چرا اسپیس ایکس پروژه استارلینک را توسعه می‌دهد؟

در بهار امسال، اسپیس‌ایکس یک راکت فالکون ۹ را به‌همراه ۶۰ ماهواره به فضا پرتاب کرد. ارسال این ماهواره‌ها، سرآغاز پروژه‌ی جاه‌طلبانه‌ی جدیدی به‌نام استارلینک بود که هدف آن، ارائه‌ی اینترنت پهن‌باند باکیفیت برای مناطق دورافتاده‌‌ی جهان و در عین حال، فراهم‌کردن اتصال کم‌تأخیر برای شهرهای به‌خوبی متصل کنونی است.

اسپیس‌ایکس قصد دارد دسترسی به اینترنت پهن‌باندش را تا حد ممکن افزایش دهد و در همین راستا ادعا می‌کند هر کس با خرید آنتن کوچک ساخته‌شده به دست این شرکت، قادر به اتصال به شبکه‌ی استارلینک خواهد بود. ۶۰ ماهواره‌ای که تقریبا ۶ ماه پیش پرتاب شدند، نخستین دسته از مجموعه‌ای بسیار عظیم محسوب می‌شوند. اسپیس‌ایکس طبق برنامه می‌خواهد ۱۲ هزار ماهواره را تا میانه‌ی دهه‌ی ۲۰۲۰ به فضا بفرستد و قصد دارد در صورت امکان تعداد نهایی آن‌ها را به ۴۲ هزار عدد برساند. این شرکت با تحقق هدف بلندپروازانه‌اش، تعداد فضاپیماهای درحال گردش به دور زمین را به‌نحو چشمگیری افزایش خواهد داد.

پیشبرد پروژه‌ی استارلینک میلیاردها دلار خرج روی دست اسپیس‌ایکس خواهد گذاشت؛ درنتیجه آن‌ها از ارسال این تعداد عظیم از ماهواره به فضا باید دلیل خوبی داشته باشند. در ادامه با کلیپ موبایل همراه باشید تا با هدف اسپیس‌ایکس از توسعه‌ی اینترنت ماهواره‌ای، نحوه‌ی کارکرد ماهواره‌های استارلینک و دیگر ابعاد و جزئیات این پروژه آشنا شوید.

چرا ماهواره؟

نخستین گروه از ماهواره‌های استارلینک که در خرداد امسال به فضا ارسال شدند

اسپیس‌ایکس در دهه‌ای که گذشت، با توسعه و تکامل راکت‌های چندبارمصرف خانواده‌ی فالکون، تحول بزرگی را در عرصه‌ی پرتاب‌های فضایی به‌وجود آورد و در چند سال آینده نیز با ساخت سامانه‌ی راکتی استارشیپ – سوپر هوی، در دسترسی به فضا به سلطه‌ای بیش‌ازپیش دست خواهد یافت. با این حال، صنعت مرسوم ماهواره‌سازی نتوانست در مسیر افزایش پیوسته‌ی ظرفیت و کاهش قیمت‌ها، هم‌پای اسپیس‌ایکس حرکت کند و به همین دلیل، این شرکت در موقعیت دشواری قرار گرفت. از یک سو، اسپیس‌ایکس در حال اشباع بازاری حداکثر چند میلیارد دلاری بود و از سوی دیگر درحال ایجاد اشتهایی سیری‌ناپذیر به پول برای ساخت راکت غول‌پیکری بود که تقریبا هیچ مشتری و استفاده‌کننده‌ای ندارد تا بعدا بدون بازگشت فوری سرمایه، صدها عدد از آن‌ها را برای استعمار مریخ به سیاره‌ی سرخ بفرستد.

اسپیس‌ایکس با ساخت ماهواره‌های خود می‌تواند جریان درآمد و محموله را برای راکت‌های اختصاصی‌اش شکل دهد

پاسخ اسپیس‌ایکس به دو مشکل اشاره‌شده، استارلینک است. اسپیس‌ایکس با ساخت ماهواره‌های خود می‌تواند بازار جدیدی را برای دسترسی به ارتباطات فضایی آزاد و بسیار توانمند ایجاد و تعریف کند و جریان درآمد و محموله را برای راکت‌های اختصاصی‌اش شکل دهد. هرچند از این اقدام اسپیس‌ایکس در علم اقتصاد با عنوان «همجنس‌خواری» یاد می‌شود، درنهایت این شرکت می‌تواند به تریلیون‌ها دلار ارزش اقتصادی دست پیدا کند. درحال حاضر، تنها چند صنعت تریلیون دلاری در دنیا وجود دارد که شامل انرژی، حمل‌ونقل سریع، ارتباطات، فناوری اطلاعات، مراقبت‌های پزشکی، کشاورزی، اسلحه‌سازی و… است. برخلاف تصورات غلط معمول، معدن‌کاوی فضایی، استخراج آب از روی ماه و انرژی خورشیدی فضایی، کسب‌وکارهای قابل اطمینانی نیستند. ایلان ماسک هم‌اکنون با تسلا در حوزه‌ی انرژی ایفاگر نقش است؛ اما تنها عرصه‌ی ارتباطات، بازاری مطمئن و عمیق را برای ماهواره‌ها و پرتاب‌های فضایی ایجاد می‌کند. مسکونی‌سازی مریخ تریلیون‌ها دلار هزینه دربرخواهد داشت؛ درنتیجه استارلینک، گزینه‌ی مطلوب اصلی ماسک برای ایجاد دریایی از پول مورد نیاز برای ساخت شهری پایدار روی سیاره‌ی سرخ به‌شمار می‌آید.

