O tom, že poznatky a praktické zkušenosti z tohoto systému budou o nějakou dobu později inspirovat megakonstelace typu Starlink zaměřené na vysokorychlostní internet, se mu ani nesnilo.
„Svět byl v 90. letech jiný a představa tisíců družic tehdy finančně nepředstavitelná,“ říkal mi v listopadu 2019 Kenneth M. Peterson při osobním rozhovoru. Kenneth, jehož jméno zůstane navždy zapsáno nejen v dějinách družicových systémů, zemřel v tichosti a bez mediálního zájmu 17. září na rakovinu. A byl to právě rok 2022, který nám připomněl a potvrdil, jak důležité mohou být satelitní konstelace.
Někdo sbírá třeba podpisy sportovců, já se chtěl potkat s lidmi, co svým způsobem změnili svět. S vynálezcem Kennethem M. Petersonem jsem se potkal v roce 2019 a měl unikátní šanci, strávit s ním během dvou dnů mnoho hodin diskuzí na různá témata, přičemž ne vždy šlo jen o ta odborná.
Spoluvynálezce satelitní sítě Iridium Kenneth M. Peterson (vlevo) a Pavel Mašek (vpravo)
„Farmář z Iowy“ Kenneth M. Peterson Narodil se v roce 1938 ve státě Iowa. Inženýrský titul získal v oboru elektrotechniky a následně ještě studoval na Arizona State University (ASU) ve Phoenixu. Byl nejen technik, ale také nadaný matematik, přičemž svoji náklonnost k matematice a k řešení složitých problémů mnohokrát prokázal. A prokazoval ji vlastně i v důchodu, protože i během jeho pokročilého věku rád řešil problémy, se kterými se na něj obracely jak firmy, tak i státní agentury. S bývalými kolegy se vzájemně čas od času „hecovali“, jaká firma a komu z nich nabídla vyšší hodinovou sazbu za konzultace.  Pamětní list, že satelit Iridium SV55 bude nést jméno Ken Peterson. U jeho jména je v USA zapsáno 17 patentů, ale měl být držitelem i mnoha dalších. Jeho specializací byly návrhy komunikačních systémů nejen pro družicové systémy na nízké oběžné dráze (LEO), ale i komunikační systémy pro letadla. Jeho velkou oporou byla jeho manželka Helen, se kterou se seznámil až po svých padesátinách. Díky ní „vyženil“ i dceru a získal zároveň i tři pravnučky. Byl aktivní v nadaci na podporu studentů. Kenneth M. Peterson zemřel 17. září 2022. |
Díky spolupráci Dr. Raymonda J. Leopolda a Baryho R. Bertigera vznikl zmiňovaný satelitní systém Iridium, založený na vzájemně propojených družicích s vlastní rozhodovací logikou pro směrování hovorů a datových přenosů. A byl to právě Kenneth M. Peterson, kdo prováděl komplikované modelování a výpočty ohledně výkonů antén, optimalizace spotřeby omezených zdrojů a zamezení zarušení při větší koncentraci satelitů na pólech atd.
Zakladatelé Iridia. Ken Peterson zcela vpravo.
Vesmírné družicové konstelace v 90. letech a dnes
V čem byl systém Iridium v 90. letech jiný oproti ostatním? „Žádný podobný systém tehdy neexistoval,“ vysvětloval Kenneth, „Jednotlivé družice měly jen vybrané státy, armáda a specializované organizace, obvykle podřízené vládám. Systém Iridium byl projekt čistě komerčních firem a svým návrhem, velikostí a komplexností se nepodobal ničemu. Byl zaměřený především na umožnění telefonování odkudkoliv kamkoliv a posílání faxů.“
Ilustrace „Spirit of Iridium“ se znázorněnými radiovými propoji
Odlišoval se tak prakticky téměř ve všem. Technicky jej nejvíce odlišovala myšlenka vzájemně propojených družic ve vesmíru s určitou mírou autonomní logiky. Tedy myšlenka na takový telekomunikační systém, který má své „základnové stanice“ (družice) na nízké oběžné dráze navzájem propojené pomocí ISL (inter-satellite links) a uživatel s telefonem, anebo datovým terminálem, je kdekoliv pod nimi a služba je dostupná kdekoliv, kde je výhled na oblohu.
Na nízké oběžné dráze pouze tento způsob komunikace dokáže nabídnout skutečné celosvětové pokrytí, na druhou stranu toto řešení přináší kromě výhod i řadu složitostí a problémů. A ty bylo nutné nejdříve propočítat a namodelovat, teprve potom zvolit a vyrobit vhodné antény, stejně jako další komponenty.
Nové výzvy si žádají nové přístupy Ne každý ví, že během náročného vývoje projektu Iridium byl využit i leteckým znalcům jistě známý letoun SR-71, který pro účely firmy Motorola a projektu Iridium zapůjčila samotná NASA. A proč to bylo nutné? Veškeré simulace pro rychlý pohyb družic na nízké oběžné dráze bylo nutné dopředu ověřit a na světě nebylo nic rychlejšího a s možností dostupnosti velkých výšek, než právě letoun SR-71 zvaný Blackbird. |
80. a 90. léta, aneb „dřevní doby“ LEO konstelací
„Myšlenka na systém Iridium vznikla v 80. letech náhodou, firma Motorola dala lidem první komerčně dostupné mobilní telefony, ale pokrytí bylo jen ve větších městech, roaming byl v plenkách,“ říkal mi Kenneth v roce 2019 u něj doma ve státě Nevada.
