Ich schlage vor, dass Sie sich mit den zuvor veröffentlichten Materialien zum Starlink (SL)
-Projekt vertraut machen: Teil 1. Die Geburt des Projekts ‣ Teil 2. SL-Netzwerk ‣ Teil 3. Bodenkomplex ‣ Teil 4. Teilnehmerterminal ‣ Teil 5. Status der SL-Gruppierung und Closed Beta-Tests ‣ Teil 6. Beta-Test und Service für Kunden ‣ Teil 7. Bandbreiten-SL- und RDOF-Programmnetzwerk ‣ Teil 8. Installation und Integration des Teilnehmerterminals ‣ Teil 9-Service in Märkten außerhalb der USA ‣ Teil 10. SL und Pentagon ‣ Teil 11. SL und Astronomen ‣ Teil 12. Probleme mit Weltraummüll‣ Teil 13. Verzögerung des Satellitennetzwerks und Zugang zum Funkspektrum ‣ Teil 14. Kommunikationsverbindungen zwischen Satelliten ‣ Teil 15. Dienstregeln ‣ Teil 16. SL und Wetter
Starlink-2.0. Zweite Generation des Systems
Hier werden wir über eine neue Runde von Anwendungen für die Nutzung der Frequenzressource in den USA für Satellitennetze im niedrigen und mittleren Orbit sprechen. Der zuvor in LJ veröffentlichte Teil war hauptsächlich OneWEB und Telesat gewidmet. Es ist ratsam, damit zu beginnen, um das ganze Bild zu verstehen, und heute werden wir die SpaceX-Anwendung betrachten .
Was hat SpaceX bei seiner neuen FCC-Anmeldung in den USA verlangt?
Zuallererst zeichnet sich die Anwendung dadurch aus, dass OneWEB und Telesat ihre Netzwerke einfach skalieren (es ist blöd, die Anzahl der Satelliten um das 5- bis 13-fache zu erhöhen, ohne im Großen und Ganzen weder den Frequenzbereich noch die Umlaufbahn zu ändern und ohne auf fast alle Details einzugehen) Dann hat SpaceX eine wirklich NEUE Anwendung und nicht nur mehr von denselben Satelliten.
Und SpaceX spricht zu Recht von Gen2 (der zweiten Generation des Systems).
Hier ist eine Tabelle mit Starlink-2-Netzwerkparametern.
Wenn Sie es sich im Orbit vorstellen, sieht es folgendermaßen aus:
Was gibt's Neues?
1. Im Gegensatz zur ersten Generation wird das Teilnehmerterminal in Gen2 nicht nur in Ku (11/14 Gigahertz), sondern auch in Ka (18/30 Gigahertz) betrieben. Gleichzeitig funktionieren Teilnehmerterminals der ersten Generation auch mit Satelliten der zweiten Generation.
Hier sind die Frequenzen des Starlink der ersten Generation:
Und hier sind die Frequenzen für StarLink Gen2:
Was gibt es? Gibt mehr Bandbreite. Das Ku-Band ist in zwei Teile für BSS Broadcast Satellite Service (Fernsehsendung) und FSS Fixed Satellite Service (Satellitenkommunikation) unterteilt, dies sind insgesamt 10 700 MHz bis 12 700 MHz. Insgesamt 2000 Megahertz in Richtung vom Satelliten zum Teilnehmer. In Gen2 werden 1800 MHz im Ka-Band zu 2000 MHz in Ku hinzugefügt.
2. Um doppelt so viele Informationen von der Erde zum Satelliten zu "heben", entschied sich SpaceX, den neuen (noch nie in der Satellitenkommunikation verwendeten) E-Frequenzbereich für die Gateways zu verwenden - dies sind 81-86 Gigahertz (oder 71-76 Gigahertz in die entgegengesetzte Richtung) ). Hier können Sie für den festen Satellitendienst (Satellitenkommunikation) nicht 500 MHz wie in Ku verwenden, sondern 10-mal mehr - 5000 MHz. Es ist zu beachten, dass dieser Bereich in den USA derzeit nur für die Organisation von terrestrischen Funkrelaisverbindungen (Funkrelaisleitungen) von Funkbrücken (Funkkanälen zwischen Türmen) verwendet wird. In den USA gibt es nur etwa 19.000 solcher Geräte. SpaceX muss den Standort seiner Gateways auswählen, um diese Funkbrücken nicht zu stören.
