Starlink sateliti: Kako obezbediti internet celoj planeti a sačuvati noćno nebo

Cilj je da se brz internet dovede do svake tačke na planeti, bilo da je ona na kopnu, pustinji, moru ili Severnom polu. Stoga se ispostavilo se da je rešenje samo u – brojnosti. Veliki broj satelita bi preuzimao signale sa Zemlje, komunicirajući međusobno i emitujući signale nazad na Zemlju.

Tragovi zvezda i Starlink satelita na noćnom nebu. Autor: Mike Lewinski, Flickr

Poslednjih nekoliko meseci, čini se da su svi bili zaokupljeni isključivo vestima o koronavirusu. Ipak, malobrojni zaljubljenici u astronautiku, u koje spada i autor ovih redova, ispratili su neka aktuelna dešavanja koja su možda ljubiteljima svemirskih i high-tech vesti promakla u moru naslova o pandemiji.

Među najaktuelnije spadaju najave lansiranja novih Starlink satelita, kao i već dugo očekivana Demo-2 misija, tokom koje će dva američka astronauta uzjahati Zmaja (svemirski brod Dragon 2[i], prim. aut.), i krenuti put Međunarodne svemirske stanice u prvom privatnom svemirskom brodu u istoriji. No, o tome detaljnije neki drugi put.

Dok se svet borio sa pandemijom, 22. aprila 2020, sa čuvene šatl/Apollo lansirne rampe 39A[ii] putem nebesa zagrmela je 70 metara visoka Falkon 9 (Falcon 9) raketa, noseći novu plejadu od 60 Starlink satelita. To je bilo šesto lansiranje Starlink satelita i 84. let Falkon 9 rakete.

U večernjim satima, grozd satelita je mogao lako da se vidi iz svih krajeva planete. Krstareći nemo nebom u pravilnoj linijskoj formaciji, delovao je pomalo zastrašujuće i preteće ljudima koji nisu znali o čemu je reč.

No, ima li zaista razloga za brigu?

Marco Verch, Flickr

Kako je sve počelo?

Teško je započeti priču o Starlink satelitima, a ne pomenuti Ilona Maska (Elon Musk) i Spejseks (Space X[iii]). Ukoliko niste živeli u nekoj pećini ili na pustom ostrvu poslednjih desetak godina, sigurno ste čuli za vizionara, preduzetnika, vlasnika i osnivača nekoliko najvećih high tech firmi na svetu, poput PayPal, Boring Company, Neuralink, Tesla Motors.

Spejseks je jedna od njegovih prvih i najbrže rastućih kompanija, koja je uspela da za jedan kratak period nivo ponovno-korišćenih (reusable) raketa dovede na jedan sasvim novi nivo. Naime, do skoro je bilo nezamislivo da se prvi stepen rakete koristi više puta, a tek o vraćanju istog tog stepena na kopno ili platformu na vodi nije bilo ni govora.

Kada kažemo do skoro, mislimo isključivo na period do decembra 2015. godine, kada je prvi stepen Falkon 9 rakete po prvi put uspešno sleteo na betonsku platformu Kejp Kanaverela (Cape Canaveral) na Floridi.

Nakon toga, aprila 2016. je usledilo i prvo uspešno sletanje na platformu dron-broda (sa čuvenim natpisom Off Course I Still Love You[iv]). Isti taj prvi stepen, takozvani buster, poleteo je ponovo u martu 2017, noseći neke nove korisne terete u orbitu.

Zašto je reusable tehnologija toliko važna? Ako napravimo analogiju sa avio prevozom, to bi izgledalo ovako: posle vožnje avionom iz Beograda za London, vi lepo uzmete svoj prtljag, izađete iz aviona, a avion, ni manje ni više, bacite.

Pre Spejseksa, višemilionski prvi stepeni rakete su sagorevali u gornjim slojevima atmosfere, padali u more, ili mnogo ređe na kopno, ili ostajali dugo u orbiti kao neka vrsta svemirskog đubreta.

Bez bacanja raketa, Spejseks je obezbedio sebi primat u lansiranju korisnog tereta u orbitu. I to je učinio po cenama koje su daleko konkurentnije od ostalih igrača na tržištu, jer čim raketa može da se koristi više puta, troškovi se svode na gorivo i održavanje, što u nekom vremenskom intervalu može itekako da dovede do profita.

Šta su Starlink sateliti?

Ideja o satelitskom internetu nije nova. Još devedesetih godina prošlog veka bilo je provajdera (čak i u našoj zemlji) koji su nudili visok protok – doduše, po cenama koje su mogle da obezbede samo skupštine stanara ili neke privatne firme.