در سال ۲۰۱۵، ایلان ماسک با بیان اینکه تقاضای برآورده‌نشده‌ی بسیار بالایی برای ظرفیت‌های پهن‌باند ارزان‌قیمت در مقیاس جهانی وجود دارد، اعلام کرد که اسپیس‌ایکس کار روی یک شبکه‌ی ماهواره‌ای ارتباطی را آغاز کرده است. در همان حوالی، اسپیس‌ایکس با هدف توسعه و ساخت ماهواره‌های ارتباطی جدیدش، تأسیسات تازه‌ای را در ردموند واشنگتن بازگشایی کرد. برنامه‌ی اولیه، پرتاب دو ماهواره‌ی آزمایشی به درون مدار تا سال ۲۰۱۶ و آماده‌سازی و راه‌اندازی مجموعه‌ی اولیه از ماهواره‌ها تا سال ۲۰۲۰ بود؛ اما این شرکت در تلاش برای توسعه‌ی گیرنده‌ای که بتواند به‌آسانی و با هزینه‌ای پایین به‌دست کاربر نصب شود، با چالش مواجه شد. به‌همین دلیل، برنامه‌ی اسپیس‌ایکس به تأخیر افتاد و ماهواره‌های آزمایشی اولیه تا سال ۲۰۱۸ پرتاب نشدند.

پس از پرتاب موفقیت‌آمیز دو ماهواره‌ی آزمایشی به‌نام‌های تن‌تن A و B که به اسپیس‌ایکس امکان داد تا طراحی ماهواره‌اش را آزمایش و اصلاح کند، این شرکت در مورد گام بعدی‌اش برای پیشبرد پروژه‌ی استارلینک اطلاع‌رسانی چندانی انجام نداد. این سکوت همچنان ادامه داشت تا اینکه در نوامبر ۲۰۱۸، اسپیس‌ایکس تاییدیه‌ی استقرار ۷۵۰۰ ماهواره در مدار را از کمیسیون ارتباطات فدرال (FCC) دریافت کرد. این کمیسیون پیش‌تر با پرتاب ۴۴۰۰ ماهواره‌ی دیگر از مجموعه‌ی استارلینک موافقت کرده بود. در تاریخ ۲۴ مه ۲۰۱۹ (سوم خرداد ۹۸) نخستین گروه از ماهواره‌های ارتباطی به درون مدار پرتاب شدند و مردم سرتاسر جهان نیز به‌سرعت موفق شدند حرکت قطارمانند ماهواره‌ها را در امتداد آسمان شب رصد کنند.

Starlink / استارلینک

وظیفه‌ی ارسال بخش اعظم ماهواره‌های استارلینک بر دوش استارشیپ خواهد بود

پرتاب ۶۰تایی نخست، نشانه‌ای از مجموعه‌ی بزرگ‌تری بود که در آینده از راه خواهد رسید. اسپیس‌ایکس می‌خواهد تا انتهای سال ۲۰۲۷ استقرار تمام ۱۲ هزار ماهواره‌ی استارلینک را به پایان برساند؛ بدین معنا که به‌طور متوسط هر ماه باید نزدیک به ۱۲۰ ماهواره را به فضا بفرستد. همچنین هر ماهواره به‌نحوی طراحی شده است که چرخه‌ی عمر تقریبا ۵ ساله‌ای داشته باشد؛ درنتیجه ارسال ماهواره‌ها همچنان تداوم خواهد داشت و اسپیس‌ایکس باید متعهد شود که هر ۵ سال یک‌بار ۱۲ هزار ماهواره را در مدار مستقر می‌کند. واضح است که راکت‌های فالکون برای ارسال منظم این تعداد از ماهواره‌های استارلینک کافی نخواهند بود؛ از این‌رو، اهمیت و پیوند استارشیپ با استارلینک بار دیگر در اینجا برجسته می‌شود. سامانه‌ی پرتاب نسل بعدی اسپیس‌ایکس در آینده علاوه بر سفر به اجرام فضایی، وظیفه استقرار ماهواره‌های استارلینک را نیز برعهده خواهد داشت. استارشیپ نه‌تنها می‌تواند در هر پرتاب تا صدها ماهواره را به فضا برساند، بلکه در مقایسه با فالکون ۹ این کار را با هزینه‌ای بسیار کمتر انجام می‌دهد.

نخستین گروه از ماهواره‌های استارلینک هنوز به‌طور کامل فعال نیستند. این ماهواره‌ها برای آزمایش مواردی نظیر سامانه‌های ارتباطاتی زمین و پیشرانه‌های کریپتونی به‌کار خواهند رفت. این پیشرانه‌ها برای اجتناب خودکار ماهواره از برخورد با زباله‌های فضایی و خروج فضاپیما از مدار در پایان چرخه‌ی عمرش مورد استفاده قرار خواهند گرفت. در ادامه با نحوه‌ی کارکرد ماهواره‌های استارلینک آشنا خواهیم شد.

نحوه کارکرد استارلینک

پیشرانه‌های یونی ماهواره‌های استارلینک در اصل از پتانسیل الکتریکی استفاده می‌کنند تا یون‌ها را برای ایجاد پیشرانش به بیرون از فضاپیما پرتاب کنند. در این موتورها ترجیحا زنون به‌کار می‌رود؛ زیرا این عنصر جرم اتمی بالایی دارد و از همین‌رو بی‌اثر و دارای چگالی بالا است و می‌تواند برای ذخیره‌سازی در حجم گسترده در فضاپیما مناسب باشد.

