شرکت اسپیس‌ایکس (SpaceX) به‌تازگی ۶۰ ماهواره از مجموعه ماهواره‌های پروژه استارلینک (Starlink) خود را به فضا فرستاد. یکی از اهداف این پروژه تامین اینترنت در تمام سطح جهان است.

ما در این مقاله به جزئیات این پروژه، مشکلات و مسیر آینده آن می‌پردازیم.

دنیای نابرابر

یکی می‌گفت «دنیایی که در آن هم بحران گرسنگی وجود دارد و هم بحران چاقی، به‌وضوح در مسیر درستی قرار ندارد». البته پر بیراه هم نمی‌گفت. باید نظام توزیع ثروت و غذا طوری تغییر کند که بعضی‌ها کمتر بخورند تا بعضی دیگر غذایی برای خوردن داشته باشند.

این نابرابری شدید در حوزه‌های دیگر هم قابل‌مشاهده است. درحالی‌که ما از زندگی سالم در عصر دیجیتال، مضرات شبکه‌های اجتماعی، هزینه‌های استفاده از شبکه‌های اجتماعی، بی‌طرفی اینترنت، نسل پنجم شبکه‌های تلفن همراه، تحریم هواوی که باعث گرانی تلفن‌ها هوشمند می‌شوند، ارزهای دیجیتال و بازار معاملاتی ارز دیجیتال و کلی چیز دیجیتال دیگر حرف می‌زنیم، جاهایی روی کره زمین وجود دارد که یا دسترسی به اینترنت ندارند یا کلا نمی‌دانند اینترنت چیست.

تا حدی همین توزیع غذا و اینترنت هم از الگوی مشابهی پیروی می‌کنند. هرجایی که غذا فراوان است، اینترنت عالی هم وجود دارد. جایی که غذا نیست، اینترنت هم نیست.

چنین الگویی خیلی هم نامعقول هم به نظر نمی‌آید؛ زیرا شکم‌گرسنه اینترنت می‌خواهد چه‌کار؟

یا لااقل در اولین چیزی که به‌واسطه خطای اطلاعات دم‌دستی به ذهن می‌رسد همین است که شکمی که گرسنه باشد، خیلی نمی‌تواند به فکر اینترنت بیافتند.

اما با توجه به نقش فناوری در کاهش فقر، این حرف واقعا درست نیست؛ زیرا اینترنت می‌تواند سرمایه اولیه لازم برای فرار از تله فقر را راحت‌تر تامین کند.

بیل گیتس: شکم‌گرسنه اینترنت می‌خواهد چه‌کار؟

استدلال مذکور مخالفانی مهمی مثل بیل گیتس هم دارد. بیل گیتس معتقد است برای آدمی که غذا برای خوردن ندارد و هرلحظه ممکن است به علت بیماری بدی بمیرد، اینترنت نمی‌تواند خیلی مفید باشد.

به همین دلیل شما اول باید غذا، سلامتی، امنیت و آموزش را تامین کنید و بعد سراغ تهیه اینترنت رایگان بروید.

اما این حرف‌ها بعد از آغاز پروژه اینترنت رایگان توسط گوگل با نام پروژه لوون (Project Loon) و اینترنت رایگان فیس‌بوک با استفاده از پهپادهای خورشیدی بود، مطرح‌شده بودند. خیلی هم گوش کسی به آن‌ بدهکار نبود.

این دو شرکت که به دنبال ارائه اینترنت رایگان به‌خصوص برای مناطق دور از دسترس بودند، به این فکر می‌کردند که با ارائه اینترنت به چنین مناطقی تعداد کاربرانشان افزایش خواهد یافت و با این افزایش کاربر، درآمد آن‌ها نیز زیاد می‌شود و در طولانی‌مدت هزینه‌های توسعه و نگهداری چنین پروژه‌هایی را فراهم می‌کند.

گوگل می‌خواست با استفاده بالون‌هایی در ارتفاع بالا در استراتوسفر که می‌توانستند تغییر ارتفاع دهند و با استفاده از جریان‌های هوایی خود را به مناطق مورد میاز برسانند، برای همه مناطق جهان اینترنت رایگان فراهم کنند.

فیس‌بوک هم می‌خواست با استفاده از پهپاد‌هایی خورشیدی به همین طریق و البته با پرواز‌ها با ارتفاع کمتر همین اینترنت را تامین کند.

