Uitgelegd: ruimte-internet begrijpen

SpaceX schoot vorige week 60 satellieten in een baan om de aarde en zal dat blijven doen totdat het een 12.000 man sterke constellatie heeft. Over twee jaar hoopt het overal ter wereld non-stop, goedkoop internet te kunnen leveren.

SpaceX Falcon 9-raket met 60 minisatellieten gelanceerd op 11 november (AP Foto)

DeSpaceX, 's werelds toonaangevende particuliere onderneming op het gebied van ruimtetechnologie, heeft vorige week een straal van 60 satellieten in een baan om de aarde geschoten, de eerste operationele batch van wat bedoeld is om uiteindelijk te evolueren naar een constellatie van bijna 12.000 satellieten die gericht zijn op het leveren van goedkope en betrouwbare ruimte- gebaseerde internetdiensten ter wereld. Het Starlink-netwerk, zoals het project wordt genoemd, is een van de vele lopende inspanningen om datasignalen vanuit de ruimte te gaan uitzenden, en ook de meest ambitieuze.

De eerste batch Starlink-satellieten - ook nummer 60 en qua configuratie vergelijkbaar met de satellieten die op 11 november zijn gelanceerd - ging op 24 mei de lucht in, maar ze zullen geen deel uitmaken van het netwerk. SpaceX kondigde de satelliet-internetconstellatie in januari 2015 aan en lanceerde in februari 2018 twee testsatellieten. Na de lancering van vorige week heeft het bedrijf nu 122 satellieten in een baan om de aarde ingezet.

In oktober leek SpaceX klaar om zijn ambitie op te schalen en vertelde de International Telecommunication Union (ITU) in deponeringen via de Federal Communications Commission (FCC) van de Verenigde Staten dat het van plan is om nog eens 30.000 Starlink-satellieten in Low Earth Orbit (LEO) in te zetten in de komende jaar.

De ITU is het gespecialiseerde agentschap van de Verenigde Naties voor informatie- en communicatietechnologieën, met een lidmaatschap van 193 lidstaten, zo'n 900 bedrijven, universiteiten en internationale en regionale organisaties. De FCC is de wettelijke communicatieregulator van de VS.

dj khaled aantekeningen

Waarom is het nodig om satellieten te lanceren om internetdiensten te kunnen leveren?

Dit is voornamelijk bedoeld om ervoor te zorgen dat betrouwbare en ononderbroken internetdiensten - die nu deel uitmaken van de basisinfrastructuur van de mensheid en een belangrijk middel om een ​​breed scala aan openbare diensten aan de volkeren van de wereld te leveren - universeel beschikbaar zijn in elk deel van de wereld.

Momenteel hebben ongeveer 4 miljard mensen, meer dan de helft van de wereldbevolking, geen toegang tot betrouwbare internetnetwerken. En dat komt omdat de traditionele manieren om internet te leveren - glasvezelkabels of draadloze netwerken - het niet overal op aarde kunnen brengen. In veel afgelegen gebieden, of plaatsen met moeilijk terrein, is het niet haalbaar of haalbaar om kabels of mobiele torens op te zetten.

Signalen van satellieten in de ruimte kunnen dit obstakel gemakkelijk overwinnen.

Hoe oud is dit idee van ruimte-internet?

In de ruimte gebaseerde internetsystemen zijn in feite al enkele jaren in gebruik, maar slechts voor een klein aantal gebruikers. Bovendien gebruiken de meeste bestaande systemen satellieten in een geostationaire baan. Deze baan bevindt zich op een hoogte van 35.786 km boven het aardoppervlak, direct boven de evenaar. Satellieten in deze baan bewegen zich met snelheden van ongeveer 11.000 km per uur en voltooien één omwenteling van de aarde in dezelfde tijd dat de aarde eenmaal om haar as draait. Voor de waarnemer op de grond lijkt een satelliet in een geostationaire baan daarom stationair.

Dus hoe zal het plaatsen van satellieten in lagere banen helpen?

Een groot voordeel van het uitstralen van signalen vanuit een geostationaire baan is dat de satelliet een zeer groot deel van de aarde kan bestrijken. Signalen van één satelliet kunnen ongeveer een derde van de planeet bestrijken - en drie tot vier satellieten zouden genoeg zijn om de hele aarde te bestrijken. Omdat ze stationair lijken te zijn, is het ook gemakkelijker om ernaar te linken.

Maar satellieten in een geostationaire baan hebben ook een groot nadeel. Bij internet draait alles om het verzenden van gegevens in (bijna) realtime. Er is echter een vertraging - latentie genaamd - tussen een gebruiker die gegevens zoekt en de server die die gegevens verzendt. En omdat gegevensoverdrachten niet sneller kunnen gaan dan de lichtsnelheid (in werkelijkheid vinden ze plaats met aanzienlijk lagere snelheden), hoe groter de afstand die moet worden afgelegd, hoe groter de vertraging of latentie.

In ruimtegebaseerde netwerken gaan gegevensverzoeken van de gebruiker naar de satelliet en worden vervolgens doorgestuurd naar datacenters op de grond. De resultaten maken dan dezelfde reis in omgekeerde richting. Een transmissie als deze van een satelliet in een geostationaire baan heeft een latentie van ongeveer 600 milliseconden. Een satelliet in de lagere baan, 200-2.000 km van het aardoppervlak, kan de vertraging terugbrengen tot 20-30 milliseconden, ongeveer de tijd die terrestrische systemen nodig hebben om gegevens over te dragen.

De LEO strekt zich uit tot 2.000 km boven het aardoppervlak. De Starlink-satellieten - de 12.000 waarvoor SpaceX toestemming heeft, evenals de andere 30.000 die het wil lanceren - zullen worden ingezet in de hoogteband van 350 km tot 1.200 km.

Maar lagere banen hebben hun eigen probleem.

Door hun geringere hoogte bestrijken hun signalen een relatief klein gebied. Als gevolg hiervan zijn er veel meer satellieten nodig om signalen naar elk deel van de planeet te bereiken.

Bovendien reizen satellieten in deze banen met meer dan het dubbele van de snelheid van satellieten in een geostationaire baan - ongeveer 27.000 km per uur - om de effecten van de zwaartekracht te compenseren. Meestal gaan ze om de paar uur rond de aarde. Om te compenseren dat ze vanaf een terrestrische locatie langer dan een paar minuten niet kunnen worden gezien, zijn er veel meer satellieten nodig in de netwerken, zodat er geen onderbrekingen zijn in de overdracht van gegevens. Dat is de reden waarom het Starlink-netwerk het heeft over 42.000 satellieten.

Wanneer zal Starlink zijn internetdienst via de ruimte kunnen aanbieden?

Starlink wil in 2020 van start gaan met de dienst in het noorden van de Verenigde Staten en Canada en tegen 2021 uitbreiden naar de hele wereld. Het huidige plan is om satellieten in te zetten in twee constellaties van ongeveer 4.400 en 7.500. Lanceringen - 60 satellieten tegelijk - zullen nu met regelmatige tussenpozen plaatsvinden. SpaceX zegt dat het op kleine schaal diensten kan starten zodra 400 satellieten zich bij het netwerk aansluiten.

Ook verschillende andere particuliere bedrijven hebben plannen voor op de ruimte gebaseerde internetdiensten. Deze omvatten Amazon, OneWeb en O3B (blijkbaar genoemd naar de 'Andere drie miljard'), elk met grote constellaties van satellieten in lagere en middelste banen om de aarde - maar deze projecten zijn erg klein in vergelijking met Starlink.

Zodra ze operationeel zijn, wordt verwacht dat in de ruimte gebaseerde internetnetwerken het aanzien van internet zullen veranderen. Diensten zoals autonoom rijden zullen naar verwachting een revolutie teweegbrengen en het Internet of Things (IoT) kan worden geïntegreerd in vrijwel elk huishouden, zowel in de stad als op het platteland.

Is er een keerzijde aan deze projectie?

Er zijn drie problemen geconstateerd: meer ruimtepuin, een groter risico op botsingen en de bezorgdheid van astronomen dat deze constellaties van internetsatellieten in de ruimte het moeilijk zullen maken om andere ruimtevoorwerpen te observeren en hun signalen te detecteren.

Om de zaken in perspectief te plaatsen, zijn er momenteel minder dan 2.000 operationele satellieten en zijn er sinds het begin van het ruimtetijdperk in 1957 minder dan 9.000 satellieten in de ruimte gelanceerd. De meeste operationele satellieten bevinden zich in de lagere banen. Op 2 september van dit jaar moest de European Space Agency (ESA) voor het eerst een botsingsvermijdingsmanoeuvre uitvoeren om een ​​van zijn live satellieten te beschermen tegen een botsing met een megaconstellatie.

Astronomen en wetenschappers hebben ook geklaagd over toegenomen lichtvervuiling, een verwijzing naar licht dat wordt gereflecteerd door de door de mens gemaakte satellieten die kunnen interfereren met - en worden aangezien voor - licht afkomstig van andere hemellichamen.

Lees ook | Uitgelegd: eens 'koning' van Karachi, wil hij nu asiel in India. Wie is Altaf Hussein?

Deel Het Met Je Vrienden: