الأبراج الضخمة للأقمار الصناعية: فرص كبيرة وقلق كبير
– أخبار 6 يونيو 2019 –
في الأشهر الأخيرة ، وضع صاروخ Soyuz و Falcon 9 في مداره أول قمر صناعي لكوكبين كبيرين ، OneWeb و Starlink الذين يتنافسون لإنشاء خدمات الإنترنت عبر الأقمار الصناعية. سيتم انضمامهم قريبًا بواسطة أمازون وربما شركات أخرى. معًا ، يمكن أن تجمع هذه الأبراج ما يصل إلى 18000 قمر صناعي. هذا هو أكثر من عشرة أضعاف عدد الأقمار الصناعية العاملة حاليًا ومضاعفة عدد الأقمار الصناعية التي تم إطلاقها منذ سبوتنيك.
الاستثمارات ضخمة ، ودوران المحتملة أيضا
هذا الطموح يتطلب جهدا كبيرا. يقدر SpaceX أن إعداد خدمتهم سيكلفهم 10 مليارات دولار. جمعت OneWeb بالفعل 3 مليارات دولار من شركات الاتصالات الكبرى. هذه الاستثمارات الضخمة لها ما يبررها من الأرباح التي تأمل هذه الشركات في جنيها.
من خلال إنشاء إنترنت عالمي حقيقي ، تأمل هذه الشركات في الوصول إلى أكثر من 3 مليارات شخص لم يتمكنوا من الوصول إلى الإنترنت حتى الآن. حتى لو كانوا يتقاضون سوى بضعة يورو في الشهر ، فإن هذا سيولد إيرادات لا تصدق. يريد SpaceX استخدام هذا الدوران لجعل استعمار كوكب المريخ ملموسًا. المعركة التكنولوجية والتجارية التي بدأت للتو يمكن أن يكون لها تداعيات أبعد من الكوكب الأزرق.
ستجلب الأبراج الضخمة للأقمار الصناعية الإنترنت في كل مكان على الأرض
تم إنشاء الإنترنت عبر الأقمار الصناعية منذ وقت طويل. إذا كان لديك هوائي متصل بالأقمار الصناعية وحزمة مناسبة ، فستعطيك قمر صناعي في مدار ثابت بالنسبة إلى الأرض قدرًا كبيرًا من النطاق الترددي. غالبًا ما يتم تغطية هذه الحزم وينظر إليها كملجأ أخير. إذا لم تتوفر الألياف أو ADSL في منطقتك ، يمكنك تجربة هذه الطريقة. في فرنسا ، من المحتمل أن يتم خدمتك بواسطة قمر صناعي من كوكبة Eutelsat أو ASTRA ، مهما كان المشغل لديك. ومع ذلك ، الاستعداد للفواتير الكبيرة ، الكمون العالي وليس دائما خدمة مستقرة للغاية. الأقمار الصناعية التي تغذي هذه العروض لديها خدمات أخرى لتقديمها. إنهم يحتفظون بمعظم النطاق الترددي الخاص بهم على القنوات التلفزيونية الفضائية والعديد من الخدمات الأخرى.
تم تصميم مجموعات الأبراج SpaceX و OneWeb باستخدام الإنترنت كإستخدام أساسي ، والذي يتضمن سواتل ومدارات ووسائل اتصال مختلفة تمامًا. لا يتم وضع هذه الأقمار الصناعية في مدار ثابت بالنسبة للأرض وتتخلى عن فكرة وجود قمر صناعي واحد يتألف من عدة أطنان تغذي قارة بأكملها. تُختار مجموعات الأبراج الساتلية الجديدة هذه عددًا كبيرًا جدًا من الأقمار الصناعية الصغيرة الموجودة في مدار منخفض.
يجب أن يتيح عددها توفير الإنترنت لجمهور كبير بسرعة عالية وفي أي وقت. وهي مصممة للعمل على ارتفاع يتراوح بين 500 و 1500 كيلومتر ، والذي يقسم وقت الوصول إلى 70 مقارنةً بقمر صناعي في مدار ثابت بالنسبة إلى الأرض. هذا لا يمكن أن تتنافس مع الألياف من حيث الكمون ، لكنها لا تزال تحسنا هائلا.
مع 12000 قمر صناعي ، ستصبح Starlink أكبر كوكبة عملاقة للأقمار الصناعية
يذهب SpaceX إلى أبعد من أي من منافسيه من خلال طلب ترخيص إطلاق لـ 12000 قمر صناعي لإطلاق كوكبة Starlink. SpaceX أيضا يجعل معظم الإطلاقات. وضع صاروخ واحد من طراز فالكون 9 في مداره 60 قمرا صناعيا في 24 مايو 2019. وبهذا المعدل ، يمكن البدء في تسويق الخدمة بعد ست طلقات أخرى.
على الرغم من صغر حجمها ، فإن الأقمار الصناعية التي تتخيلها ستارلينك هي جواهر تقنية. يبلغ وزنها 227 كجم ، وهي مسطحة ولوحة شمسية واحدة. على الجانب الآخر توجد هوائيات الاتصالات الأربعة الخاصة بهم. تستخدم الأقمار الصناعية الأولى فقط نطاق Ku ، وهو الترددات التي تستخدم عادة للتلفزيون الساتلي. في المستقبل ، سوف تمر الكوكبة أيضًا عبر شريط Ka الذي يتمتع بميزة إمكانية استقباله بهوائيات صغيرة للغاية يبلغ قطرها 20 سم. يجب أن تمر الاتصالات عبر بروتوكول أبسط من IPv6 وسيتم تشفيرها على طول الخط.
لن توفر الأبراج الضخمة للأقمار الصناعية سرعة إنترنت عالية … قبل وصول أشعة الليزر
أخيرًا ، يجب أن تكون هذه الأقمار الصناعية قادرة على التواصل مع بعضها البعض لنقل إشارة من أحد أطراف الكوكب إلى الطرف الآخر. لذلك يجب عليهم استخدام المحطات الأرضية لاستقبال إشارة ، للانتقال عبر قنوات الإنترنت التقليدية إلى محطة أخرى قريبة من المستخدم النهائي. ستقوم الإشارة بعد ذلك برحلة ذهاب وإياب جديدة عبر الفضاء قبل الوصول إلى الهوائي المستهدف. يجب أن تكون البنية التحتية والكمون ضخمة.
في المدى الطويل ، يجب أن تتم الاتصالات بين الأقمار الصناعية بالليزر. ستتواصل الأقمار الصناعية بشكل مباشر في نطاق ترددي عالٍ للغاية دون المرور على الأرض ، مما سيؤدي إلى تحسين مشكلات الكمون إلى حد كبير ، لكنها ستحتاج إلى محطات أرضية لإقامة رابط مع الإنترنت التقليدي.
يستخدم دفع الأقمار الصناعية في كوكبة ستارلينك محركات تأثير الكريبتون هول ، وهو بديل أرخص للزينون. يقول SpaceX أن هذه الأقمار الصناعية سيكون لديها نظام تلقائي لتجنب الحطام الفضائي.
الحطام الفضائي ، مراقبة السماء … تثير الأبراج الضخمة للأقمار الصناعية مخاوف كثيرة
الآن وقد أطلقت Starlink و OneWeb أقمارها الصناعية الأولى ، نحتاج إلى دراسة عواقب هذه المشاريع. قد يؤدي وضع 18000 قمر صناعي في المدار إلى تنبيه من يهتمون بالفعل بتلوث الفضاء. من الواضح أننا نفكر أولاً في خطر الاصطدام ومتلازمة كيسلر المحتملة. التأثير الأول يكفي لتدمير قمر صناعي وإنشاء عدد كبير من الحطام الفضائي ، والذي يصبح بعد ذلك خطرا على الأقمار الصناعية المتبقية. رد فعل سلسلة ثم من المرجح أن تحدث. لقد رأينا بالفعل بعض الحوادث مع الأقمار الصناعية الموجودة حاليا في المدار. مضاعفة أو مضاعفة عددهم يزيد من خطر الاصطدام.
لمعالجة هذه المشكلة ، تم وضع المعايير الدولية. يجب على الأقمار الصناعية في نهاية حياتها أن تهدأ في أقل من 25 عامًا. بالنظر إلى عددهم ، من الأهمية بمكان أن يحترم كل من Starlink و OneWeb هذه الإرشادات. لحسن الحظ ، أصدرت الشركتان مثل هذه الإعلانات. يجب أن تستخدم الأقمار الصناعية التي تصل إلى نهاية حياتها كل ما تبقى من الوقود الدافع لخفض مدارها وحرقها في الغلاف الجوي. من الناحية المثالية ، سيتم تدميرها بعد أقل من عام من انتهاء مهمتهم.
لا يزال بإمكاننا تخيل العديد من السيناريوهات التي يمكن أن تعقد الأمور. ماذا سيحدث إذا ، على سبيل المثال ، تم انهيار دفع المركبة الفضائية؟ على 18000 الأقمار الصناعية قد يحدث هذا أكثر من مرة.
مشكلة أخرى لم تكن بالضرورة متوقعة من قبل هذه الشركات ، وهي التلوث الضوئي. أول 60 قمرا صناعيا من Starlink مرئية جدا في السماء. أعرب الاتحاد الفلكي الدولي عن قلقه بشأن تأثير هذه الأبراج الضخمة للأقمار الصناعية على الرصدات الفلكية التي يتم إجراؤها من الأرض. تخيل عشرات الآلاف من النقاط المضيئة الصغيرة تتحرك في السماء. نعلم أيضًا أن بعض الطيور المهاجرة أو الضفادع أو حتى الأختام تستخدم النجوم لتوجيه نفسها.
التلوث اللاسلكي هو مجال آخر يثير قلق الفلكيين. سيتم تداول الآلاف من الأقمار الصناعية مع ملايين أو مليارات من هوائيات الأرض بشكل مستمر. التلسكوبات الراديوية لديها بالفعل صعوبات في تجاهل جميع الاتصالات البشرية ، وكيفية مواصلة دراسة الظواهر الكونية في منتصف كل هذا الضجيج؟ يبدو أن Starlink مستعد لاتخاذ الخطوات اللازمة لحل المشكلة. أعلن “إيلون موسك” على “تويتر” أن فرقه ستحاول تقليل البياض الخاص بالأقمار الصناعية للكوكبة ، لكنه ليس متأكدًا من أنها كافية.
الصورة بواسطة Thales Alenia Space
مصادر
