、速度はすでに完全にビデオをInstagramにアップロードしたり、YouTubeでビデオを見たりすることを可能にします！







彼らがテスターに​​提供するものを見てみましょう：499ドル-アンテナとWi-Fiルーターを内蔵した端末、99ドル-月額サブスクリプション料金、速度：50-150 Mbit、最大40ミリ秒の遅延、すでに1年以内に20ミリ秒に改善！ベータテストの場合、通常は問題ありません。そして、これが最終的な価格ではないことは明らかです。プロジェクトのプライマリユーザーベースが大きい場合、簡単に辞退する可能性があります。そして、StarLinkアプリはすでにAppleStoreとGooglePlayで利用可能です！







さらに、最初のアプリケーションが見つかりました。SpaceXは、ワシントンの消防士にStarlinkシステムの2つの地上端末を提供したとTheVergeは書いています。インターネットが明らかに不足している森林の消火に役立ちました。



また、将来的には、地上通信が途絶えた地震など、その他の自然災害の場合にも役立ちます。







しかしもちろん、批判がないわけではありません。天文学界は、そのような数の衛星が地球上の望遠鏡によって受信される情報に大きな影響を与えるだろうという懸念を提起しました。



実際、2019年に、衛星の最初のバッチの発売後、19個の衛星が暗黒エネルギーの痕跡を検索するように設計されたDECam（Dark Energy Survey）望遠鏡の作業を5分間妨害しました。その結果、同社のエンジニアはそれから抜け出しました-彼らは衛星が望遠鏡から見えないようにする特別な暗いコーティングで覆われるべきであると考えました。



そしてこれまでのところ、たとえば、樹冠、山、雲など、環境が信号にどの程度強く影響するかについての情報はありません。しかし理論的には、衛星が多ければ多いほど、干渉は少なくなります。



加入者の費用も。おおよその数字しかなく、こんな感じです。プレートの費用は100ドルから300ドルで、月額80ドルの購読料がかかります。



これはすでにインターネットの実際の価格にはるかに近いです-高価ですが、明らかに1MBあたり5ドルではありません。



しかし、加入者数の増加と将来の他社との競争の可能性により、このコストは明らかに減少することは明らかです！そして、他の会社もあります-例えば、OneWeb！



そしてもちろん、5Gタワーをチッピングすることを恐れている人々はこのプロジェクトに夢中になるでしょう！



一般的に、システムは絶えず改善され、改善されますが、これまでのところまだ多くの質問があります。



そのようなプロジェクトが私たちをどこに導くかについて少し夢見てみましょう。想像してみてください-インターネットはどこにでもあります！船の海でも、飛行機の空でも、どこでも！高速で安定した高品質の接続。そして、車の屋根にアンテナを挿入するとしましょう。これらすべてが、Internet of Thingsの完全な実装にますます近づいています！



そして、あなたが夢を見て、たとえば、「皿」を電話のアンテナのサイズに縮小する場合、これはいつでもどこでもインターネットです。







そして、これらは空の例ではありません-たとえば、それは一度にGPSで起こりました。最初のGPS受信機はまったく小さくありませんでした！そして今、それはすでに腕時計にあります！

合計

あなたのことはわかりませんが、現代のテクノロジーが発展している方法が本当に好きで、間違いなく私たちは新しい宇宙時代に突入しました！



さらに、ElonMuskには別のプロジェクトであるNeurolinkがあります。これについても説明します。もちろん、それはまさにそのチッピングについてです...