SpaceX gibt weitere Details zur Funktionsweise ihres Starlink-Internetdienstes. Weniger Satelliten, niedrigere Umlaufbahn, kürzere Übertragungszeiten, kürzere Lebensdauer

Elon Musk spricht seit Jahren über seine Pläne, die Welt mit Hilfe einer Satellitenkonstellation mit Breitband-Internet zu versorgen. Diese als Starlink bekannte Konstellation bestand ursprünglich aus fast 12.000 kostengünstigen Satelliten, die einen Terabit-Internetdienst bereitstellen. Der Start der ersten Charge dieser Satelliten ist für geplant Juni 2019 , wobei die vollständige Konstellation bis Mitte der 2020er Jahre bereitgestellt wird.

Während die nackten Knochen dieses Plans seit einiger Zeit öffentlich bekannt sind, waren Musk und das von ihm gegründete Unternehmen zur Neubelebung der Weltraumforschung etwas spärlich in den Details. Aber danke an a Simulation erstellt von Prof. Mark Handley vom University College London, könnte die Welt endlich eine Vorstellung davon bekommen, wie Starlink aussehen könnte.

Handley, Professor für vernetzte Systeme am Department of Computer Science der UCL, verwendete eine 3D-Spiele-Engine, um einen speziell angefertigten Simulator zu erstellen, um zu zeigen, wie Starlink funktionieren könnte. Er fügte auch Informationen aus der Öffentlichkeit von SpaceX hinzu FCC-Anmeldungen , zusammen mit seinem eigenen umfangreichen Wissen über die Funktionsweise von Computernetzwerken.

Die ersten beiden Starlink-Prototypsatelliten von SpaceX sind hier vor ihrem ersten Start abgebildet und zeigen einen durch und durch zweckmäßigen Bus und mehrere fortschrittliche Komponenten. Bildnachweis: SpaceX

Wie Handley kürzlich in einem Interview mit Digitale Trends :

„Ich habe schon früher Netzwerksimulatoren geschrieben, aber normalerweise schreibe ich sie nicht in einer Game-Engine. In diesem Fall war es jedoch entscheidend, die Bewegung der Konstellation visualisieren zu können, um zu verstehen, was vor sich ging. Es ist einfach viel intuitiver, was passiert, wenn Sie es sehen können. Bei der geringen Detailtiefe dieser Simulationen handelt es sich im Wesentlichen um ein 3D-Geometrieproblem, und eine Game-Engine ist eigentlich sehr gut geeignet, um solche Probleme zu untersuchen.“

In November 2016 hat SpaceX bei der FCC einen Antrag auf eine Lizenz für den Betrieb dieser Konstellation nicht-geostationärer Satelliten (NGS) gestellt. Laut ihrer Einreichung war der Plan, zunächst 4425 Satelliten auf Umlaufbahnen zwischen 1100 und 1300 km (680 und 800 Meilen) zu entsenden. SpaceX hat seit angegeben dass sie ihre ersten 1600 Satelliten in einer Höhe von 550 Kilometern (340 Meilen) stationieren werden, um das Problem des Weltraummülls nicht noch weiter zu verschlimmern.

Laut Online-Index der in den Weltraum geschossenen Objekte (OSOidx), die von der Büro der Vereinten Nationen für Weltraumangelegenheiten (UNOOSA ) befinden sich derzeit 4.857 Satelliten in der Erdumlaufbahn (Stand: 9. November 2018). Nach ihrem ursprünglichen Plan würde der Einsatz der Starlink-Konstellation diese Zahl fast verdreifachen, während der aktuelle Plan sie verdoppeln würde.

Eine SpaceX Falcon 9-Rakete startete im Februar 2018 zwei der Starlink-Testsatelliten des Unternehmens. Bildnachweis: SpaceX

Nach Musks Plan wird Starlink Nachrichten über eine Reihe von Bodenstationen senden, die Informationen über Funkwellen an die darüber liegenden Satelliten senden. Diese Satelliten würden dann die Nachrichten mit Lasern weiterleiten, die sie über dem Ziel des Empfängers erreichen, wo die Daten dann per Funk wieder an die richtige Station gesendet werden.

Angesichts der ehrgeizigen Natur und der damit verbundenen Technologie war Handley sowohl fasziniert als auch verwirrt darüber, wie ein solches Satellitennetzwerk funktionieren würde. Er fragte sich zum Beispiel, ob es möglich sei, Tausende von LEO-Satelliten zu einer Konfiguration zu verbinden, die es dem Internetverkehr ermöglicht, die direktesten Wege zu nehmen. Außerdem müssten die Satelliten so angeordnet werden, dass die Kollisionsgefahr minimiert wird.

Hadley war auch neugierig auf die Kapazität des Netzwerks, insbesondere auf den Vergleich zu konventionellerer Hochgeschwindigkeits-Internettechnologie, die auf Glasfaser basiert. Theoretisch wird Starlink Nachrichten doppelt so schnell wie Glasfasern senden können, da die Signalgeschwindigkeiten bei der Übertragung durch Glas langsamer sind als durch den Weltraum.

Eine Reihe von Unternehmen setzt Satelliten ein, um weltraumgestützte Internetdienste zu schaffen. Bildnachweis: AMNH.

Laut Hadleys Simulationen gibt es nur eine Möglichkeit, so viele Satelliten so anzuordnen, dass sowohl Kollisionen minimiert als auch Daten maximiert werden, daher ist er zuversichtlich, dass seine Simulation mit den Plänen von SpaceX übereinstimmt. Trotzdem hat er auch angegeben dass es eine Reihe von Herausforderungen geben würde:

„Ja, ich denke, das Konzept ist insgesamt machbar. Es ist jedoch schwierig, und SpaceX verschiebt die Grenzen der Technologie in mehreren Bereichen gleichzeitig. Ihre Verwendung von Phased-Array-Wireless-Verbindungen zur Lenkung schmaler Strahlen zu und von den Satelliten wird die Grenzen des bisher Erreichten verschieben. Dies ist meist eine bekannte Technologie, aber es wird eine Herausforderung sein, es in dem Maße zu tun, in dem sie es tun. Die Verwendung von Freiraum-Laserverbindungen zwischen Satelliten ist eine relativ unbekannte Technologie. [Die Europäische Weltraumorganisation] hat zuvor gezeigt, dass es möglich ist, aber SpaceX muss mehr Ziele gleichzeitig verfolgen und höhere Datenraten erzielen. Ich bin zuversichtlich, dass es machbar ist, aber es kann einige Zeit dauern, bis es wirklich richtig ist.“

Hadley ist kaum der Einzige, der erkennt, was für eine Herausforderung der Aufbau und die Aufrechterhaltung einer Konstellation wie Starlink sein wird. Zunächst einmal werden die Kosten für den Start eines einzelnen Satelliten in der Größenordnung von mehreren zehn Millionen Dollar liegen, und auch die Wartungskosten pro Satellit werden wahrscheinlich enorm sein. Jeder Starlink-Satellit wird wahrscheinlich nur wenige Jahre im Orbit halten, daher muss SpaceX regelmäßig neue Satelliten starten.

Hugh Lewis ist Professor an der University of Southampton und Vertreter der britischen Weltraumbehörde Inter-Agency Space Debris Coordination Committee . Wie er kürzlich in einem Interview mit Neuer Wissenschaftler , 'Um nur 4425 zu halten, werden Sie diese Zahl alle fünf Jahre auf den Markt bringen.'

Künstlerische Darstellung von Weltraummüll im Low Earth Orbit (LEO). Bildnachweis: ESA

Die Existenz dieser Konstellation wird jedoch auch eine globale Abdeckung bedeuten, wobei der Zugang von abgelegenen Dörfern, Schiffen auf See und anderen Orten möglich ist, an denen es keine traditionelle Infrastruktur gibt. Die Simulation zeigt auch, dass es in Breiten zwischen 47° und 52° Nord und Süd mehr Satelliten und eine bessere Abdeckung geben wird, was mit den Standorten einiger der größten Handelszentren der Welt übereinstimmt.

Und SpaceX ist nicht allein, wenn es um die Entwicklung des weltraumbasierten Internets geht. Auch die Telekommunikations- und Raumfahrtgiganten Samsung und Boeing schicken Internetsatelliten in den Orbit, während Google und Facebook ihre eigenen Pläne für weltraumgestütztes Internet verfolgen. Das kanadische Telekommunikationsunternehmen Telesat entwickelt auch eine globale Konstellation von Internetsatelliten, bekannt als Telesat LEO .

Diese und weitere Diensteanbieter werden versuchen, die wachsende Nachfrage nach Highspeed-Internetzugängen zu decken, die sich bis 2020 voraussichtlich verdoppeln wird. Im selben Jahr wird die Zahl der an IP-Netzwerke angeschlossenen Geräte voraussichtlich die Zahl der Weltbevölkerung um ein übersteigen Faktor von etwa 3 zu 1 – das sind über 20 Milliarden Geräte!

Obwohl es ein großes Unterfangen ist, diesen Bedarf zu decken, war Musk nie dafür bekannt, eine Herausforderung zu scheuen. Am Ende ist Starlink wie jedes andere Unternehmen, das Musk unternommen hat, wie die Entwicklung kommerziell rentabler Elektroautos, wiederverwendbarer Raketen und Raumschiffe, die Passagiere zum Mars befördern können. Wer weiß? Vielleicht ist Starlink eine zusätzliche Einnahmequelle, die zur Finanzierung des Baus von . beitragen könnte Mars-Basis Alpha !

Und sehen Sie sich unbedingt Hadleys Simulation an:

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