3. Im Vergleich zur ersten Generation von Satelliten, von denen jeder 8 separate Strahlen von den Satelliten zur Erde betreiben kann, wird die zweite Generation mehr (30 Strahlen zum Empfangen (davon 2 Strahlen zur Steuerung und Telemetrie) und 32 Strahlen haben zur Übertragung (2 Telemetrie und Steuerung)). Diese Anzahl von Dienststrahlen ist in Abzweig (zwischen dem Satelliten und dem Gateway) und Dienst (zwischen dem Satelliten und dem Teilnehmerendgerät) unterteilt.
Aus diesem Grund hat jeder Satellit der zweiten Generation eine drei- (dreimal) größere Bandbreite als der Satellit der ersten Generation.
Was können Sie sonst noch in ihrer Anwendung interessant finden:
4. Das Teilnehmerendgerät kann ein Signal von mehreren getrennten Strahlen mit einer Gesamtbandbreite von bis zu 2000 MHz (äquivalente Geschwindigkeit von mindestens 6 Gigabit) empfangen und in einem Band von bis zu 125 MHz (äquivalente Geschwindigkeit von mindestens 125 Mbit) senden.
5. SpaceX gibt an, mit den US-Regierungsbehörden (einschließlich des Verteidigungsministeriums) eine Einigung über die gemeinsame Nutzung des Ka-Bandes erzielt zu haben, und ist zuversichtlich, eine Einigung über die Nutzung dieser Reichweite durch Gen2-Satelliten erzielen zu können.
6. SpaceX hat noch keine Informationen über das Starlink-System der 2. Generation vorbereitet und an das FSS übermittelt, die der International Telecommunication Union gemeldet werden müssen. Dies erfolgt zu einem angemessenen Zeitpunkt, und SpaceX ist bereit, alle mit der Veröffentlichung von Daten über sein System im ITU-Katalog verbundenen Kosten zu bezahlen.
7. Bei jedem Start des Satelliten verwendet Starlink SpaceX 4 Baugruppen zum Anbringen des Satelliten unter der Verkleidung. Jede Baugruppe besteht aus 2 Aluminiumlichtstäben mit einer Länge von 6 Metern und einem Durchmesser von 1,5 Zoll. Die Lebensdauer dieser Stäbe im Orbit beträgt nicht mehr als 36 Tage, und die Wahrscheinlichkeit einer Kollision mit einem anderen Objekt beträgt 0,00000000653.
8. Zum Schutz vor Weltraummüll und Mikrometeoriten sind alle wichtigen Elemente des Satelliten durch einen 1 mm dicken Aluminiumschild geschützt. Selbst wenn das Sieb und die Tanks mit Krypton durchbohrt werden, verursacht dies keine Explosion und keine Schmutzbildung mit einem Durchmesser von mehr als 1 mm.
9. Viele der in der Luft befindlichen Funkempfänger, Telemetriesender und Elektronikgeräte, die den Satelliten steuern, sind redundant, um einen Kontrollverlust des Satelliten im Flug zu verhindern. Berechnungen mit der SpaceX-eigenen Methode zeigen, dass die Wahrscheinlichkeit eines Kontrollverlusts des Satelliten aufgrund einer Kollision mit Weltraummüll mit einem Durchmesser von mehr als 1 mm für die gesamte Betriebsdauer des Satelliten 0,000776 beträgt.
10. SpaceX überwacht Kraftstofftanks und Batterien während des Betriebs und entlädt am Ende des Betriebs keine Kraftstofftanks und Batterien. SpaceX plant, Satelliten zur vollständigen Verbrennung während des Betriebs in die Atmosphäre zu schicken. Dies ist die sicherste Option, um die Entstehung von Weltraummüll zu verhindern.
11. SpaceX überwacht ständig die Umlaufbahnen seiner Satelliten und berechnet die Wahrscheinlichkeit ihrer Kollision mit bekannten Objekten von Weltraummüll und anderen Satelliten. Wenn die Wahrscheinlichkeit einer Kollision mehr als 0,001% beträgt, wird ein Starlink-Satellitenmanöver durchgeführt, um die Umlaufbahn in eine sichere zu ändern.