با این حال، اسپیس‌ایکس به استفاده از کریپتون روی آورده است؛ زیرا کمیابی زنون آن را به سوخت بسیار گران‌قیمت‌تری تبدیل می‌کند. این پیشرانه‌ی یونی درابتدا برای بالابردن ماهواره‌های استارلینک از مدارهای اولیه در ارتفاع ۴۴۰ کیلومتر به مدارهای نهایی در ارتفاع ۵۵۰ کیلومتری مورد استفاده قرار خواهند گرفت. آن‌ها همچنین هم‌زمان با ابزاری به‌نام ژیروسکوپ کنترل گشتاور (CMG) در درون فضاپیما و سامانه‌ی پیش‌بینی برخورد زباله‌های فضایی دولت ایالات متحده به‌کار گرفته خواهند شد تا به ماهواره‌ها امکان دهند، به‌منظور اجتناب از برخورد با بقایای سرگردان در فضا، مدارهای‌شان را تنظیم کنند.

سامانه اجتناب از برخورد (راست)؛ پیشرانه یونی ماهواره‌های استارلینک (چپ)

هنگامی که عمر خدمات‌دهی ماهواره‌ها به پایان برسد، می‌توان با استفاده از همان پیشرانه‌ها و کنترلگرهای ارتفاع، آن‌ها را از مدارهای‌شان خارج کرد. اسپیس‌ایکس تمام سخت‌افزارهای لازم برای به‌حداقل‌رساندن خطر تولید بقایای مداری را در ماهواره‌های استارلینک گنجانده است. این شرکت در درخواست خود از کمیسیون ارتباطات فدرال برای دریافت تاییدیه، ادعا کرد که ۹۵ درصد از ماهواره‌ها هنگام ورود مجددشان به جو خواهند سوخت و تنها احتمال دارد که ساختار داخلی پیشرانه‌ی یونی و اجزای ساخته‌شده از کاربید سیلیسیوم دوام بیاورند. این قطعات کاربید سیلیسیومی احتمالا دچار سوختگی نخواهند شد؛ زیرا آن‌ها مواد ضروری برای کارکرد لیزرها به‌شمار می‌آیند و از این‌رو نقطه‌ی ذوب بسیار بالای ۲۷۵۰ درجه‌ی سانتی‌گراد را دارند. لیزرها کارکرد اصلی ماهواره‌ها یعنی توانایی برقراری ارتباط را امکان‌پذیر می‌کنند.

اسپیس‌ایکس از ارائه‌ی بسیاری از جزئیات ماهواره‌های استارلینک خودداری کرده است؛ اما به لطف اسناد FCC ما می‌دانیم که ماهواره‌ها حاوی ۵ قطعه‌ی ۱/۵ کیلوگرمی کاربید سیلیسیومی هستند که نشان می‌دهد هر ماهواره دربردارنده‌ی ۵ لیزر مجزا خواهد بود. این لیزرها همانند کابل‌های فیبر نوری مستقر روی زمین از پالس‌های کوتاه بهره می‌گیرند تا اطلاعات را بین ماهواره‌ها مخابره کنند. با این حال، انتقال داده‌ها به‌کمک نور در فضا در مقایسه با انجام همین کار روی زمین دارای مزیتی بسیار بزرگ است. سرعت نور در هر ماده ثابت نیست؛ درواقع نور هنگام حرکت در شیشه در مقایسه با خلاء ۴۷ درصد آهسته‌تر حرکت می‌کند. این ویژگی به ماهواره‌های استارلینک مزیتی درخورتوجه می‌بخشد و احتمال اقبال به آن‌ها را به‌شدت افزایش می‌دهد. قابلیت مورد بحث ظرفیت تأخیر کمتر را در انتقال داده‌ها در مسافت طولانی فراهم می‌کند.

Starlink / استارلینک

مزیت اصلی شبکه‌ی استارلینک، تأخیر کمتر در انتقال داده‌ها است

کاهش تأخیر در انتقال داده‌ها شاید چندان برای کاربران خانگی به چشم نیاید؛ اما شرکت‌های مالی و اشخاص فعال در بازارهای بورس برای دریافت قدری سریع‌تر اطلاعات حیاتی از هر گوشه‌ی جهان، مایل به پرداخت مبالغ بالا هستند. به‌عنوان مثال، کاربری در لندن خواهان قیمت اصلاح‌شده‌ی سهامی در بازار بورس نزدک در نیویورک است. اگر این اطلاعات از مسیری معمول به‌عنوان مثال کابل ارتباطی زیردیایی AC-2 بین ایالات متحده و بریتانیا استفاده کند، برای برقراری ارتباط باید مسافتی به طول تقریبا ۱۲٬۸۰۰ کیلومتر را از درون کابل فیبر نوری شیشه‌ای طی کند. نور در خلاء با سرعت نزدیک به ۳۰۰ میلیون متر بر ثانیه حرکت می‌کند؛ درحالی که سرعت حرکت آن درون شیشه به ضریب شکست بستگی دارد. مقدار ضریب شکست نیز به طول موج وابسته است؛ اما ما این کاهش سرعت را ۱/۴۷ برابر سرعت نور در خلاء یعنی ۲۰۳٬۹۴۰٬۴۴۸ متر بر ثانیه درنظر می‌گیریم؛ بدین معنی که سفر رفت و برگشت بسته‌ی شبکه ۰/۰۶۳ ثانیه طول می‌کشد و از این‌رو تأخیر آن ۰/۰۶۳ ثانیه یا ۶۲/۷ میلی‌ثانیه است. با احتساب مراحل اضافی که میزان تأخیر را افزایش می‌دهند، نظیر تبدیل سیگنال‌های نوری به سیگنال‌های الکتریکی در هر دو طرف کابل نوری، صف‌های ترافیک و انتقال به رایانه‌ی نهایی، مجموع زمان تأخیر به تقریبا ۷۶ میلی‌ثانیه می‌رسد.