در هر دوی این روش‌ها برای اینکه بتوانند به افراد روی زمین اینترنت عرضه کنند، باید یک وسیله کوچک را سقف خانه‌ای نصب می‌شد. این آنتن هم‌زمان مجهز به وای‌فای بود و با همین طریق می‌توانست به کسانی که روی زمین بودند، اینترنت بدهد.

اینترنت خود همین بالون‌ها و پهپادها هم از طریق ماهواره فراهم می‌شد.

ماهواره‌های مخابراتی اینترنتی

ماهواره‌های مخابراتی که در مدار زمین برای تامین ارتباطات، اینترنت و شبکه‌های تلویزیونی و رادیویی قرار دارند، همه ماهواره‌هایی در مدار ژئواستیشنری (Geostationary orbit) هستند. آن‌ها در ارتفاع ۳۵۷۸۶ کیلومتری از سطح زمین روی مدار استوا قرار دادند.

جهت گردش این ماهواره‌ها به دور زمین هم‌جهت با گردش خود زمین است. سرعت زاویه‌ای گردش ماهواره‌های ژئواستیشنری به دور زمین نیز برابر با سرعت زاویه‌ای خود زمین است.

به همین دلیل آن‌ها همراه با زمین می‌چرخند. در نتیجه گیرنده یا ناظری که از زمین می‌خواهد به این ماهواره‌ها سیگنال بفرستد و یا سیگنال آن‌ها را دریافت کند، آن‌ها را همواره در یک نقطه ثابت از آسمان می‌بیند.

به همین دلیل آنتن‌ها و دیش‌های گیرنده سیگنال این ماهواره‌ها روی زمین، همواره در یک‌جهت ثابت نصب می‌شوند و تغییر نمی‌کنند.

این یک مزیت بسیار مهم برای برقراری ارتباط با این ماهواره‌ها از زمین است؛ زیرا دیگر لازم نیست هیچ ابزار ردیابی روی زمین برای دریافت و ارسال سیگنال به این ماهواره‌ها استفاده شود و فقط یک ‌آنتن ثابت کفایت می‌کند.

مزیت بعدی این ماهواره‌ها، فضای مورد پوشش آن‌ها است. آن‌ها چون در ارتفاع بسیار زیاد قرار دارند (بیش از ۵ برابر شعاع زمین) در نتیجه سیگنال آن‌ها در مناطق بسیار بزرگی از زمین قابل دریافت است و می‌توان از همین مکان‌ها به آن‌ها سیگنال ارسال کرد.

مثلا سیگنال یک ماهواره مخابراتی یا تلویزیونی که در مدار ۱۳ درجه شرقی یعنی بالای کشور گابون در آفریقا قرار دارد و به سمت نیمه شمالی زمین سیگنال پخش می‌کند، از نیمه بالایی آفریقا تا اروپا و از این‌سو تا پاکستان و روسیه قابل دریافت است.

در نتیجه با چنین چیزی می‌توان با استفاده از چند ده ماهواره در مدار کل زمین را پوشش داد.

مشکلات ماهواره‌های ژئواستیشنری

اما این ماهواره‌ها مشکلاتی نیز دارند. اولا قرار دادن ماهواره در آن مدار بسیار بالا کار سختی است. همچنین به دلیل همین فاصله بسیار زیاد، تاخیر ارسال و دریافت داده‌ها بسیار زیاد است.

فرض کنید کسی با استفاده از تجهیزات دریافت و ارسال، به یکی از این ماهواره‌ها متصل است و می‌خواهد گشتی در اینترنت بزند. سیستم او ابتدا باید سیگنال را به ماهواره بفرستد. سپس ماهواره آن را به سرور روی زمین ارسال کند. سرور روی زمین نیز پس از یافتن داده‌ها موردنظر آن‌ها را به ماهواره بفرستد. ماهواره نیز دوباره همین سیگنال را به کاربر زمینی ارسال کند.

یعنی برای یک انتقال داده کم، سیگنال‌ها باید ۴ بار حداقل فاصله ۳۵ هزار کیلومتری را طی کنند. البته فاصله واقعی خیلی بیشتر از این است. تبادل داده‌های اینترنتی با چنین ماهواره‌هایی با تاخیر زیاد همراه است.

البته این تاخیر در زمانی که برای اولین بار قرار بود از مدار ژئواستیشنری استفاده شود، چندان مهم نبود؛ زیرا در دهه ۶۰ میلادی اینترنتی وجود نداشت و این ماهواره‌ها برای پخش تلویزیونی و رادیویی استفاده می‌شدند.

مشکل دوم استفاده از این ماهواره‌ها این است که چون فاصله ناظر زمینی با ماهواره بسیار زیاد است، کاربر روی زمین باید دستگاه فرستنده بسیار قدرتمندی نیز داشته باشد.

همچنین به دلیل همین فاصله و تغییرات جوی، معمولا میزان تلفات سیگنال زیاد می‌شود. خود این تلفات هم باعث افزایش تاخیرهای ارتباط می‌شوند.

به همین دلیل همین پروژه لوون گوگل و پهپادهای فیس‌بوک برای تامین اینترنت از ماهواره‌های پایین مداری (Low Earth Orbit or LEO) استفاده می‌کنند. این ماهواره‌های در ارتفاع کم و در حدود ۵۰۰ کیلومتری از سطح زمین قرار دارند.

ماهواره‌های پایین مداری اسپیس‌ایکس

در شب پنج‌شنبه ۲۳ می سال ۲۰۱۹، شرکت اسپیس‌ایکس اولین محموله از مجموعه ماهواره‌های خود با نام استارلینک به فضا فرستاد. این محموله شامل ۶۰ ماهواره ۲۵۰ کیلویی بود که روی یک موشک فالکون ۹ با کل بار ۱۸ تن و ۵۰۰ کیلوگرم به فضا فرستاده شدند.

شرکت اسپیس‌ایکس در نظر دارد این مجموعه ماهواره‌های ارتباطی در ارتفاع ۵۵۰ کیلومتری از سطح زمین قرار دهد. البته هنگام ارسال همه این ماهواره‌های در مدار ۴۴۰ کیلومتری قرار می‌گیرند و با استفاده از موتور داخلی خود تا ارتباط ۵۵۰ کیلومتری صعود می‌کنند.

این ماهواره‌ها قرار است در نهایت ۱۱۹۴۳ ماهواره باشند. ایلان ماسک (Elon Musk) مدیرعامل شرکت اسپیس‌ایکس معتقد است که با ارسال ۴۲۰ ماهواره می‌توانند تمام مناطق آمریکا را تحت پوشش اینترنت قرار دهند.

با ارسال ۷۲۰ ماهواره می‌توانند پوشش قابل قبولی در سطح جهان ارائه دهند و در نهایت در ده سال آینده خواهند توانستند با ارسال همه این ۱۱۹۴۳ ماهواره همه نقاط جهان را پوشش دهند.

تامین اینترنت از طریق فضا شاید عملی‌ترین راه‌کار برای تامین اینترنت همگانی در زمین باشد.

پروژه‌های دیگر تأمین اینترنت جهانی مثل همین پروژه لوون گوگل در حال حاضر به‌عنوان آنتن‌های کمکی برای پوشش تلفن همراه در بخش‌هایی از آفریقا مثل کنیا کار می‌کنند.

چنین پروژه‌هایی آن‌قدرها که در ابتدا به نظر قوی می‌رسیدند، عملی نیستند و در همه مناطق جهان شاید اجرایی نباشند؛ اما اینترنتی که از طریق فضا تامین می‌شود، قابل‌اتکا است.

رقبای اسپیس‌ایکس

البته شرکت اسپیس‌ایکس اولین شرکتی نیست که به تامین اینترنت از فضا دست‌زده است. از دیرباز دو شرکت هیو نتورکز (Hughes Network Systems) و ویاست (ViaSat) بازار ارائه اینترنت ماهواره‌ای را در دست داشتند.

اما این شرکت‌ها از ماهواره‌ها ژئواستیشنریی که در سطور بالا گفتیم استفاده می‌کردند. به همین دلیل مشکلات و نواقصی داشتند که باعث می‌شد آن‌ها را در مقابل رقبای دیگر تامین‌کننده اینترنت مثل ‌‌ISPها و اپراتورهای تلفن همراه حرفی برای گفتن نداشته باشند.

در نتیجه فقط کسانی سراغ این شرکت‌ها می‌رفتند که ساکن جایی مثل مناطق مرکزی استرالیا، آفریقا یا حتی روستای محل تولد من بودند.

روستای محل تولد من بااینکه فقط ۱۰ کیلومتر از شهر فاصله دارد، اما هیچ ابزاری برای اتصال به اینترنت در آن وجود ندارد.

تنها راه ارتباطی آن با مناطق دیگر یک آنتن رادیویی با پنهای باند کم است که حداکثر می‌تواند صد تماس را در دقیقه ارائه دهد. صد تماس از تلفن ثابت و هوشمند. در نتیجه پهنای باند آن در حدی نیست که بتواند اینترنت ADSL یا اینترنت موبایل تأمین کند.

به همین دلیل اینترنت ماهواره‌ای برای چنین منطقه‌ای یک گزینه خوب است.

ماهواره‌های پایین مداری با کاهش تاخیر انتقال داده‌ها به ۲۰ میلی‌ثانیه می‌توانند رقیب خوبی برای تامین‌کنندگان اینترنت باشند؛ زیرا این میزان تاخیر با میزان تاخیر شبکه ۴G برابری می‌کند.

در این رقابت البته شرکت اسپیس‌ایکس تنها نیست. شرکت وان‌وب (OneWeb)، تلست (Telesat) و آمازون با پروژه کویپر (Kuiper) نیز قصد دارند چنین کاری بکنند. در حال حاضر شرکت وان‌وب با ۶۵۰ و شرکت تلست با ۲۹۲ ماهواره پیش از اسپیس‌ایکس وارد این رقابت شده‌اند. آمازون هم می‌خواهد در نهایت ۳۲۳۶ ماهواره را روی مدار قرار دهد.

در شب ۲۳‌ام می، همراه با این ۶۰ ماهواره استارلینک، ماهواره‌های iridium NEXT هم روی موشک فالکون ۹ به فضا ارسال شده‌اند.

شرکت ایریدیم مدت‌ها است که در ضمن ارائه خدمات ارتباطی صوتی و داده‌ای برای کشتی‌ها، هواپیما‌ها، قطارها فعال است. ارائه ارتباطات داده‌ای و تلفن‌های ماهواره‌های از جمله خدماتی است که این شرکت ارائه می‌دهد.

ماهواره‌های iridium NEXT هم ‌نسل بعدی تجهیزات این شرکت هستند.

چرا اسپیس‌ایکس وارد بازار اینترنت فضایی می‌شود؟

راستش اگر بگوییم اسپیس‌ایکس قرار است اینترنت رایگان برای همه جهان تامین کند، حرفمان چندان درست نخواهد بود؛ اما شاید فعالیت‌هایش در نهایت بتوانند اینترنت ارزان و با کیفیتی را برای همه فراهم کند.

شرکت اسپیس‌ایکس از انجام این پروژه چهار هدف دارد.

۱- موشک‌ها خالی نباشند

یکی از مهم‌ترین پروژه‌های اسپیس‌ایکس، انتقال انسان‌ها به مریخ و سکونت در آنجاست. این پروژه بسیار بیشتر از آنچه به نظر می‌آید هزینه‌بر است. یکی از موارد این هزینه هم توسعه موشک‌های و موتورهای موشک است.

اسپیس‌ایکس برای آزمایش موشک‌ها و فناوری‌های خود در نهایت مجبور است ساخته‌های خود را به فضا ارسال کند. خب چه اشکال دارد که روی آن‌ها باری هم بگذارد تا خالی پرتاب نشوند؟

این بارها می‌توانند شامل ماهواره‌های شرکت‌های دیگر و یا تجهیزات ایستگاه فضایی باشند که ناسا آن را تامین می‌کند. همه این‌ها برای اسپیس‌ایکس یک منبع درآمد است.

از آن‌سو اگر اسپیس‌ایکس بتواند پیش از سال ۲۰۲۷ که احتمالا شبکه ۵G تکمیل می‌شود پروژه استارلینک را تکمیل کند، می‌تواند حرف‌های برای گفتن داشته باشد.

این ۶۰ ماهواره‌ای که اسپیس‌ایکس در حال حاضر ارسال کرده است، هنوز برخی از امکانات مهم را ندارند. این ماهواره‌ها قرار است در آینده با استفاده از لیزر با همدیگر ارتباط داده‌ای داشته باشند. ازآنجایی‌که سرعت حرکت لیزر در فضا بیشتر از سرعت حرکت آن داخل فیبرهای نوری است، همین اقدام سرعت انتقال داده‌ها توسط آن‌ها را از کابل‌های زمینی که بین اقیانوس‌های وصل شده‌اند، بیشتر می‌کند.