Treba istaći i to da je satelitski internet tog vremena bio koncipiran na tehnologiji geostacionarnih satelita. To je vrsta satelita koji leti u orbiti sinronizovano sa rotacijom Zemlje, tako da se nalazi uvek iznad iste tačke na planeti. Obično su to orbite od oko 35000 km, što je gotovo deseti deo rastojanja do Meseca.

Prednosti ovog sistema su što faktički sa tri takva sateilita u različitim pozicijama možete obuhvatiti celu površinu planete, ali mane su što signal mora da putuje do satelita i nazad i po 70000 km.

Za brzinu signala ovo nije naročit izazov (putuje svetlosnom brzinom), ali pri tom rastojanju može da dođe do drugih problema, poput gubitka jačine i prenosa signala, interferencije sa ostalim signalima, a da ne govorimo o tome da procesna moć samog satelita mora da bude velika (u proseku za jedan dan u svetu preko interneta razmeni ogroman broj informacija; npr. 2019. je ta cifra bila oko 150000 PB[v]).

Fotografija sa Blanco telescopa (4 metra) sa Cerro Tololo Inter-American Observatory (CTIO). Ekspozicija od 333 sekunde. Na fotografiji se vidi bar 19 tragova Starlink satelita, lansiranih novembra 2019. Autor: NSF’s National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory/CTIO/AURA/DELVE

Ideja je tada ubrzo napuštena zbog brzog razvitka i pojeftinjenja IT uređaja (modemi, ruteri itd.) koji su mogli da preko već postojeće infrastrukture dovedu takođe brz internet u domove ljudi (kablovi kroz koje prolazi telefonski ili satelitski signal, optika itd.).

Sistem satelita u niskoj orbiti bi rešio gore navedene probleme. Ali, tu se javljaju novi tehnološki izazovi. Ukoliko se satelit nalazi bliže Zemlji, treba da ima veću orbitalnu brzinu kako bi održao postojeću visinu; samim tim priča o satelitu iznad jedne određene tačke na planeti otpada. Zbog velike brzine takvi sateliti bi veoma brzo zašli iza horizonta.

Cilj je da se brz internet dovede do bukvalno svake tačke na planeti, bilo da je ona na kopnu, pustinji, moru ili Severnom polu. Stoga se ispostavilo se da je rešenje samo u – brojnosti. Veliki broj satelita bi preuzimao signale sa Zemlje, komunicirajući međusobno i emitujući signale nazad na Zemlju.  

Tu dolazimo do Starlink koncepta. Roj satelita, minimum 12000[vi] njih, bi okružio Zemlju, i pokrio internetom i najskrivenije kutke sveta. Deluje jednostavno, ali kao i svaki projekat civilizacijskih razmera, i ovaj zapravo ima puno problema.

Tehnološki izazovi

Od kada su prvi eksperimentalni Starlink sateliti poleteli, prošlo je nešto više od dve godine[vii]. Trenutno se u niskoj Zemljinoj orbiti nalazi oko 420, a do kraja godine ta brojka bi trebalo da dostigne red veličine 1000+, kada će i krenuti prva beta faza testiranja u Americi i Kanadi.

Sateliti se nalaze na bezbednoj orbiti od 550 km ispod orbita većine komercijalnih i vojnih satelita (koja je iznad 1000km). Svaki satelit je težine 260 kg, sa kompaktnim dizajnom, kako bi mogao lako da se upakuje u tovarni prostor Falkon 9 rakete.

Opremljeni su sa 4 moćne fazne antene, što znači da mogu da obezbeđuju radio signal bez usmeravanja antena ili eventualnog rotiranja celog satelita. Napajanje obezbeđuje jedan standardni niz solarnih panela.

Ono što je veoma važno pomenuti je to da je svaki satelit opremljen i malim raketnim motorom baziranim na jonskoj propulziji[viii]. Zanimljivo je da se za propulziju u Starlink satelitima prvi put koriste joni plemenitog gasa Kriptona.

Takva vrsta motora ima malu snagu, ali ima sposobnost da može dugo da radi u vakuumu, čime može da obezbedi finu kontrolu orbite, kao i eventualno manevrisanje u orbiti, doduše – u nekim dužim vremenskim periodima.

Na taj način se, ukoliko dođe do nekog kvara ili potrebe za zamenom, sateliti mogu i namenski usmeriti ka atmosferi gde će brzo sagoreti. Sateliti će međusobno komunicirati laserima, što znači u praksi najveći mogući protok signala ravan optičkom protoku.

Signali bi trebalo da se usmeravaju direktno i bez prekida ka baznoj stanici na Zemlji (terminalu), brzinama i do 600 Mbps. To znači da će mnoge ruralne sredine i mesta u kojima je bilo teško obezbediti infrastrukturu brzog interneta moći da uživaju u blagodetima istog.

