Jedním z velkých plánů společnosti SpaceX je kromě kolonizace Marsu a rapidní znovupoužitelnosti raket také vybudování obří satelitní konstelace na nízké oběžné dráze, jejímž prostřednictvím by společnost chtěla zajišťovat levný a rychlý internet doslova po celém světě. To by zároveň představovalo lákavý zdroj příjmů, který by SpaceX rádo využilo k financování dalších projektů.
Tuto konstelaci bude tvořit několik tisíc malých satelitů. Společnost oznámila plány na její vybudování už v lednu 2015, ale od té doby o nich příliš nemluvila. Řadu podrobností však prozradili zástupci SpaceX, když v roce 2017 informovali senátní komisi pro obchod, vědu a technologie o svých plánech a harmonogramu uvedení této konstelace do provozu. Další věci se pak daly vyčíst z různých povolenek a žádostí u Federální letecké správy (FAA) a Federálního telekomunikačního úřadu (FCC).
Nyní se konečně dočkáme i první hmatatelné stopy na oběžné dráze. Ve čtvrtek 22. února, v 15:17 našeho času by totiž měla raketa Falcon 9 vynést z Vandenbergovy letecké základy v Kalifornii na oběžnou dráhu dva zkušební satelity pro tento projekt (hlavním nákladem ovšem bude španělská radarová družice Paz).
Popis satelitní konstelace
Plánovaná konstelace se bude nazývat Starlink a bude opravdu obří – po jejím dokončení bude čítat 4 425 satelitů na nízké oběžné dráze zhruba ve výšce 1 100 – 1 300 km plus potenciálně dalších 7 500 satelitů na velmi nízké oběžné dráze ve výšce kolem 345 km (k harmonogramu zavedení této doplňkové konstelace se však společnost nevyjádřila). Pro představu, na konci roku 2016 Zemi obíhalo přibližně 1 459 satelitů celkem. Konstelace SpaceX by tedy počet aktivních satelitů na oběžné dráze rovnou zněkolikanásobila!
Satelity, které si SpaceX vyvíjí samo, budou mít každý hmotnost 386 kg a rozměry 4 x 1,8 x 1,2 metru (plus dva solární panely o rozměrech 2 x 6 metrů). Tyto satelity budou vzájemně propojeny pomocí laserů a konstelace svým signálem pokryje celý povrch Země v pásmech Ku (10,7 GHz do 12,75 GHz) a Ka (od 17,7 GHz do 22,2 GHz).
Satelity konstelace Starlink podle ilustrátora SpaceX
Koncový uživatel se bude moci k satelitům připojit pomocí zařízení o velikosti běžného notebooku, které bude disponovat dynamicky směrovatelnou anténou. Toto zařízení bude potřebovat přímý výhled na oblohu a SpaceX usiluje o to, aby stálo maximálně 200 dolarů (cca 5 000 korun).
Internetové připojení má být určeno primárně pro odlehlé a rozvojové oblasti, kde je momentálně připojení k internetu pomalé, drahé nebo úplně nedostupné. Podle OSN v současnosti zhruba 57 % světové populace nemá přístup k internetu, takže potenciální trh je obrovský.
A jaké parametry připojení bude tato konstelace umožňovat? Podle SpaceX uživatelé mohou očekávat až gigabitové rychlostí s velmi nízkou latencí v řádu 25–35 milisekund, což je více než dostatečné i pro hraní on-line her citlivých na rychlost odezvy. Oproti tomu současné metody satelitního připojení k internetu jsou nesrovnatelně pomalejší a jejich hlavní nevýhodou je vzhledem k umístění satelitů na geostacionární dráze ve výšce kolem 35 000 km nad zemí vysoká latence v řádu stovek milisekund. To už je do jisté míry omezující i při běžném používání, o hraní stříleček nemluvě.
SpaceX zároveň slíbilo, že konstelace se bude neustále vyvíjet a bude postupně vylepšována. To je výhoda malých a levných satelitů s relativně krátkou životností. Umožňují rychlejší míru inovace a také není takový problém satelity průběžně nahrazovat novějšími, které budou disponovat pokročilejšími technologiemi. Zároveň společnost může rychleji reagovat na měnící se požadavky zákazníků.
Harmonogram uvedení do provozu
Na prvních dvou testovacích satelitech označovaných jako Microsat-2a a Microsat-2b chce SpaceX otestovat vzájemnou laserovou komunikaci a také spojení s několika pozemními stanicemi, které budou rozmístěny v rozličných zařízeních SpaceX v Hawthornu, McGregoru, Brownsville a Redmondu. Jedna stanice bude také v budově společnosti Tesla v kalifornském Fremontu a další tři mobilní stanice budou umístěny v dodávkách.
Pokud proběhnou testy s těmito dvěma prototypy úspěšně, firma chce začít s postupným vynášením prvních satelitů určených pro ostrý provoz už v roce 2019. Vynášení by následně pokračovalo v několika fázích až do roku 2024, kdy má být konstelace čítající 4 425 satelitů dokončena. Společnost však tvrdí, že komerční provoz může být spuštěn pro oblast Severní Ameriky a dalších regionů již po vynesení 800 satelitů, což podle optimistických plánů SpaceX může být snad už v roce 2020 nebo 2021.
Vynášení satelitů
Jak chce firma vynést tisíce satelitů během několika let? Na palubě raket Falcon 9 s vícenásobně použitelnými prvními stupni. SpaceX v roce 2017 podniklo pět letů s již použitým prvním stupněm, ale proces repasování stupně pro další misi momentálně trvá 24 týdnů. Na jaře 2018 by však měla mít premiéru vylepšená varianta Falconu 9 zvaná Block 5, jejíž opakované použití by mělo být o dost rychlejší a levnější, neboť nebude vyžadovat žádné velké úpravy mezi lety. Firma dokonce chce časem dosáhnout 24hodinového obratu. Každý jednotlivý stupeň navíc bude možné využít minimálně desetkrát.
Pokud se tedy plány SpaceX naplní, rychlá znovupoužitelnost Falconu 9 by v kombinaci s několika aktivními rampami mohla umožnit reálně vynést stovky satelitů ročně, a to relativně levně. Satelity jako takové pravděpodobně také nebudou drahé, neboť při výrobě tolika kusů se projeví úspory z rozsahu.
Otázkou však zůstává, kolik satelitů bude možné vynést Falconem 9 při jednom letu. Omezujícím faktorem bude téměř určitě objem aerodynamického krytu, nikoli nosnost rakety. A i když známe rozměry jednoho satelitu, jesou to rozměry v rozložené konfiguraci. Solární panely budou samozřejmě během letu složeny, aby zabíraly méně místa, ale spekuluje se také o tom, že i satelity jako takové budou do určité míry skladatelné, takže se jich do krytu možná vejde více, než se může na první pohled zdát. Je to však velká neznámá, takže se opravdu nedá říct, jestli bude možné najednou vynést 10 satelitů, nebo třeba 30.
SpaceX sice vyvíjí nový typ aerodynamického krytu, ten však podle Elona Muska bude jen mírně větší. Nelze tedy očekávat, že by nový kryt pojal výrazně více satelitů konstelace Starlink. Hlavní změny by měly spočívat v usnadnění procesu záchrany krytu za účelem jeho opakovaného použití.
Problém vesmírného smetí
Na oběžné dráze Země je stále více a více objektů – nejen aktivních satelitů, ale také zbytků raket, různých malých i velkých trosek, nefunkčních družic atd. V závislosti na typu orbity, po které se daný objekt pohybuje, může proces samovolné deorbitace trvat od několika měsíců v případě nízké oběžné dráhy až po tisíce let v případě geostacionárních drah. Správní orgány i odborníci se tedy oprávněně obávají zhoršení problému vesmírného smetí a zvýšení rizika vzniku Kesslerova syndromu následkem vytvoření rozsáhlých konstelací, jaké kromě SpaceX plánují i další firmy. SpaceX však tvrdí, že riziko není zdaleka tak vysoké, jak by se mohlo zdát. Satelity jsou malé a v okolí Země je neuvěřitelné množství místa. Konstelace navíc bude navržena tak, aby co nejvíce minimalizovala potenciální vznik vesmírného smetí.
- Satelity budou mít vlastní pohon (pravděpodobně iontový) a budou schopny se vyhnout případné srážce s jiným objektem – ať už jiným satelitem, vesmírným smetím, či nefunkčním satelitem z vlastní konstelace.
- Dosluhující satelity (předpokládá se životnost zhruba 5 – 7 let) budou včas přesunuty na takovou orbitu, která zhruba do jednoho roku způsobí vstup do atmosféry, kde satelit shoří. Tento proces je o dost rychlejší, než co momentálně vyžadují mezinárodní standardy.
- V případě doplňkové konstelace na velmi nízké oběžné dráze se problém vesmírného smetí řeší sám. Orbity by byly tak nízko, že satelity by musely periodicky udržovat potřebnou výšku pomocí motorů, jinak by následkem atmosférického tření došlo v řádu týdnů k deorbitaci. I pokud tedy satelit selže a přijde o možnost vlastního pohonu nebo se přeruší kontakt se Zemí, během krátké doby sám shoří v atmosféře a nepřispěje tak k problému vesmírného smetí.
Konkurence
SpaceX není jedinou firmou, která plánuje vytvoření podobné konstelace. Největším konkurentem je OneWeb, jehož partnery jsou Virgin Galactic a Arianespace. Společnost založil Greg Wyler a první satelity plánuje vynést během roku 2018, primárně pomocí rakety LauncherOne. Dále na svých konstelacích pracují i velikáni jako Samsung, Boeing nebo SES. SpaceX si však může zajistit dopravu satelitů na oběžnou dráhu pomocí vlastních raket, což představuje nemalé úspory a velkou konkurenční výhodu.
Kolem těchto megakonstelací momentálně vládne řada nejasností ohledně jejich regulace, vzájemného „soužití“ konkurentů na orbitě a také hrozby kosmického smetí. Zatím jediné povolení pro provoz konstelace od amerického federálního telekomunikačního úřadu (FCC) má firma OneWeb, ovšem předseda úřadu Ajit Pai nedávno veřejně vyjádřil svou podporu pro udělení povolení také společnosti SpaceX.
Článek vznikl pro server ElonX.cz a byl redakčně upraven. Původní verzi naleznete zde.
