بحث

مشروع ستارلينك: كيف ستعمل شبكة سبيس إكس الفضائية؟

على مر السنين ، تحدث إيلون موسكخططهم لتوفير الوصول إلى الإنترنت عريض النطاق إلى العالم ، باستخدام كوكبة (أو كوكبة) من الأقمار الصناعية. كان من المقرر أصلاً تجميع كوكبة Starlink من 12000 قمر صناعي منخفض التكلفة توفر اتصال إنترنت تيرابايت. سيتم إطلاق الدفعة الأولى من هذه الأقمار الصناعية في يونيو 2019 ، وسيتم نشر شبكة كاملة في منتصف عام 2020. على الرغم من أن الخطوط العريضة للخطة كانت معروفة لفترة طويلة ، إلا أن Musk والشركة التي أسسها لتنشيط الحياة في استكشاف الفضاء ، لم يكن في عجلة من أمرنا لتبادل التفاصيل. قام مارك هادلي ، الأستاذ في جامعة كوليدج بلندن ، بإنشاء نموذج سيُظهر للعالم كيف سيبدو ستارلينك في النهاية.

هادلي ، أستاذ نظم الشبكات من القسمعلوم الكمبيوتر ، وتستخدم محرك لعبة ثلاثية الأبعاد لإنشاء نموذج Starlink. قام أيضًا بتضمين معلومات من التطبيقات العامة لـ FCC الخاصة بـ SpaceX ، كما اعتمد أيضًا على معرفته بكيفية عمل شبكات الكمبيوتر.

كما أوضح هادلي في مقابلة أجريت معه مؤخراً في Digital Trends:

"لقد كتبت بالفعل نماذج الشبكة من قبل ، لكنني عادةًأنا لا أكتبها على محرك اللعبة. لكن في هذه الحالة ، تعد القدرة على تصور حركة الكوكبة مهمة لفهم ما يحدث. كل شيء أكثر وضوحًا عند رؤيته. مع انخفاض مستوى تفاصيل هذه المحاكاة ، فإن المشكلة تمثل أساسًا في مشكلة الهندسة ثلاثية الأبعاد ، ومحرك اللعبة مناسب تمامًا لدراسة مثل هذه المشكلات. "

في نوفمبر 2016 ، قدم SpaceX طلبًا إلى FCC لـالحصول على ترخيص لإدارة كوكبة من الأقمار الصناعية غير المستقرة بالنسبة إلى الأرض (NGS). وفقًا للتطبيق ، كانت الخطة تتمثل في وضع 4،425 قمرا صناعيا في مدارات من 1100 إلى 1300 كيلومتر (680 و 800 ميل). منذ ذلك الحين ، لاحظت SpaceX أنها ستنشر أول 1600 ساتل على ارتفاع 550 كم لتجنب مشاكل تراكم الحطام الفضائي.

وفقا لفهرس الإنترنت من الكائنات التي أطلقت فييشتمل الفضاء الخارجي (OSOidx) ، الذي يديره مكتب الأمم المتحدة لشؤون الفضاء الخارجي ، على 4857 قمرا صناعيا تدور حول الأرض. وفقًا لخطة SpaceX الأصلية ، فإن عمليات نشر Starlink ستضاعف هذا الرقم ثلاثة أضعاف تقريبًا ، في حين أن الخطة الحالية يجب أن تضاعفها.

وفقًا لخطة القناع ، سترسل ستارلينكالرسائل من خلال سلسلة من المحطات الأرضية التي تنقل المعلومات عبر موجات الراديو إلى الأقمار الصناعية فوقها. ستقوم هذه الأقمار الصناعية بعد ذلك بإرسال الرسائل باستخدام أشعة الليزر ، والتي سيتم إرسالها إلى الموقع أعلى نقطة الاستقبال ، ثم يتم إرسال البيانات إلى المحطة المطلوبة باستخدام موجات الراديو.

بالنظر إلى الطبيعة الطموحة للمشروع ولهالتكنولوجيا ، كان هادلي مفتونًا وحيرًا حول كيفية عمل هذه الشبكة الساتلية. على سبيل المثال ، تساءل عما إذا كان يمكن توصيل الآلاف من الأقمار الصناعية في مدار أرضي منخفض بنظام يسمح لحركة المرور على الإنترنت باختيار أكثر المسارات المباشرة. بالإضافة إلى ذلك ، ينبغي تنظيم الأقمار الصناعية بطريقة تقلل من احتمال الاصطدام.