محاسبه‌ی میزان تأخیر ماهواره‌های استارلینک قدری پیچیده‌تر است؛ زیرا امکان سنجش آن هنوز امکان‌پذیر نیست؛ اما می‌توان مقدار مورد بحث را به‌طور تقریبی حدس زد. نخستین منبع تأخیر برای استارلینک، درخلال فرایند فراسو و فروسو خواهد بود؛ یعنی زمانی‌که باید داده‌های‌مان را از ایستگاه زمینی به ماهواره و بالعکس مخابره کنیم. ما می‌دانیم که این عمل با نوعی آنتن رادیویی به‌نام آنتن آرایه‌ی فازی انجام خواهد شد که می‌تواند بدون قطعات متحرک، مسیر حرکت داده‌ها را کنترل کند؛ درعوض آن‌ها برای کنترل جهت موج رادیویی از تداخل سازنده و مخرب استفاده می‌کنند. هر ماهواره مجهز به پرتویی مخروطی با ۸۱ درجه دامنه‌ی دید است و می‌تواند با قرارگیری در مدار واقع در ارتفاع ۵۵۰ کیلومتری ناحیه‌ای مدور به شعاع ۵۰۰ کیلومتر را پوشش دهد. این محدوده‌ی پوشش در مدارهایی که اسپیس‌ایکس درابتدا قصد قراردادن ماهواره‌ها را در آن‌ها داشت، دایره‌ای به شعاع ۱۰۶۰ کیلومتر بود. پایین آوردن ارتفاع ماهواره، وسعت ناحیه‌ی تحت پوشش آن را کاهش می‌دهد؛ اما در عین حال موجب کاهش تأخیر می‌شود. افزایش تأخیر در ارتفاع بالا به‌ویژه برای ماهواره‌های ارتباطاتی رایجی قابل ملاحظه است که در مدار زمین‌ثابت در ارتفاع تقریبا ۳۶ هزار کیلومتری مستقر هستند.

Starlink / استارلینک

مقایسه ارتفاع مدار، شعاع پوشش و تأخیر استارلینک با دیگر ماهواره‌های ارتباطاتی

در ارتفاع ۳۶ هزار کیلومتری، تقریبا ۲۴۰ میلی‌ثانیه طول می‌کشد تا داده‌ها با سرعت نور به ماهواره برسند و از آنجا به زمین بازگردند که این مقدار، ۳۶۹ درصد آهسته‌تر از سرعت حرکت نور در کابل زیردریایی است. با این حال، ازآنجاکه استارلینک قصد دارد ماهواره‌ها را در ارتفاع بسیار پایین‌تری مستقر کند، تأخیر فراسو و فروسو از نظر تئوری می‌تواند تنها ۳/۶ میلی‌ثانیه باشد. به همین خاطر، اسپیس‌ایکس به‌منظور فراهم‌کردن پوشش جهانی به ماهواره‌های بسیار زیادی در منظومه‌اش نیاز دارد.

هر ماهواره‌ی استارلینک مجهز به چهار آنتن آرايه‌ی فازی است و پرتو جهت‌داری که آن‌ها ساطع می‌کنند، بخشی ضروری از درخواست تاییدیه‌ی FCC اسپیس‌ایکس بود؛ زیرا هزاران ماهواره‌ای که امواج رادیویی هدایت‌نشده را پخش می‌کنند، حجم درخورتوجه‌ای از تداخل را با دیگر روش‌های ارتباطی ایجاد خواهند کرد. به محض آنکه داده توسط یک ماهواره‌ی استارلینک دریافت شود، می‌توان آن را بین ماهواره‌هایی انتقال داد که از لیزر استفاده می‌کنند. هر زمان ما از یک ماهواره به ماهواره‌ای دیگر پرش می‌کنیم، تاخیری اندک درمیان خواهد بود؛ زیرا نور لیزر به سیگنال الکتریکی و بالعکس تبدیل می‌شود؛ اما مقدار آن بسیار ناچیز است.

Starlink / استارلینک

آنتن‌های آرایه‌ی فازی چهارگانه‌ی ماهواره‌های استارلینک

با استفاده از لیزر وضعیت در پیرامون زمین پیچیده می‌شود؛ زیرا برای مخابره‌ی داده‌ی مورد نظر، ارسال آن به گیرنده‌ی ماهواره‌های همجوار باید به‌درستی انجام شود. برای درک این مسئله، نحوه‌ی کارکرد منظومه‌ی ماهواره‌ای پیشنهادی اسپیس‌ایکس را بررسی می‌کنیم. فاز نخست اسپیس‌ایکس که متشکل از ۱۵۸۴ ماهواره است، ۲۴ صفحه‌ی مداری را با ۶۶ ماهواره اشغال خواهد کرد و شیب هر صفحه ۵۳ درجه خواهد بود. نحوه‌ی حرکت ماهواره‌ها به تصویر زیر شباهت خواهد داشت.