12. Starlink-Satelliten verwenden GPS und andere Sensoren, um ihren Standort zu bestimmen.
13. SpaceX verpflichtet sich, die Bewegung seiner Satelliten mit allen anderen Nicht-GSO-Systemen zu koordinieren, die beim FSS Anträge gestellt haben, einschließlich Kuiper (seine Höhen betragen 590, 610 und 630 km), sowie anderen Nicht-US-54-Konstellationen und einzelnen Satelliten, die diese Höhen betreiben / überqueren im ITU-Katalog registriert.
Ich war erstaunt über die Anzahl der Länder, in denen sich Satelliten in dieser Umlaufbahn befinden (oder Anträge an die ITU, Satelliten dort zu platzieren).
14. Die Starlink-Satelliten verbrennen vollständig in der Atmosphäre, und Partikel, die die Erdoberfläche erreichen, haben eine Energie von nicht mehr als 15 Joule, dh das Verletzungsrisiko denn eine Person ist Null.
15. Satelliten der 2. Generation werden regelmäßige Kommunikationskanäle zwischen Satelliten haben.
16. Die typische Verzögerung beträgt nicht mehr als 50 Millisekunden.
17. Wenn Satelliten in Umlaufbahnen von 360 km platziert werden, wird sichergestellt, dass der Satellit im Falle einer Fehlfunktion seine Umlaufbahn (Verbrennung in der Atmosphäre) in nur drei Monaten freigibt.
18. Dank des obigen Punktes gehören die Umlaufbahnen mit einer Höhe von 360 km zu den "saubersten", und die Wahrscheinlichkeit einer Kollision von Satelliten ist 21000-mal geringer als in einer Umlaufbahn mit einer Höhe von 800 km.
19. Um Störungen bei astronomischen Beobachtungen zu verringern, drehen sich Satelliten der zweiten Generation zum einen um ihre Achse zum Zeitpunkt der Bewegung in eine funktionierende Umlaufbahn, und zum anderen falten sich ihre Solarbatterien auf besondere Weise. Beide Maßnahmen stellen sicher, dass ein Beobachter von der Erde (ohne Teleskop) weniger als eine Woche Zeit hat, um einen Zug von gestarteten Satelliten aus zu sehen. Diese Satelliten werden auch eine spezielle Beschichtung verwenden, um Albedo um 55% zu reduzieren, und eine Sonnenblende. Die niedrigere Umlaufhöhe der Satelliten der 2. Generation stellt außerdem sicher, dass sie den Beobachtungswinkel der Astronomen schneller verlassen als Satelliten in höheren Umlaufbahnen.
20. Das Teilnehmerterminal ist äußerst einfach einzuschalten und besteht aus zwei Schritten: Zeigen Sie zum Himmel und schalten Sie es ein.
21. Aufgrund der großen Anzahl von Satelliten im Himmelsbereich, die für das Teilnehmerterminal sichtbar sind, kann das Terminal für den Betrieb diejenigen Satelliten auswählen, die nicht von Bäumen oder höheren Gebäuden beschattet werden, dh das System erhält eine sehr hohe Flexibilität. Darüber hinaus verfügt das System der 2. Generation über künstliche Intelligenz, mit der die Strahlen / Satelliten für die Arbeit mit einem bestimmten Teilnehmer deaktiviert / ausgewählt werden können, die andere Systeme in einer niedrigen oder geostationären Umlaufbahn nicht stören.
Das ist alles im Allgemeinen. Nach meinem Verständnis besteht das allgemeine Ziel der Schaffung eines Starlink-Satellitennetzwerks der zweiten Generation darin, dem Benutzer ein Serviceniveau (in Bezug auf Latenz und Geschwindigkeit) auf dem Niveau zu bieten, das Einwohner von Megalopolen in den USA derzeit mithilfe von Optik oder dem zukünftigen 5G-Mobilfunknetz haben.
Wenn wir über die praktische Implementierung sprechen, dann scheint der Rest neben der Frage der Verwaltung und Koordination der gesamten Gruppierung nicht besonders schwierig zu sein, erfordert jedoch enorme Investitionen und kann möglicherweise nur dann implementiert werden, wenn das Starlink-Netzwerk der ersten Generation in den USA kommerziell erfolgreich ist. Gleichzeitig gibt es heute definitiv keine 100% ige Garantie für einen solchen Erfolg.