اسپیس‌ایکس با اجرای پروژه استارلینک قصد دارد در چنین بازار فعال شود.

۲- بازار اینترنت خانگی

اگر شما بتوانید مستقیما با استفاده از یک گیرنده ردیاب ماهواره بدون استفاده از هر کابلی مستقیما به ماهواره‌های اسپیس‌ایکس متصل شوید که هم تاخیر آن کم است و هم بسیار سریع‌تر می‌تواند شما را به سرور متصل کند، احتمالا شما هم سراغ این گزینه بروید؛ زیرا قیمت آن هم ارزان‌تر از اینترنت موبایل خواهد بود.

از آن‌سو پهنای باند بالا و همین تاخیر پایین می‌تواند شبکه استارلینک را با ابزاری مناسب برای اینترنت اشیا تبدیل کند. البته شاید نتوان آن را برای کنترل یخچال خانه استفاده کرد؛ اما برای تامین اینترنت پایدار یک کامیون و قطار خودران در مسیرهای بیابانی و کوهستانی، استارلینک می‌تواند یک گزینه عالی باشد.

۲- خدمات ارتباطی ترابری

من تا به امروز سوار هواپیما نشده‌ام. نمی‌دانم در هواپیماهای ایرانی چه امکانات داده‌ای وجود دارد؛ اما هواپیماهای مسافربری امروزی در حین پرواز به ماهواره‌ها اینترنتی متصل می‌شوند و به مسافران خود از طریق وای‌فای داخل هواپیما اینترنت ارائه می‌دهند.

این یک بازار بسیار جذاب برای استارلینک است. همچنین با توجه به برتری‌های فناوری‌های ارتباطی استارلینک، این مجموعه می‌تواند ارتباطات صوتی و داده‌ای را که در کشتی‌های اقیانوس‌پیما و قطارها استفاده می‌شود تامین کند.

۴- ارتباطات بین سروری

در حال حاضر شریان اصلی اینترنت بین‌قاره‌ای با استفاده از یک یا چند کابل فیبر نوری بین قاره آمریکا و اروپا و آمریکا و ژاپن برقرار است؛ اما این ارتباط فیبر نوری در قیاس یا ارتباط لیزری که ماهواره‌های می‌توانند بین یکدیگر برقرار کنند کندتر است.

آن‌سو مثلا برای متصل کردن یک سرور در آمریکا به یک کاربر در شمال هند، لازم است شما ترافیک اینترنت را از چندین سرور عبور دهید؛ اما با استفاده از استارلینک چنین اتفاقی رخ نخواهد دارد. بلکه سرور اصلی ارائه‌دهنده اینترنت به شما می‌تواند با همین اتصال ماهواره‌ای مستقیما شما را به سرور هدف وصل کند.

یعنی عملا شریان اینترنت از زمین به فضا منتقل می‌شود.

هدف اصلی اسپیس‌ایکس از وارد شدن به این حوزه اینترنت فضایی، کسب درآمد بیشتر برای اجرای پروژه سفر به مریخ است.

پروژه استارلینک اسپیس‌ایکس چه مشکلاتی دارد؟

اجرای پروژه استارلینک از سوی اسپیس‌ایکس بیشتر سختی‌های فنی و مالی دارد؛ یعنی اگر توان فنی و مالی اجرای آن باشد که هست، این پروژه اجرا می‌شود؛ اما وقتی کاربران بخواهند تجهیزات موردنیاز برای استفاده از اینترنت ماهواره‌ای استارلینک را استفاده کنند دو مشکل ممکن است ایجاد شود.

مشکل اول خود دولت‌ها هستند. در کشورهایی که دولت اجازه دسترسی به اینترنت خارج از کنترل خود را به شهروندان نمی‌دهد، خرید، نصب و استفاده امن از این تجهیزات کار سختی است.

از آن‌سو برخلاف ماهواره‌های ژئواستیشنری که برای اتصال به آن‌ها یک آنتن ثابت لازم دارند، برای استفاده از این شبکه جدید لازم است که آنتن‌هایی قابلیت رد‌یابی ماهواره‌ها را داشته باشند که هم گران‌تر است و هم نگهداری بیشتری لازم دارد.

منبع : https://tejaratnews.com/training