Оптоволокно — отличная возможность провести скоростной интернет прямо домой или в офис. Но даже в крупных городах широкополосный доступ к сети доступен не всем, поскольку отдельно стоящие дома или удаленные от центра малонаселенные районы населенных пунктов провайдеры подключают неохотно.
Что уж и говорить о небольших городах, селах и деревнях, которые расположены далеко от основных магистралей. Причем в бедных странах даже в крупных городах интернет медленный и дорогой, а села и небольшие города остаются без интернета вот уже многие годы. Для того, чтобы подключить их к глобальной сети, нужны возможности и ресурсы не отдельных провайдеров, а телекоммуникационных гигантов. Дроны на солнечных батареях с сетевым оборудованием, воздушные шары, спутники и прочие интересные возможности — все это не научная фантастика, а реальность. Но кто уже близок к успеху, а кто — еще далек от него? Давайте разберемся.
Сейчас в «гонке космического интернета» принимают участие такие компании, как SpaceX, Facebook, OneWeb, Google и даже Роскосмос (госкорпорация, правда, пока лишь рассказала о своем желании развивать проект космической связи, до дела пока не дошло).
SpaceX и Starlink
О своей идее запустить на низкую орбиту Земли несколько тысяч спутников для покрытия всей площади поверхности планеты скоростным интернетом Илон Маск более-менее подробно рассказал в 2015 году. Тогда же началась работа над этим масштабным проектом, впоследствии получившем название Starlink.
В 2016 году Space Exploration Holdings, LLC (SpaceX) подала в правительственные органы США запрос о разрешении на работу собственной сети спутниковой связи. При этом запрос включал некоторые технические детали проекта. В частности, в документе говорилось о необходимости запуска на орбиту более 4 тыс. спутников. После развертывания сети компания планирует начать предоставление услуг высоскоростного доступа в сеть в глобальном масштабе на частотах Ku (10,7−18 ГГц) и Ka (26,5−40 ГГц).
Изначально компания планировала запустить на орбиту 4425 спутников, но затем приняла решение довести их количество до 12 000. Для того, чтобы показать масштабность проекта, приведу количество спутников, присутствующих на орбите нашей планеты сейчас — их всего около 1400. За несколько лет Маск планирует увеличить их количество почти в 10 раз. Технические детали проекта доступны вот по этой ссылке.
Стоимость проекта оценивается минимум в $10 млрд. Таких денег нет ни у SpaceX, ни у Маска лично, так что придется использовать инвестиции и заемные средства. Сеть спутников планируется начать с запуска нескольких сотен систем, а затем постепенно наращивать объем «спутниковой армады». Орбит будет несколько, но все они низкие, высота от 1150 до 1325 км. Это выше, чем находится Международная космическая станция, но ниже геостационарных спутников.
Размер спутников — 4×1,8×1,2 м, вес — 386 кг. Расчетный срок службы составляет от пяти до семи лет. Одна ракета Falcon 9 может взять «на борт» до 50 спутников единоразово. Получается, что для вывода первых полутора тысяч систем понадобится запустить Falcon 9 32 раза. Кстати, наличие собственных ракет-носителей, причем недорогих — великолепное преимущество SpaceX, ни у одной другой компании, которая собирается заняться тем же, нет такой возможности.
Насколько можно судить, штат в проект Starlink уже набран, так что можно ожидать начала работы проекта в полную силу уже в скором времени. Пока что на орбите находятся два тестовых спутника — Tintin-A и Tintin-B, их запустили в феврале текущего года.
Несколько дней назад появилась информация о том, что со Starlink начали сотрудничать военные США, а это многое значит для будущего и настоящего проекта. В любом случае, разрешение от регулятора компания уже получила.
Компания Facebook объявила о намерении начать работу по подключению удаленных регионов к глобальной сети тогда же, когда это сделала SpaceX — в 2015 году. Правда, изначальный план был в использовании целой армии беспилотных летательных аппаратов, которые работают на электричестве, генерируемом фотоэлементами. Беспилотники даже получили собственное название Aquila. По мнению разработчиков, дроны могут находится в воздухе длительное время.
И это при том, что вес такого устройства составляет около полутонны. Габариты беспилотников серьезные — это достаточно крупные летательные аппараты, для запуска которых нужны специальные установки. Летать устройства должны были на высоте выше 20 км, чтобы не оказывать влияния на текущее расположение рейсов авиакомпаний.
Дроны у Facebook сделать получилось — их фотографии, где летательные аппараты находятся в воздухе, омываемые солнечными лучами, часто публиковались в сети. Правда, беспилотник Facebook попал в аварийную ситуацию и был сильно поврежден уже во время первого полета. Повреждение не позволило продолжить испытания, а желания создавать второй, насколько можно судить, у Facebook не было.
В этом году, в июне, социальная сеть официально отказалась от продолжения проекта. Скорее всего, повлияла не только авария, но и потенциальные технические сложности реализации такого масштабного проекта. Ведь дроны, которые летают в атмосфере, требуют постоянного наблюдения и технической поддержки. Плюс ко всему, регулятор в США потребовал, чтобы дрон социальной сети был безопасен для всего — животных, птиц и даже археологических объектов.
Сейчас Facebook решила заняться собственными интернет-спутниками, посчитав, что такой проект будет более эффективным и менее проблемным, чем атмосферные дроны. Уже разработан спутник специальной конструкции, который получил название Athena. Его конструкция позволяет «предоставлять доступ к скоростной сети представителям удаленных труднодоступных регионов всего мира».
Подробности проекта пока не разглашаются, но надо думать, что у SpaceX появился серьезный конкурент.