„Vymysleli jsme takový systém s celosvětovým pokrytím, o kterém se ostatním ani nesnilo, a byli jsme díky tomu často k smíchu i lidem z oboru, i v rámci stejné firmy (Motorola, pozn.red.), pro kterou jsme to vyvíjeli. Naší hlavní myšlenkou byla vize, že jsme chtěli mít soustavu vzájemně propojených družic ve vesmíru na nízké oběžné dráze (LEO – Low Earth Orbit) a čistě teoreticky by nám stačila jen jedna pozemní stanice na přepojování hovorů a dat z celého světa, ať už je uživatel kdekoliv,“ popisoval počátky Kenneth.
Ilustrace satelitní sítě Iridium
Tehdejší telekomunikační gigant jménem Motorola za pomoci dalších investorů doslova pumpoval peníze všemi směry s vidinou, že tvoří systém pro budoucnost a pro celý svět.
„Nikdo v té době takový systém neměl, většina tehdejších družic byla na geostacionární dráze ve velké vzdálenosti od Země, a navíc ve své podstatě tyto tehdy běžně dostupné družice neměly žádnou pokročilou vnitřní logiku na směrování hovorů/dat a platilo, že každá družice musela mít přímé spojení s vlastní pozemní stanici,“ vysvětloval Kenneth s třicetiletým odstupem.
„Ta pak data a hovory posílala klasickou pozemní telefonní a datovou cestou dále. A pokud jste chtěli mít kompletní pokrytí celé Země s nějakými smysluplnými parametry, museli byste mít přepojovací pozemní stanice i uprostřed oceánů, což z logiky věcí nejde. Proto vznikl systém Iridium, který měl nejedno prvenství, což přinášelo neuvěřitelné množství technických, legislativních, ale i geopolitických komplikací, a celý projekt to tak i přes enormní zapojení lidí a peněz velmi zpomalovalo, nemluvě pak o vlastnické struktuře napříč celým světem,“ pokračoval.
Kenneth zdůrazňoval, že v 90. letech minulého století byl systém Iridium prvním systémem svého druhu, který nepatřil žádnému státu ani armádě a přitom využíval nejmodernější technologie a poznatky vědy.
Satelit sítě Iridium
„Trvalo nám to okolo 10 let. Když jsme systém v roce 1997 s několika družicemi testovali a doslechli jsme se o plánovaném obchodním modelu pro zákazníky, my technici jsme byli celkově skeptičtí. Technicky systém fungoval víceméně v rámci očekávání, ale realizace trvala příliš, příliš dlouho. A bylo to cenově drahé. Klasické mobilní sítě ve druhé polovině 90. let zažily obrovský boom včetně roamingu, navíc jsme se i v 90. letech museli držet původní myšlenky, že hlavním využitím budou klasické telefonní hovory, nikoliv přenos dat. Spousta věcí se k nám tehdy nedonesla. A zbytek příběhu se systémem Iridium v 90. letech je už známý,“ uzavřel své vzpomínání Kenneth.
Na konci 90. let se sice ukázalo, že technicky a pro určitou cílovou skupinu se projekt povedl, bohužel to už neplatilo po obchodní stránce. To je ovšem jiný příběh. Nová generace systému Iridium z roku 2017 s novými satelity však existuje dodnes a využívá stejný princip toho, jakým způsobem fungovala již první generace družic Iridium – opět jsou vzájemně propojeny.
SpaceX a Starlink
Obdobné principy vzájemně propojených družic se snaží do nejnovějších verzí svých družic systému Starlink integrovat i SpaceX Elona Muska, nicméně aktuálně drtivá většina družic systému Starlink nepodporuje vzájemnou komunikaci satelitů, které tak musí mít ve svém dosahu řadu pozemních stanic. To dosud vylučuje celosvětové pokrytí a způsobuje neefektivitu v rozdělování zátěže u jednotlivých satelitů. Dále to ovlivňuje propustnost systému a přidává otázky ohledně stability a redundance systému.
SapceX vyslal do vesmíru druhou sérii satelitů Starlink 2020
A proto se SpaceX snaží pomocí optických „interlinků“ docílit toho, co před 25 lety předvedl systém Iridium. Jen Iridium se vždy spoléhalo na radiové propoje a ne optické. Hlavní výhodou optických „interlinků“ je řádově vyšší datová propustnost a prakticky nemožnost data pokročilými prostředky ve vesmíru odposlouchávat.
Spoluvynálezce satelitní sítě Iridium Kenneth M. Peterson
Po dvou dnech strávených s Kenem, mohu dodat jen to, že se jevil jako velmi přátelský člověk, se smyslem pro humor. Mnohokrát jsme se společně zasmáli, přestože jsme se viděli poprvé v životě a nijak zvlášť se neznali. Projekt Iridium je jen drobný střípek životního příběhu tohoto nadaného muže, kterého i jeho přátelé nazývali neobyčejným.