هادلي مهتمة أيضا في الإنتاجيةقدرة الشبكة ، على وجه الخصوص ، كيف يمكن مقارنتها بتكنولوجيا الألياف عالية السرعة التقليدية. من الناحية النظرية ، سيتيح لك Starlink إرسال رسائل مرتين بأسرع من الألياف الضوئية ، لأن سرعة الإشارة عند المرور عبر الزجاج أقل مرتين من خلال الفضاء.

وفقا لنماذج هادلي ، هناك طريقة واحدة فقطقم بتنظيم هذه المجموعة من الأقمار الصناعية لتقليل التصادم إلى الحد الأقصى وزيادة نقل البيانات ، لذلك فهو واثق من أن طرازه متوافق مع طراز SpaceX المخطط له. ومع ذلك ، يشير أيضًا إلى أنه سيكون هناك عدد من المشكلات:

"بشكل عام ، أعتقد أن المفهوم قابل للتحقيق بالكامل. لكن معقدة ، و SpaceX تقع في وقت واحد على وشك التقنيات الممكنة على عدة جبهات في نفس الوقت. يجب أن يكون استخدامهم للاتصالات اللاسلكية المصفوفة على مراحل للتحكم في الحزم الضيقة بلا عيوب ، إلى الحد الممكن. هذه التكنولوجيا معروفة جيدًا ، لكن تطبيقها في ظروفها سيكون صعبًا للغاية. يعد استخدام توصيلات الليزر في المساحة الخالية بين الأقمار الصناعية تقنية غير معروفة نسبيًا. سبق أن أظهرت وكالة الفضاء الأوروبية إمكانية ذلك ، لكن سيتعين على SpaceX تتبع أهداف متعددة في وقت واحد وتحقيق معدلات نقل أعلى للبيانات. أنا متأكد من أنه يمكن القيام بذلك ، لكن الأمر قد يستغرق بعض الوقت لتصحيح الأخطاء. "

لا يحاول هادلي وحده إدراك حجم الخلقوخدمات كوكبة مثل Starlink. كحد أدنى ، ستكلف تكلفة إطلاق قمر واحد عشرات الملايين من الدولارات ، وستكون تكلفة الصيانة ضخمة لكل قمر صناعي واحد. من المحتمل وجود كل قمر صناعي من Starlink لعدة سنوات في المدار ، لذلك سيتعين على SpaceX إطلاق أقمار صناعية جديدة بانتظام.

قال هيو لويس ، أستاذ بجامعة ساوثامبتون ، مؤخرًا إنه "حتى خدمة 4،425 قمراً صناعياً ، سيتعين عليك إطلاق ما يصل إلى خمس أقمار صناعية كل خمس سنوات".

لكن وجود كوكبة كهذه هو أيضًايعني تغطية عالمية. سيكون الوصول ممكنًا من القرى النائية والسفن والأماكن الأخرى التي لا توجد فيها بنية تحتية تقليدية. تظهر المحاكاة أيضًا أنه سيكون هناك المزيد من الأقمار الصناعية وتغطية أفضل عند خطوط العرض بين 47 درجة و 52 درجة شمالًا وجنوبًا ، حيث توجد بعض أكبر مراكز التسوق في العالم بمصادفة غريبة.

ليس فقط سوف SpaceX تطوير الفضاءالانترنت. كما تقوم شركات الاتصالات السلكية واللاسلكية والفضاء ، مثل Samsung و Boeing ، بإرسال أقمار صناعية إلى المدار ، بينما يتابع Google و Facebook خططهما الخاصة لاستخدام الإنترنت الفضائي. تقوم شركة الاتصالات الكندية Telesat أيضًا بتطوير كوكبة عالمية من أقمار الإنترنت المعروفة باسم Telesat LEO.

هذه وغيرها من مقدمي الخدمات سوف تسعىتلبية النمو المتزايد في الوصول إلى الإنترنت فائق السرعة ، والذي من المتوقع أن يتضاعف بحلول عام 2020. في نفس العام ، من المتوقع أن يتجاوز عدد الأجهزة المتصلة بشبكات IP ثلاثة أضعاف عدد سكان العالم - أكثر من 20 مليار جهاز.

على الرغم من أن العالم سيوفر مساحة للإنترنتإنه أمر صعب ، المسك لم يخرج أبداً عن التحدي. في النهاية ، يشبه Starlink أي مؤسسة أخرى قامت بها Musk ، مثل تطوير سيارات كهربائية قابلة للتطبيق تجاريًا وصواريخ قابلة لإعادة الاستخدام ومركبة فضائية قادرة على نقل الركاب إلى المريخ. من يعرف ربما ستزود Starlink القناع بدفق إضافي من الدخل يساعد على تمويل بناء قاعدة المريخ.

الاتصال بهذا الإنترنت ، إن أمكن؟ قل لنا الدردشة في برقية.