ارتباط بین ماهواره‌های همجوار در صفحه‌ی مداری یکسان نسبتا ساده است؛ زیرا ماهواره‌ها در موقعیتی تقریبا ثابت نسبت به یکدیگر باقی خواهند ماند. با این نحوه‌ی استقرار، خط ارتباطی پایداری در امتداد یک صفحه‌ی مداری وجود خواهد داشت؛ اما در اغلب موارد یک صفحه‌ی مداری واحد، دو موقعیت را متصل نخواهد کرد؛ درنتیجه باید بتوان اطلاعات را بین صفحات مداری نیز انتقال داد. انجام این کار، نیازمند ردیابی دقیق است؛ زیرا ماهواره‌های مستقر در صفحه‌های مداری همجوار با سرعت بسیار زیادی حرکت می‌کنند؛ از این‌رو ماهواره‌ی استارلینک نیازمند آن خواهد بود که جریان را به ماهواره‌ای جدید در شبکه انتقال دهد. این کار می‌تواند زمان‌بر باشد و تا چند ده ثانیه به طول بیانجامد. بهترین رکورد انتقال جریان متعلق به سامانه ماهواره‌ای ردیابی و بازپخش داده‌های سازمان فضایی اروپا با نزدیک به یک دقیقه است. این سامانه یک منظومه‌ی ماهواره‌ای اینترنتی فعال در مدار زمین‌ثابت است که با هدف خدمت به ماهواره‌های تصویربرداری اروپایی طراحی شده است و کاربردهای حیاتی دیگری نیز نظیر کمک به نیروهای امدادی در نواحی دوردست همچون جنگل‌های درحال آتش‌سوزی دارد.

استارلینک ممکن است سریع‌تر باشد؛ اما بی‌وقفه قادر به انتقال جریان نخواهد بود و از این‌رو مجهز به ۵ سامانه‌ی ارتباطی نوری است تا در تمام اوقات ارتباطی پایدار را با ۴ ماهواره حفظ کند. اگر ما هم‌اکنون از استارلینک استفاده کنیم، برای مخابره‌ی داده از نیویورک تا لندن و بالعکس در کوتاه‌ترین مسیر ممکن و با بهره‌گیری از سرعت نور در خلاء به‌عنوان سرعت انتقال، می‌توانیم به تاخیری به اندازه‌ی ۴۳ میلی‌ثانیه دست یابیم. حتی اگر از کوتاه‌ترین مسیر ممکن با فیبر نوری استفاده کنیم – که فعلا موجود نیست – انتقال داده تقریبا ۵۵ میلی‌ثانیه طول خواهد کشید که کاهش ۲۸ درصدی سرعت به‌حساب می‌آید؛ اما همان‌طور که پیش‌تر اشاره کردیم، رفت و بازگشت داده در مسیر بین نیویورک تا لندن ۷۶ میلی‌ثانیه طول می‌کشد که ۷۷ درصد از بهترین عملکرد استارلینک آهسته‌تر است.

Starlink / استارلینک

فاز نخست استارلینک متشکل از ۱۵۸۴ ماهواره خواهد بود که در ۲۴ صفحه‌ی مداری به دور زمین خواهند چرخید

کاهش درخور توجه تأخیر برای دو بازار مالی مستقر در نیویورک و لندن که در آن‌ها میلیون‌ها دلار در کسری از ثانیه جابه‌جا می‌شود، از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. دراختیار داشتن تأخیر کمتر، مزیتی بسیار بزرگ در کسب سود از نوسانات قیمت‌ها است. درواقع، این نخستین بار نیست که یک شرکت ارتباطاتی، سرمایه‌گذاری عظیمی انجام می‌دهد تا به‌طور ویژه به گروه‌های یادشده خدمات بدهد. در حال حاضر، کابل هایبرنیا اکسپرس که یک شرکت خصوصی ارائه‌دهنده‌ی فیبر نوری است، با تنها ۵۹/۹۵ میلی‌ثانیه، کم‌ترین تأخیر را در ارتباط بین پایگاه داده‌ی NY4 در شهر سیکوکس نیوجرسی و پایگاه داده‌ی LD4 در شهر اسلاو انگلستان دارد که همچنان ۳۹/۴ درصد از بهترین زمان محاسبه‌شده با استارلینک آهسته‌تر است.

اسپیس‌ایکس سامانه استارلینک را به‌عنوان ابزاری برای اتصال تمام افراد روی زمین به اینترنت تبلیغ می‌کند

بهترین زمان پیشین متعلق به کابل AC-1 با ۶۵ میلی‌ثانیه بود. برای تحقق این ۵ ثانیه افزایش در سرعت، ۳۰۰ میلیون دلار هزینه شد تا ارتباط بین دو سوی اقیانوس اطلس با تأخیر کمتری برقرار شود. درنتیجه تصور کنید برخی صنایع حساس برای افزایش ۱۷ میلی‌ثانیه‌ای سرعت، تا چه میزان مایل به پرداخت هزینه خواهند بود. وقتی دریابید که این تفاوت زمانی با افزایش مسافت انتقال افزایش می‌یابد، بهبود سرعت برایتان اهمیت و ارزش بیشتری خواهد یافت.

فاصله‌ی بین نیویورک تا لندن نسبتا کوتاه است. اهمیت افزایش سرعت برای مسافت بین دور شهر دوردست‌تر نظیر لندن تا سنگاپور، به‌مراتب برجسته‌تر خواهد بود. با این حال، اسپیس‌ایکس تنها قصد ارائه‌ی اینترنت فوق سریع را برای برخی از مشتریان ندارد، بلکه این شرکت سامانه‌ی استارلینک را به‌عنوان ابزاری برای اتصال تمام افراد روی زمین به اینترنت تبلیغ می‌کند و از این‌رو باید پهنای باند فراوانی را برای ارائه به افراد معمولی باقی بگذارد.

چه نیازی به اینترنت ماهواره‌ای است؟

هرچند اینترنت در مقایسه با دیگر فناوری‌ها، یکی از سریع‌ترین رشدها را در تاریخ بشر داشته است، تا پایان ۲۰۱۹ بیش از نیمی از جمعیت جهان (۴ میلیارد نفر) همچنان به اینترنت دسترسی نخواهند داشت. امروزه تقریبا تمام کاربران سرتاسر دنیا، اینترنت‌شان را از انگشت‌شمار شرکت‌های انحصارگر و محدود از نظر جغرافیایی تهیه می‌کنند. به‌عنوان مثال در ایالات متحده، AT&T، تایم وارنر، کامست و معدود بازیگران کوچک‌تر، کل کشور را بین یکدیگر تقسیم کرده‌اند تا از رقابت اجتناب کنند و برای خدمات نامناسب‌شان، نرخ‌های گزاف از مشتریان بگیرند. علاوه بر طمع بیش از حد، دلیلی قانع‌کننده برای رفتار ضدرقابتی در بین ارائه‌دهندگان خدمات اینترنت وجود دارد. هزینه‌ی ساخت زیرساخت‌های اصلی اینترنت از جمله برج‌های سلولی ریزموج و فیبر نوری بسیار بالا است؛ درنتیجه سرمایه‌گذاری در این عرصه از عهده‌ی هرکس برنمی‌آید.

اکنون آنچه برای خارج‌کردن انحصار از دست شرکت‌های کنونی ارائه‌دهنده‌ی اینترنت لازم است، ارسال چند ماهواره به مدار زمین و برقراری جریانی مطمئن برای ارسال و دریافت داده است. ظاهرا ساده و بدیهی به‌نظر می‌آید؛ پس چرا قبلا هیچ‌کس آن را امتحان نکرده بود؟ منظومه‌ی ماهواره‌ای ایریدیوم که اوایل دهه‌ی ۱۹۹۰ به‌دست موتورولا ساخته و مستقر شد، نخستین شبکه‌ی جهانی ارتباطاتی مبتنی بر مدار نزدیک زمین بود. وقتی این شبکه در زمان یادشده در مدار قرار گرفت، معلوم شد که قابلیت اصلی‌اش، توانایی دریافت بسته‌های داده‌ی کوچک از ردیاب‌های شخصی است؛ زیرا گوشی‌های همراه سلولی چنان ارزان شدند که کاربرد گوشی ماهواره‌ای هیچ‌گاه فراگیر نشد. شبکه‌ی ایریدیوم ۶۶ ماهواره در ۶ صفحه‌ی مداری مجزا داشت که حداقل تعداد لازم برای برقراری پوشش کامل جهانی است. اما اگر ۶۶ ماهواره برای ایریدیوم کافی بود، چرا اسپیس‌ایکس قصد ارسال هزاران ماهواره را دارد؟ تفاوت استارلینک با شبکه‌ی ایریدیوم چیست؟

اسپیس‌ایکس درواقع از جهت دیگر و از سمت پرتاب به کسب‌وکار تولید و ساخت ماهواره وارد شده است. آن‌ها درنتیجه‌ی تلاش‌های پیشگامانه‌شان در بازیابی بوسترها، بازار پرتاب‌های فضایی ارزان و چندبارمصرف را قبضه کرده‌اند. با این حال وقتی در رقابت با دیگران نرخ را بیش از حد می‌شکنید، نمی‌توانید انتظار سود چندانی داشته باشید؛ درنتیجه تنها راه برای بهره‌برداری از ظرفیت اضافی ناوگان فالکون‌ها این است که اسپیس‌ایکس مشتری خودش بشود. ازآنجاکه اسپیس‌ایکس قادر است ماهواره‌هایش را به یک‌دهم قیمت (به ازای هر کیلوگرم) منظومه‌ی ایریدیوم به فضا بفرستد، می‌تواند بازار بسیار فراگیرتری را مدیریت کند. دراختیار داشتن بهترین ناوگان پرتابگرهای چندبارمصرف دنیا، مزیتی است که هیچ سازنده‌ی ماهواره‌ی دیگری در دنیا از آن برخوردار نیست.

Internet / اینترنت

داشتن بهترین ناوگان پرتابگرهای چندبارمصرف دنیا، مزیتی است که هیچ سازنده ماهواره دیگری در دنیا از آن برخوردار نیست

کاربران با استفاده از یک پایانه‌ی استارلینک با اندازه‌ای در حد جعبه‌ی پیتزا و قیمت حدودی ۲۰۰ دلار به این اینترنت متصل خواهند شد. هرچند اسپیس‌ایکس تلاش زیادی برای کاهش قیمت انجام داده است، اغلب شهروندان کشورهای جهان سوم با قدرت خرید محدودشان قادر به پرداخت قیمت یادشده نخواهند بود. با این حال، استارلینک هنوز در ابتدای راه قرار دارد و گیرنده‌ی آن بسیار ارزان‌تر از نمونه‌های مشابه کنونی نظیر نسخه‌ی شرکت کایمتا با قیمت ۳۰ هزار دلار است.