Nije sve tako crno, nešto i sija

Problemi mogu nastati kada se broj satelita poveća. Jasno je da svi ti sateliti moraju biti navođeni i kontrolisani, tako da je svaki satelit opremljen zvezdanim navigacionim sistemom koji u svakom trenutku meri udaljenost od Zemlje i od drugih Starlink satelita.

Deluje da su inženjeri Spejseksa mislili na sve. Osim možda na jednu bitnu stvar – a to je svetlosno zagađenje.

Uslovno rečeno, svetlosno zagađenje je termin koji opisuje situaciju kada u većim naseljima ili gradovima od velike količine noćnog osvetljenja zvezdano nebo postane faktički nevidljivo.

Astronomi i zaljubljenici u čisto zvezdano nebo će znati o čemu pričamo. Verujemo da retko ko može da ostane ravnodušan kada na planini ili na livadi daleko od gradskih svetala uperi pogled u čisto zvezdano nebo, i kada mu iznad glave zasija Mlečni put.  

Mike Lewinski, Flickr
Trag Starlink satelita na nebu

Ipak, ovog puta svetlosno zagađenje ne dolazi sa Zemlje, već odozgo. Snimci klastera Starlink satelita kako proleću nebom se mogu videti širom interneta, i deluju da će ugroziti ovaj prizor ma gde da se nalazite – jer, naravno, brz internet nam treba svuda, tako da ni jedan komad neba iznad planete neće ostati pošteđen svetlosnog zagađenja sa satelita.

Internetom su počele da kruže zloslutne video simulacije koje pokazuju kako će izgledati nebo kada svi Starlink sateliti budu lansirani. Na njima, celo noćno nebo izgleda kao jedna pokretna mreža svetlećih tačkica.  

Ipak, koliko god da ovi podaci zvuče kao najveći strah svakog zaljubljenika u noćno nebo –  DON’T PANIC[ix]!

Ilon Mask i njegova ekipa nas uveravaju da sateliti još nisu dostigli svoju radnu orbitu, solarni paneli nisu još kalibrisani na određenom broju satelita (istina, mogu da stvore nešto veću refleksiju), kao i to da će svi budući sateliti biti ofarbani specijalnom farbom koja će manje odbijati sunčevu svetlost ka Zemlji.

Zaista se iskreno nadamo da će tako i biti, jer verujemo u progres tehnologije, ali ne po cenu čistog zvezdanog neba.

U međuvremenu - čekamo

Kao što je već rečeno, ambiciozni plan Spejseksa je da se u narednih nekoliko godina dostigne kritčan broj satelita, kako bi brz internet mogao da se obezbedi celom svetu. Jasno je da će ovakav grandiozni projekat koštati mnogo na kraju. Trenutne procene govore o tome da će Starlink internet koštati u proseku 80$ mesečno.

Takođe, postoje i brojne informacije koje govore o tome da će se sateliti iznajmljivati kako u civilne, tako i u vojne svrhe, što mnogim teoretičarima zavere može samo da potpiri maštu. U svakom slučaju, rano je za spekulacije.

Jedno je sigurno: nisu tehnologija i nauka zle, zli su ljudi koji je upotrebe u loše svrhe. Artur Klark[x] je jednom rekao: “Nijedna dovoljno razvijena tehnologija se ne razlikuje od prirode”. Nadamo se stoga da ni Starlink sateliti neće narušiti lepotu zvezdanog neba, već se u njega neprimetno uklopiti.

  • (i) O svemirskom brodu "Dragon" detaljnije ovde.
  • (ii) Lansirna rampa John F. Kennedy svemirskog centra na Floridi koju NASA trenutno iznajmljuje Space X-u; sa iste rampe je poletao Saturn V noseći astronaute prilikom Apollo misija na Mesec, kao i mnogobrojne Space Shuttle misije.
  • (iii) Kompanija koju je osnovao Elon Mask 6. maja 2002.godine u cilju da unapredi svemirsku tehnologiju
  • (iv) Natpis je uzet iz SF serijala "The Culture" Iana M. Baksa
  • (v) PB ili "petabajt" je količina podataka od 1000 TB ili 1 000 000 GB
  • (vi) U nekim izvorima se spominje brojka i preko 30 000!
  • (vii) 22. februara 2018. je bilo prvo lansiranje
  • (viii) Jonski motor - raketni motor koji potisak obezbeđuje ubrzavanjem jona u električnom polju, prednost je mala potrošnja i dugotrajno vreme rada.
  • (ix) "Ne paniči!" - poznata fraza iz čuvenog SF romana "Autostoperski vodič kroz Galaksiju" Daglasa Adamsa
  • Britanski pisac kultnih dela naučne fantastike poput "Odiseje u Svemiru" i "Rama"; začetnik koncepta geostacionarnih satelita, u njegovu čast geostacinarna orbita nosi naziv "Klarkova orbita"


Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *