Rozwój cywilizacji i społeczeństwa w dużej mierze zależny jest od możliwości komunikacyjnych – czy to w kontekście transportu, czy porozumiewania się. Powszechny dostęp do internetu zburzył wiele barier, zarówno tych językowych, jak i wynikających z odległości dzielącej rozmówców. W krajach rozwiniętych traktujemy internet jako coś oczywistego, natomiast warto mieć świadomość, że spora część ziemskiej populacji pozbawiona jest tego komunikacyjnego luksusu.
Czym właściwie jest internet?
Początkowo chciałem w tym miejscu dokładnie opisać strukturę tego całego systemu, który nazywamy internetem, niemniej temat jest na tyle złożony, że jego podstawowe wyjaśnienie zajęłoby tutaj większość materiału, a ten przecież ma dotyczyć projektu Starlink. Mam jednak propozycję – jeśli chcielibyście przeczytać, jaka magia stoi za tym, że na telefonie klikacie „wyślij”, a kolega z USA sekundę później odbiera Waszą wiadomość, to dajcie znać, a w następnym wpisie postaram się wyjaśnić temat tak prosto i dokładnie, jak tylko będę umiał.
Przejdźmy jednak do tematu właściwego. Obecnie około cztery miliardy osób mają dostęp do internetu – to liczba ogromna, ale należy brać pod uwagę, że na Ziemi żyje nas siedem i pół miliarda. To sprawia, że ogromna część populacji nie ma możliwości korzystania z dobrodziejstwa jednego z najważniejszych aspektów naszego obecnego życia. I nie piszę tego w kontekście scrollowania Facebooka – internet bowiem przełamał bariery obecne na Ziemi od początku istnienia cywilizacji. Chcecie porozmawiać z kimś, kto znajduje się po drugiej stronie globu? Żaden problem! Chcielibyście dowiedzieć się więcej o jakimś temacie, a biblioteka w mieście nie oferuje pozycji z nim związanej? To też nie problem, przez internet możecie sięgnąć do każdej dostępnej publicznie skarbnicy wiedzy! Nie znacie języka, w którym napisany został ów materiał? Ponownie nie ma problemu, mamy wszak Google Translator.
Tutaj mała dygresja – Google Translator napędzany jest „sztuczną inteligencją” (w cudzysłowie, bo to znacznie bardziej rozbudowany temat), która efektywności mogła nauczyć się tylko poprzez dostatecznie jej do nauki dużej ilości danych. Bez internetu, Big Data i tego całego przepływu informacji, wykorzystywanie systemów inteligentnych byłoby strasznie trudne. Właśnie dlatego dopiero teraz przeżywamy popularność takich rozwiązań, chociaż teoretyczne podstawy sięgają lat 60. Ale wróćmy do tematu.
Możliwość porozmawiania z kolegą z USA jest fantastyczna pod względem społecznym, ale w tym wszystkim najważniejsza jest możliwość współpracy. Dawniej, kiedy jakaś grupa naukowców pracowała nad danym tematem, porównanie wyników pracy z inną grupą naukowców było mocno utrudnione. Teraz wystarczy kliknąć jeden przycisk, a efekty eksperymentów przelecą pół świata i trafią do stu kolejnych grup, które będą mogły dorzucić do zagadnienia coś od siebie. Rozszerzcie tę sytuację na całą ziemską społeczność naukowców, inżynierów, badaczy i wszystkich innych, dla których współpraca oznacza większą efektywność i dokładność pracy, a otrzymacie bezsprzecznie największą zaletę istnienia globalnej sieci.
Mamy jednak sytuację, w której kraje wysoko rozwinięte rozwijają się coraz bardziej, zaś te, których mieszkańcy nie mają dostępu do ogromnej skarbnicy wiedzy, nie są w stanie za nimi nadążyć. Między grupami społecznymi pojawia się przepaść. Oczywiście to nie jest tylko kwestia internetu, absolutnie nie! Pomyślcie jednak, w jaki sposób internet wpłynął na Was samych. W moim przypadku absolutna większość zainteresowań (ot, choćby to, o czym piszę w tym materiale) nie istniałaby, gdybym nie miał możliwości pochłaniania tak łatwo dostępnej wiedzy. Istnieje prawdopodobieństwo, że w tych biedniejszych obecnie krajach część społeczeństwa mogłaby się zainteresować na przykład programowaniem, zamiast poświęcać całe życie na uprawę niewielkiego poletka przekazywanego z pokolenia na pokolenie. Praca programisty bezpośrednio przełożyłaby się na poprawę sytuacji danych osób, a im więcej takich osób, tym bardziej rozwinięte społeczeństwo.
Jak rozbudować internet?
Właściwie to gdzie w tym wszystkim znajduje się ten cały Starlink? Należy sobie uświadomić, że do działania internetu potrzebna jest odpowiednia infrastruktura, której budowa do tanich nie należy. W miastach coraz powszechniejsze stają się kable światłowodowe, niemniej są one inwestycją opłacalną, bo na niewielkim obszarze znajduje się duża grupa ludzi, która będzie mogła z nich korzystać. Co jednak z taką niewielką wsią, gdzieś na peryferiach dużego miasta? Być może jedyną możliwością pozostaje dostęp bezprzewodowy, natomiast ten również wymaga jakiejś infrastruktury. Konieczna jest stacja nadawcza, anteny czy, na przykład, satelita. Problemem mogą być jednak koszty oraz wydajność – najmocniejsza oferta satelitarnego internetu pierwszej lepszej firmy, jaką wyszukałem, oferuje prędkość 50 Mb/s za niemal 300 zł miesięcznie. Porównajcie to z własnymi kosztami, a wniosek będzie prosty – tak drogi dostęp do sieci nie ma szans rozpowszechnić się w krajach znacznie biedniejszych.
Istnieje całkiem sporo pomysłów na to, jak dostarczyć internet do rejonów mało zurbanizowanych. Google pracuje nad swoją siecią balonów, które miałyby wisieć nam nad głowami. Facebook mówi o dronach, które miałyby latać nam nad głowami. SpaceX na czele z Elonem Muskiem idzie o krok dalej i mówi: my zamiast balonów i dronów wystrzelimy kilka tysięcy satelitów. I uwaga, zanim Wasze palce wyrwą się do napisania „Elon dużo mówi i mało robi” to śpieszę z wyjaśnieniem – pierwsze dwa satelity działają już od 22 lutego, choć Starlink ujrzał światło dzienne dopiero niecałe trzy lata temu. Docelowo cała konstelacja fazy pierwszej ma liczyć 4425 modeli umieszczonych na niskiej orbicie okołoziemskiej (LEO), a także dodatkowe 7518 modeli fazy drugiej na bardzo niskiej orbicie okołoziemskiej (VLEO).
Planowana jest także kontrolowana deorbitacja satelitów pod koniec ich życia, które ma wynosić około pięciu lat. Powiem szczerze, że wydaje mi się to czasem dość krótkim, natomiast jestem sobie w stanie wyobrazić taką konstelację jako twór niezwykle elastyczny. Pojawiło się oczywiście sporo głosów dotyczących zaśmiecania orbity, lecz argumenty Muska są tutaj dość trafne – zyski przewyższają straty. Dodatkowo kontrolowana deorbitacja spowoduje, że nad głowami nie będzie latał żaden złom, a jedynie w pełni funkcjonująca infrastruktura. Przewidywany czas zakończenia projektu? Sukces pierwszej fazy ma zostać ogłoszony już w 2024 roku, natomiast pierwsze komercyjne usługi mają ruszyć już przy 800 aktywnych satelitach.
Jak to wszystko ogarnąć?
Gdyby za taki projekt zabrała się jakaś inna, prywatna firma, prawdopodobnie bardzo trudno byłoby jej wysłać na orbitę kilka tysięcy satelitów. Nie zapominajmy więc, że w przypadku Starlink mamy do czynienia ze SpaceX, a więc z gigantem branży kosmicznej. Obliczenia są proste – aby dotrzymać terminów, potrzeba 177 lotów Falcona 9 lub 112 lotów Falcona Heavy, co da się osiągnąć przy odpowiednio 36 lub 22 lotach rocznie. W 2015 roku koszt przedsięwzięcia szacowany był na 10-15 miliardów dolarów, natomiast od tego momentu ich własna technologia nieco się poprawiła – Falcon 9 w wersji Block 5 jest znacznie mocniejszy, niż ten, który latał trzy lata temu. A jeśli kwota 15 miliardów nadal jest dla Was zbyt duża, to pomyślcie, że Microsoft wydał dwa i pół miliarda na kupno… Minecrafta. Sześć takich Minecraftów i cały świat ma łatwy i tani dostęp do sieci.
Nie wspomniałem o jeszcze jednym szalenie ciekawym aspekcie Starlink, czyli jego parametrach technicznych. Obecne satelity internetowe najczęściej umieszczone są na orbicie geostacjonarnej – znajdują się cały czas dokładnie nad tym samym miejscem. Wysokość wynosi dokładnie 35786 kilometrów nad Ziemią, a więc naprawdę wysoko – z tego też powodu opóźnienia (ping) wynoszą od 600 do aż 1200 milisekund. Wyobrażacie sobie granie w gry przy takim pingu? Coś strasznego. Starlink, ponieważ działał będzie na niskiej orbicie okołoziemskiej (a tą określany jest obszar od 200 do 2000 kilometrów nad Ziemią), oferować będzie ping od 25 do 50 milisekund.
Do działania potrzebne będzie tylko jedno – specjalna antena typu phased array (zainteresowanych odsyłam na Wikipedię) wielkości pudełka do pizzy, która może zostać umieszczona choćby na dachu. Istotne jest tylko, by nic nie przesłaniało widoku między nią a niebem. Koszt anteny ma wynosić od 100 do 300 dolarów, zaś miesięczne użytkowanie ma kosztować mniej niż 50 dolarów. I teraz, uwaga, antena ma pracować na prędkościach gigabitowych! 50 dolarów to sporo, ale to wciąż taniej niż 300 zł za 50 Mb/s, a Starlink oferuje znacznie, ale to znacznie większą prędkość.
Co może pójść nie tak?
Żeby nie było zbyt różowo, Starlink będzie borykał się z kilkoma problemami. Pierwszy z nich jest stricte techniczny i dotyczy prędkości komunikowania się satelitów z antenami naziemnymi – prędkość tejże komunikacji zależna będzie od warunków pogodowych. Duże zachmurzenie wpłynie na prędkość komunikacji tak samo, jak ma to obecnie miejsce w przypadku nawigacji satelitarnej. Inna wada wynika bezpośrednio z konstrukcji infrastruktury – sieć może zostać łatwo przeciążona, jeśli w jednym miejscu znajdzie się duże skupisko użytkowników. Powodem jest fakt, iż choć przepustowość całej sieci jest bardzo duża, dane muszą jakoś do tej sieci dotrzeć – tymczasem nad głowami nie znajdują się wszystkie satelity sieci, ale tylko niewielka część z nich. Nie jest to wada zbyt poważna, jeśli pod uwagę weźmiemy docelowe zastosowanie Starlink – projekt ma oferować dostęp do internetu tam, gdzie ludzi jest mało.
Z samej natury systemu wynika jeszcze jedna kwestia, a mianowicie polityka. Niektóre kraje chciałyby mieć kontrolę nad internetem, natomiast dostęp bezpośrednio z satelity nie oferuje takiej możliwości. Nie ma żadnych pośredników między anteną naziemną, do której podłączony jest nasz komputer, a satelitą, czyli po prostu internetem. Ale zaraz, skoro sygnał leci na tak dużą odległość, to czy bezpieczeństwo użytkowników nie będzie zagrożone? Nie bardzo – sieć ma oferować szyfrowanie end-to-end, które charakteryzuje się tym, że zawartość w formie niezaszyfrowanej dostępna jest tylko na urządzeniu nadawcy i odbiorcy. Każdy pośrednik może jedynie przekazać wiadomość dalej i nie ma możliwości odszyfrowania treści. To znaczy – taka możliwość zawsze jest, natomiast, jak powiedział Elon, przy obecnej mocy obliczeniowej komputerów nie będzie to po prostu możliwe. A jeśli tak by się jakimś cudem stało, to drobna aktualizacja bezpieczeństwa błyskawicznie rozprzestrzeni się po całym systemie i sieć wróci do punktu wyjścia.
Do realizacji projektu istnieje jeszcze jedna, czysto formalna przeszkoda – projekt musi zostać zatwierdzony przez Federalną Komisję Łączności. Nie można sobie bowiem ot tak uruchomić sieci gęsto komunikujących się satelitów. Wszystko wskazuje jednak na to, że zgoda zostanie udzielona, a wtedy do pokonania zostaną praktycznie tylko przeszkody techniczne. A z nimi SpaceX radzi sobie nad wyraz sprawnie.
źródło: reddit
MiniNauka #3: O tym, jak SpaceX wysłało w kosmos Falcona Heavy