در نواحی دوردست و روستایی، ایستگاه‌های زمینی برای به حداکثر رساندن پهنای باند به آنتن‌های آرایه‌ی فازی نیاز نخواهند داشت؛ درنتیجه استفاده از پایانه‌های کاربری کوچک امکان‌پذیر است. موارد استفاده می‌تواند از ردیاب‌های شخصی اینترنت اشیا گرفته تا گوشی‌های ماهواره‌ای جیبی، چراغ‌های اضطراری یا تجهیزات ردیابی حیوانات متغیر باشد.

ایلان ماسک می‌گوید گیرنده‌های استارلینک به اندازه‌ی کافی مسطح خواهند بود تا روی سقف خودروها و دیگر وسایل نقلیه نظیر کشتی یا هواپیما نصب شوند. این ویژگی به استارلینک امکان می‌دهد تا با ارائه‌دهندگان سنتی اینترنت رقابت کند. برآورد می‌شود که مهاجرت ایالات متحده از اتصال نسل چهارم شبکه‌ی تلفن همراه (4G) به 5G در طول ۷ سال آتی، نزدیک به ۱۵۰ میلیارد دلار تنها در کابل‌کشی فیبر نوری هزینه خواهد داشت؛ درحالی که اسپیس‌ایکس قصد دارد کل پروژه‌ی استارلینک را با حدود تنها ۱۰ میلیارد دلار به سرانجام برساند.

اگر همه‌چیز طبق برنامه پیش برود، برآورد می‌شود سود حاصل از استارلینک به پشتوانه‌ی حق عضویت، هر ساله بین ۳۰ تا ۵۰ میلیارد دلار باشد. درآمد به‌دست‌آمده از استارلینک بدین معنی خواهد بود که اسپیس‌ایکس نسبت به ناسا منابع مالی بسیار عظیم‌تری دراختیار خواهد داشت. این سرمایه می‌تواند برای تحقیق و توسعه‌ی راکت‌ها و فناوری‌های جدید مورد نیاز برای احداث سکونتگاه‌های قمری و مریخی هزینه شود.

درنهایت، اینترنت ماهواره‌ای استارلینک، دسترسی به اینترنت با کیفیت بالا را برای هر گوشه از جهان امکان‌پذیر می‌کند. برای نخستین بار، دسترسی به اینترنت به میزان نزدیکی به کشور یا شهری مشخص یا مسیر فیبر نوری راهبردی بستگی نخواهد داشت، بلکه هر کس که آسمان را ببیند، می‌تواند به شبکه‌ی استارلینک متصل شود. به‌لطف استارلینک، کارآفرینان سرتاسر جهان باوجود انحصارگران دولتی ناکارآمد یا فاسد، دسترسی بی‌وقفه به اینترنت جهانی خواهند داشت. توانایی استارلینک در شکستن انحصار، سرعت‌بخش وقوع تغییرات مثبت و بزرگی خواهد شد.

تأثیر استارلینک

بارزترین تأثیر استارلینک، افزایش دسترسی به اینترنت است. همان‌طور که اشاره شد، امروزه حتی در برخی از مهم‌ترین شهرهای ایالات متحده به‌عنوان کشوری پیشرفته نیز گزینه‌های محدودی برای تأمین اینترنت وجود دارد. وقتی بحث دسترسی به اینترنت در کشورهای کمترتوسعه‌یافته به میان می‌آید، همان اینترنت محدود موجود معمولا با کیفیت پایین و قیمت بالا ارائه می‌شود. در حال حاضر، در سرتاسر ایالات متحده و دیگر نقاط جهان، ارائه‌دهندگان اینترنت به شرکت‌هایی رانت‌خواه تبدیل شده‌اند که مایل‌اند در فضایی آرام و غیررقابتی از خدمات اغلب بی‌کیفیت‌شان کسب درآمد کنند.

توانایی استارلینک در شکستن انحصار اینترنت، سرعت‌بخش وقوع تغییرات مثبت و بزرگی خواهد شد

اینترنت فناوری جوان و درحال ظهوری محسوب می‌شود که کیفیتش در مقایسه با دیگر صنایع نظیر آب، برق یا گاز یکنواخت نیست. ما همچنان در حال تغییر روش‌های استفاده از اینترنت هستیم و دگرگون‌کننده‌ترین کاربرد آن را هنوز ابداع نکرده‌ایم. در این میان، طرح‌های اینترنت بسته‌بندی‌شده‌ی محدود، امکان رقابت و نوآوری را از بین می‌برد. میلیاردها نفر از مردم صرفا به‌خاطر زندگی در کشورهای جهان سوم یا دوری از کابل‌های زیردریایی مهم از مزایای انقلاب دیجیتال بی‌بهره مانده‌اند. همچنین، اینترنت در بخش‌های وسیعی از جهان همچنان توسط ماهواره‌های مستقر در مدار زمین‌ثابت و با قیمت گزاف ارائه می‌شود.

استارلینک با ارائه‌ی اینترنت باکیفیت از آسمان، الگوی کنونی در دسترسی به اینترنت را به‌کلی برهم‌ خواهد زد. اسپیس‌ایکس در مسیر تبدیل‌شدن به یک شرکت ارائه‌دهنده‌ی اینترنت قرار دارد و بالقوه می‌تواند به‌عنوان شرکتی اینترنتی به رقیبی جدی برای گوگل و فیسبوک بدل شود. نباید از یاد برد که از بین تمام شرکت‌ها تنها اسپیس‌ایکس قادر به ساخت یک منظومه‌ی ماهواره‌ی عظیم است؛ زیرا تنها این شرکت بود که با تلاشی خستگی‌ناپذیر یک دهه‌ی گذشته را صرف شکستن انحصار دولت و نیروهای نظامی در پرتاب‌هایی فضایی کرد و توانست ناوگانی مطمئن و قابل اتکا از راکت‌های پرتابگر خانواده‌ی فالکون را بسازد.

Orbital Debris / بقایای مداری

تصویری هنری از بقایای مداری در مدار نزدیک زمین

دومین تأثیر استارلینک بر آسمان شب و ستاره‌شناسی خواهد بود. اسپیس‌ایکس پس از پرتاب ۶۰ ماهواره‌ی نخست در معرض سیل انتقادات از سوی جامعه‌ی بین‌المللی ستاره‌شناسان قرار گرفت. منتقدان با نگرانی استدلال می‌کردند که با افزایش تعداد ماهواره‌ها و ایجاد آلودگی نوری، امکان رصد اجرام فضایی در آسمان شب از بین خواهد رفت. همچنین، نگرانی‌های معتبر دیگری مبنی بر ورود استارلینک به باندهایی رادیویی مورد استفاده در ستاره‌شناسی رادیویی وجود دارد.

مقاله‌های مرتبط:

تأثیر بعدی استارلینک، احتمال افزایش بقایای مداری است. زمانی‌که تمام ماهواره‌های منظومه‌ی اسپیس‌ایکس به فضا پرتاب شوند، تعداد آن‌ها از مجموع تمام دیگر ماهواره‌های فعال و غیرفعال موجود در مدار بیشتر خواهد بود. این افزایش چشمگیر فضاپیماهای درحال گردش در اطراف زمین به‌معنای افزایش احتمال برخوردهای فضایی است. اسپیس‌ایکس در واکنش ادعا می‌کند که پیشرفته‌ترین سامانه‌ی موجود را برای کاهش زباله‌های فضایی دراختیار دارد. همان‌طور که اشاره شد، ماهواره‌های استارلینک به‌طور خودکار قادر به اجتناب از برخوردها هستند و پس از پایان چرخه‌ی عمر نیز از مدار خارج می‌شوند؛ با این حال، ادعای اسپیس‌ایکس هنوز در عمل ثابت نشده است. اواخر تابستان امسال، یک فضاپیمای متعلق به سازمان فضایی اروپا برای جلوگیری از برخورد با یکی از ماهواره‌های استارلینک ناگزیر به تغییر جزئی مدار خود شد. تصور کنید با افزایش چندین برابری ماهواره‌های استارلینک در سال‌های آتی، احتمال برخوردها تا چه حد افزایش خواهد یافت.

نگرانی نهایی این است که اسپیس‌ایکس احتمالا انحصار کنونی در عرصه‌ی اینترنت را با انحصاری دیگر جایگزین کند. این شرکت همین‌ حالا در بازار رقابتی پرتاب‌های فضایی یکه‌تاز است و نهادهای خصوصی و دولتی مختلف در خاک آمریکا و سرتاسر دنیا مشتری پرتابگرهای خانواده‌ی فالکون هستند. به‌طور قطع می‌توان تصور کرد که تا سال ۲۰۳۰، اسپیس‌ایکس سالانه ۶ هزار عدد از ماهواره‌های خودش را به فضا پرتاب کند و در این بین تعدادی مأموریت متفرقه نیز برای دیگر مشتریان دولتی انجام دهد. درواقع، ماهواره‌های ارزان و قابل اطمینان این شرکت می‌توانند به‌عنوان یک پلتفرم برای مشتریان شخص ثالث، فروش بالایی را تجربه کنند؛ بدین ترتیب هر شخص یا نهادی که بخواهد ابزار و وسایلش را به فضا بفرستد، دیگر ملزم به صرف هزینه‌های بالا برای ساخت یک ماهواره‌ی مستقل نخواهد بود. این دسترسی فراگیر به فضا در سال‌های آتی موجب خواهد شد که نام استارلینک همچون دیگر محصولات سلطه‌گر در بازارهای مختلف فناوری نظیر گوگل، زیراکس، کداک و IBM، با نام ماهواره مترادف شود.

جمع‌بندی

اسپیس‌ایکس، شرکت جاه‌طلبی که عرصه‌ی پرتاب‌های فضایی را متحول کرد، اکنون درحال کار روی دو پروژه‌ی بزرگ و تاثیرگذاری است که پیوند و ارتباط عمیقی با یکدیگر دارند. استارشیپ و استارلینک هردو فناوری تحول‌آفرینی محسوب می‌شوند که پیش روی چشمان ما در حال ساخت هستند. اینترنت ماهواره‌ای از مدت‌ها پیش در دسترس اشخاص خاص با کاربردهای محدود بود؛ اما ساخت نوع ارزان، فراگیر و دسترس‌پذیر آن تنها از پس اسپیس‌ایکس برمی‌آید.

استارلینک بدون استارشیپ رنگ واقعیت به خود نخواهد گرفت و ساخت استارشیپ، راکت توانمند و ارزان اسپیس‌ایکس نیز بدون استارلینک امکان‌پذیر نخواهد شد. با استارشیپ و استارلینک، اکتشافات فضایی انسانی از پایگاه‌های مداری تا شهرهای کاملا صنعتی در اعماق فضا گسترش پیدا خواهد کرد و افزایش دسترسی به اینترنت در مناطق فقیر و توسعه‌نیافته‌ی جهان نیز به افراد مختلف امکان خواهد داد تا از مزایای دنیای دیجیتال به‌نحوی مؤثر بهره‌مند شوند.

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

*

code