Корпорация Google вот уже несколько лет занимается собственным проектом, основа которого — стратосферные аэростаты, несущие полезную нагрузку в виде сетевого оборудования и элементов питания. До недавних пор Project Loon являлся просто опытным проектом, возможность коммерциализации которого находилась под большим вопросом.
Но в июне этого года стало известно, что проект получил первого коммерческого партнера — речь идет о компании Telkom Kenia. В скором времени разворачивать сетевую инфраструктуру в этой стране будут при помощи воздушных шаров.
Все началось гораздо раньше, чем у Facebook или SpaceX. Google начал работать над этим проектом в 2011 году, то есть около семи лет. Согласно идее, аэростаты должны находиться на высоте около 20 км, откуда они раздают интернет. Один аэростат способен покрывать связью территорию в 5 тыс. км2.
Google не испугала сложность проекта — ведь даже одним шаром очень сложно управлять или хотя бы понимать, куда он в данный момент направляется. Что уж тут и говорить о нескольких десятках или сотнях шаров. Но для того, чтобы научиться предсказывать перемещения «шариков», корпорация несколько лет изучала динамику атмосферных потоков в различных регионах, где планировалось начать реализацию проекта в первую очередь. Использовались и компьютерные модели, в которых цифровые шары налетали многие сотни миллионов (да, это не опечатка) километров.
Испытания шаров проводились в Новой Зеландии, Бразилии, Центральной Калифорнии. Кроме того, Project Loon работал в тестовом режиме в Перу, а также в Пуэрто-Рико, после того, как интернет-инфраструктура в регионах была повреждена наводнениями и ураганами. Что касается Кении, то в этой стране шары будут снабжать широкополосным интернетом места, где нет даже сотовой связи.
OneWeb
Эту компанию можно считать конкурентом как SpaceX, так и Facebook в рамках создания спутниковых интернет-сетей. OneWeb смогла получить разрешение регуляторов на проведение испытаний, и уже в следующем году она собирается развернуть на орбите около 900 аппаратов.
Поскольку собственных ракет-носителей у OneWeb нет, то запуски будут осуществляться при помощи таких ракет, как «Союз», LauncherOne (Virgin Orbit), New Glenn (Blue Origin).
Запуск спутников будет реализовываться в три этапа. Первый — появление первых спутников на низкой орбите, эти системы предоставят доступ к сети на скорости до 500 Мбит/с (для отдельного пользователя). Второй этап — расширение группировки спутников, скорость увеличится до 2,5 Гбит/с. И третий этап — запуск оставшихся спутников с поддержанием скорости сети до 2,5 Гбит/с.
Стоимость проекта даже выше, чем у SpaceX — цифра называется просто огромная — $30 млрд. Завершить построение спутниковой инфраструктуры сети OneWeb планирует к 2027 году. Общая пропускная способность сети к тому времени составит около 1000 терабит. К слову, 17 запусков будет произведено при помощи российских «Союзов» с российских же космодромов.
В конце 2018 года компания планирует запустить свой первый спутник с космодрома Куру Гвианского космического центра.
Роскосмос
Представители Роскосмоса явно мыслят масштабно, а потому, кроме создания орбитальных лунных станций, планируют и создание общемировой спутниковой интернет-сети. Ведомство представило свой проект еще в мае, заявив, что он будет конкурировать с системами компаний OneWeb и Starlink. Эта программа предусматривает развертывание к 2025 году группировки из 288 спутников с орбитой в 870 км, требует инвестиций в размере 300 миллиардов рублей.
В июле уже президент России Владимир Путин одобрил выделение проекта по созданию глобальной системы спутникового интернета в отдельную целевую программу. Причем называться она теперь будет не «Эфир», а «Сфера».
«Сегодня у России десятки гражданских спутников и десятки спутников оборонного значения, а нам нужно 640 спутников, которые создадут оптимальную группировку для дистанционного зондирования земли, обеспечения прекрасной дистанционной связью территории всей нашей страны. По сути дела, это пересмотр подходов к формированию нашей орбитальной группировки. Страна наша — самая большая по территории, есть труднодоступные места — физически не напасешься оптоволокна и линий электропередач. Космос в России позволит связать страну», — пояснил Путин.
Рогозон же сказал, что для реализации проекта «надо строить новые фабрики, надо создать производство элементной базы космического назначения с типономиналом 22 нанометра — чтобы это были небольшие аппараты, а не такие лопухи, как были раньше. Мы посчитали, что мы можем это сделать». Для запуска такого числа спутников понадобится не менее 25 ракет «Ангара», тот же Рогозин считает, что это «позволит решить финансовые проблемы, связанные с Центром Хруничева».
Так когда ожидать «интернета для всех»?
Скорее всего, начало будет положено году в 2019-2020, не раньше. Для запуска большого числа спутников и развертывания рабочей инфраструктуры, которую можно использовать не только в качестве опытной, потребуется время и ресурсы.
Насколько можно понять, превалировать будет все же идея космического интернета. Вполне может быть, что Google добьется коммерциализации своей технологии, но это будет не глобальный, а региональный проект. Например, его можно будет использовать для подключения к сети пострадавших от каких-либо катаклизмов регионов. О развертывании сети аэростатов в масштабах всей планеты говорить не приходится — уж слишком сложно это реализовать. Сложно и дорого.
Кроме названных выше организаций есть и другие, но их проекты пока что не продвинулись дальше громких заявлений (как у Роскосмоса, кстати). Поэтому если глобальный интернет и появится, то его запустит в работу одна из упомянутых компаний.
