Низкоорбитальные спутники: Низкоорбитальные спутники обеспечивают связь в любой точке земного шара | Analog Devices — Авиатор

Низкоорбитальные спутники обеспечивают связь в любой точке земного шара | Analog Devices

Большие группировки низкоорбитальных спутников скоро заполнят небо тысячами недорогих высокотехнологичных космических аппаратов, обеспечивая широкополосную связь в точках земного шара, где эта связь является крайне необходимой, при этом они будут передавать данные, голосовые сообщения и видео миллионам людей, живущих как в густонаселенных, так и в отдаленных районах нашей планеты. Благодаря возможности оптимизации диаграммы направленности доступ в Интернет получат пассажиры межконтинентальных рейсов, также эта технология повысит рабочие характеристики различных систем, начиная от игровых систем и заканчивая системами тактической осведомленности.

Это наше будущее, в котором космические аппараты будут предоставлять связь в любую точку Земли. Analog Devices (ADI) работает с такими заказчиками, как CesiumAstro, чтобы данная концепция стала реальностью. Благодаря 50-летнему опыту ADI в области разработки продукции для космических аппаратов и системным полупроводниковым решениям с возможностями организации связи с использованием фазированных антенных решеток компании Cesium, обе компании способствуют реализации более эффективных сетей космической связи.

В основе новой концепции лежит инновационный подход на основе готовых к использованию структурных элементов, который делает технологию ADI доступной для стартапов и небольших компаний, при этом он позволяет быстрее разрабатывать прорывные инновационные решения.

Обзор компании Cesiumastro

КОМПАНИЯ

Разработчик систем связи для спутников, БПЛА, ракет-носителей и других космических или авиационных платформ.

ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ

Аэрокосмические, военные и спутниковые системы связи.

ПРОБЛЕМА

Разработка недорогих технологических решений с активными фазированными антенными решетками и возможностями цифровой обработки полезной информации.

ЗАДАЧА

Небольшой технологический стартап ищет партнеров и источники финансирования.

Его задача – стать первым на рынке, выпустив полнофункциональный продукт.

ПОТРЕБНОСТЬ

Партнер с глубокими знаниями в предметной области и опытом внедрения решений системного уровня на основе микросхем. Отраслевые партнеры и инвесторы.

ЦЕЛЬ

Разработать и внедрить легко интегрируемую полноценную систему связи «Nightingale 1» (Соловей 1), которая более рентабельна по сравнению с традиционными технологическими решениями геостационарной спутниковой связи.

«Безопасные, надежные и характеризующиеся высокой пропускной способностью программно-определяемые каналы передачи данных являются основой космических и авиационных систем следующего поколения».
Шей Сабрипур

Основатель и генеральный директор компании CesiumAstro

ИДЕЯ, СПОСОБНАЯ ИЗМЕНИТЬ ОТРАСЛЬ

Основатель компании CesiumAstro, Шей Сабрипур, придумал идею, меняющую положение дел в отрасли, и концепцию структурных элементов. Его задумка позволяет сделать спутники космической связи более доступными с помощью простого, но элегантного подхода. Он заключается в том, чтобы использовать технологию фазированных решеток и коммерческие решения для сигнальных цепей компании Analog Devices, которые позволяют заказчикам быстро и легко адаптировать полезную нагрузку спутника к своим конкретным потребностям: нужно просто выбрать необходимую частоту – с изменяемой или фиксированной диаграммой направленности, выбрать необходимые функции радиосвязи – ретранслятор без обработки информации на борту или с возможностями обработки полезной информационной нагрузки, а также выбрать цифровое средство обработки информации – процессор или маршрутизатор.

Шей является ветераном спутниковой отрасли, который добился значительных успехов в проектировании, разработке и реализации низкоорбитальных и геостационарных телекоммуникационных спутников, ракет-носителей и межпланетных космических аппаратов. Тем не менее, Шею требовалось нечто большее, чем его инновационная концепция, чтобы привлечь финансирование для начала работы своей новой компании CesiumAstro. Ему требовалось финансирование и ключевая технология Analog Devices.

ДОБРО ПОЖАЛОВАТЬ В ANALOG GARAGE

Многие инициативы зарождаются в новом технологическом инкубаторе Analog Devices под названием Analog Garage. В Analog Garage ведутся работы по разработке различных технологий, которые, по мнению компании, будут иметь высокий потенциал и влияние, но для которых еще, возможно, нет коммерческого применения. Инженерные группы Analog Devices могут предлагать идеи и получать финансирование и ресурсы для проведения исследований и разработок на ранних стадиях. Analog Garage также инвестирует в стартапы с высоким потенциалом, которые получают финансирование, наставничество и техническую поддержку, что способствует скорейшему выводу их идей на рынок.

Шей был не понаслышке знаком с Analog Devices, так как неоднократно работал с этой компанией на протяжении своей долгой карьеры. «Шей смотрел на Analog Devices как на разработчика комплексных решений и компанию, решающую системные задачи, а не как на производителя электронных компонентов. Поэтому он и CesiumAstro начали работать с нами еще на раннем этапе» – сказал менеджер по продажам Дэвид Аргиропулос, работающий в региональном отделе продаж компании Analog Devices, охватывающим южно-центральный регион США и Латинскую Америку.

Analog Devices предоставила компании CesiumAstro передовые коммерческие технологии и опыт в области решений для формирования диаграммы направленности, усиления сигналов и программно-определяемых приемопередатчиков, которые им были необходимы. Analog Garage и корпоративное венчурное подразделение Analog Devices Ventures помогли CesiumAstro получить финансирование первоначального этапа развития компании в размере 12,4 миллиона долларов из различных источников, в том числе от ведущего инвестора Airbus Ventures, а также Kleiner Perkins, Franklin Venture Partners, Lavrock Ventures, Analog Ventures и Honeywell Ventures.

Многие компании зачастую начинают с узкоспециализированных технологий и находят способы снизить затраты. Analog Devices помогла CesiumAstro придерживаться противоположного подхода. Компания CesiumAstro использовала многие компоненты из ассортимента продукции ADI, начиная от компонентов ВЧ-тракта и заканчивая высокоскоростными преобразователями сигналов в цифровую форму и обратно, и разработала уникальный метод их интеграции. Дэвид Аргиропулос сказал: «Компания Analog Devices разработала технологии формирования диаграммы направленности и связи с использованием фазированных антенных решеток и имеет большой опыт в этой области. Если бы какая-то другая компания стала разрабатывать все эти технологические решения для CesiumAstro с нуля, им бы потребовалось гораздо больше времени на разработку».

У CesiumAstro есть преимущество, заключающееся в минимизации размеров – они создают компактные решения, которые приводят также к снижению веса, энергопотребления и стоимости. Хотя небольшой размер может и не быть преимуществом на баскетбольной площадке, но в мире спутников чем меньше компоненты спутника, тем меньше он весит, и тем дешевле вывести его на орбиту, особенно на низкую околоземную орбиту, а не геостационарную орбиту.

НИЗКООРБИТАЛЬНЫЕ И ГЕОСТАЦИОНАРНЫЕ СПУТНИКИ

Традиционные геостационарные спутники находятся на стационарной фиксированной орбите, которая располагается непосредственно над экватором на расстоянии примерно 22300 миль (35800 километров). В геостационарных спутниках зачастую могут быть установлены дорогостоящие, защищенные от излучения компоненты. Эти спутники движутся в том же направлении, что и Земля, и с той же скоростью (приблизительно 1000 миль в час), что дает им возможность оставаться в неподвижном положении относительно нашей планеты и миллионов спутниковых антенн с фиксированным положением на крышах домов.

Низкоорбитальные спутники работают на высоте примерно 1200 миль (2000 км) или меньше и обращаются вокруг Земли каждые 128 минут или меньше. Эти спутники, как правило, меньше по размеру по сравнению с геостационарными спутниками, и в большинстве случаев к их компонентам не предъявляются такие жесткие требования в плане защиты от излучения.

ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ НИЗКООРБИТАЛЬНЫХ СПУТНИКОВ

Затраты на запуск – запуск низкоорбитальных спутников дешевле из-за их меньшего размера и меньшей высоты, на которую их нужно вывести
Задержка – благодаря тому, что низкоорбитальные спутники работают ближе к околоземной орбите по сравнению с геостационарными аппаратами, задержки для критичных по времени сервисов, таких как игровые сервисы или сервисы по обеспечению электронных торгов, существенно меньше
Затраты на производство – производство низкоорбитальных спутников, как правило, обходится дешевле. Поскольку эти аппараты работают довольно близко к Земле, для успешной передачи сигналов им нужны менее мощные усилители

Количество спутников – хотя низкоорбитальные спутники дешевле в производстве и запуске, для обеспечения эффективной связи требуется их большее количество (чем геостационарных спутников)
Количество шлюзов – для работы низкоорбитальных спутников также требуется большее количество располагающихся на земле шлюзов (чем для геостационарных спутников), что сказывается на увеличении полной стоимости системы

ТЕХНОЛОГИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ФАЗИРОВАННЫХ АНТЕННЫХ РЕШЕТОК ДЛЯ НИЗКООРБИТАЛЬНЫХ СПУТНИКОВ

Компания CesiumAstro находится в курсе планов выхода продуктов ADI и разрабатывает полноценную легко интегрируемую активную фазированную решетку с возможностями формирования диаграммы направленности и встроенным аппаратным средством каналообразования – цифровым процессором основной полосы частот для операторов сети, состоящей из тысяч низкоорбитальных спутников.

Технология, используемая в низкоорбитальных спутниках, позволяет формировать диаграмму направленности, что полезно в случаях, если вам нужна большая пропускная способность в одних областях и меньшая пропускная способность в других. Для сравнения, традиционные геосинхронные спутники передают сигналы в широкой фиксированной полосе пропускания, которая не меняется.

«Например, возьмем Техас» – сказал Дэвид Аргиропулос: «В этом штате есть большие мегаполисы, такие как Даллас, Остин, Хьюстон. И между этими городами много пустующих территорий, на которые излучаются эти сигналы, что является попросту бесполезной тратой энергии. Но благодаря технологии активных фазированных решеток мы можем выделить большую полосу пропускания для излучения сигналов над Далласом, Остином, Хьюстоном и оставить меньшую часть полосы для излучения сигналов над Мидленд-Одессой и другими ненаселенными районами. Это позволяет значительно сэкономить средства и повысить эффективность связи».

NIGHTINGALE 1: СОЗДАН ИЗ СТРУКТУРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

«Наш продукт Nightingale 1 создан на основе системы, состоящей из масштабируемых и модульных структурных элементов. Программно-определяемая архитектура, подобная LEGO®, преобразует цифровые данные в управляемые, формируемые радиочастотные лучи» – сказал основатель и генеральный директор CesiumAstro Шей Сабрипур. Для создания высокоскоростного канала связи полностью интегрированным системам компании CesiumAstro, основанным на компонентах Analog Devices, требуется только один кабель питания и шлейф передачи цифровых данных. Продукты CesiumAstro, созданные на основе коммерческой, готовой к использованию базовой технологии ADI, сочетают в себе традиционную надежность, требуемую в аэрокосмической отрасли, с современными технологиями, и при этом обеспечивают высокую рентабельность производства устройств в промышленных масштабах. Эти продукты позволяют создать многолучевую фазированную антенную решетку, обеспечивающую широкий выбор параметров связи и возможности динамической перенастройки – это полноценная система связи в легко интегрируемом комплекте.

«Опыт Шея в космической отрасли позволил ему одним из первых увидеть то, что находится за гранью возможного, благодаря использованию на развивающемся рынке космических аппаратов решений ADI, начиная от компонентов ВЧ-тракта и заканчивая преобразователями данных в цифровую форму и обратно. Благодаря тесному сотрудничеству с командой системных инженеров Analog Devices компания CesiumAstro смогла очень быстро реализовать эту концепцию» – сказал директор отдела разработки продуктов для аэрокосмической и оборонной промышленности в компании Analog Devices Пол Ганси.

Шей Сабрипур сказал: «Я не ученый-ракетостроитель. Я просто создаю электронику, которая изменит мир».

О КОМПАНИИ CESIUMASTRO

Компания CesiumAstro Inc, основанная в 2017 году, поставляет высоконадежные интегрированные системы связи для использования в составе спутников, БПЛА и других космических и авиационных аппаратов. Компания предлагает полноценные решения «под ключ», масштабируемые для широкого круга заказчиков в коммерческом, государственном и военном секторах. К нынешним заказчикам компании относятся НАСА, Агентство противоракетной обороны США, Министерство военно-морского флота США, DARPA, Northrop Grumman, а также заказчики из коммерческого сектора, создающие крупномасштабные группировки малых спутников.

Низкоорбитальные спутниковые группировки — новое явление на рынке связи

Идея этой статьи родилась из простого запроса на комментарий — после появления очередной новости про низкоорбитальные спутниковые мега-планы Илона Маска и группы прогрессивных товарищей. Редакция «Кабельщика» обратилась к одному из самых щедрых на полезную информацию экспертов спутникового рынка Сергею Пехтереву — и в мгновенье ока небольшой комментарий разросся настоящий ликбез, почти учебник — невероятно интересный и весьма актуальный для всех, кто сколько-нибудь интересуется спутниковой связью.

Коммерческая спутниковая связь существует, по большому счету, всего полвека. Начиная с запуска 6 апреля 1965 года первого коммерческого спутника Early Bird, развитие отрасли проходило относительно планомерно, запускались все более тяжелые искусственные спутники Земли (ИЗС), создавались, приватизировались и объединялись компании операторы спутников, осваивались новые диапазоны…

Все шло в рамках эволюции…

Все знали, что спутники должны быть на геостационарной орбите: 36 000 км над экватором, на этой орбите они вращаются на той же скорости, что и Земля, и неподвижны относительно антенны, направленной на них. И оператору достаточно запустить один единственный спутник, чтобы начать бизнес. А спутниковая антенна должна иметь размер в несколько метров (этот размер постепенно уменьшался, и, начав с диаметра минимум в 10 метров, достиг сегодня каких-то 70 сантиметров) и неподвижно стоять на земле.

Первая попытка «революции» произошла в самом конце прошлого века — в головы инженерам пришла идея спутникового телефона, который всегда и везде на связи – достаточно запустить несколько десятков спутников недалеко от Земли — и вот оно счастье.

Первооткрывателем тут стал проект Iridium, а как только он стал собирать деньги с инвесторов, то рядом возникли близнецы конкуренты GlobalStar, Ico и Teledesic. Увы, одновременно произошла и революция в сотовой связи, стандарт GSM покорил мир, и желаемые 3 доллара за минуту разговора и миллионы абонентов, заложенные в бизнес планы, стали несбыточной мечтой. Iridium и GlobalStar, уже запустившие свои спутники банально обанкротились после начала предоставления услуг. Проекты Ico и Teledesic просто самораспустились, вернув акционерам хотя бы немного денег…

Потребовалось время, чтобы выросло новое поколение изобретательных инженеров, ну или чтобы разбогатело поколение непуганных инвесторов, но 15 лет никаких революционных идей в отрасли спутниковой связи не наблюдалось. И вот спокойствие закончилось, снова возникли проекты низкоорбитальных систем, готовых осчастливить человечество, теперь уже не телефонной связью, а широкополосным интернетом в любом месте земного шара, куда случится забрести хомо сапиенс.

Илон Рив Маск — американский инженер, предприниматель, изобретатель, основатель, совладелец, генеральный директор и главный инженер компании SpaceX

Давайте разберемся в чем собственно недостатки существующей на сегодня спутниковой связи и, соответственно, в чем бизнес-идея новых проектов спутниковых группировок на низкой орбите?

1) Геостационарная орбита (36 000 км над экватором) уже давно и плотно обжита. Чтобы спутники не мешали друг другу, они не могут стоять ближе, чем на расстоянии 2 градусов, соответственно, в наиболее интересных для бизнеса регионах поставить новый спутник уже невозможно.

2) Спутниковая задержка. Основной недостаток спутниковой связи с использованием геостационарной орбиты – это спутниковая задержка: сигнал от абонентского терминала до спутника идет не меньше 300 миллисекунд и еще столько же обратно. Такая задержка сильно усложняет работу телефонии и закрытых корпоративных сетей с шифрованием и туннелями, а также различных онлайн приложений от игр-стрелялок до торговли на бирже.

3) Большое расстояние от Земли до геостационарной орбиты сильно ослабляет сигнал и скорость в спутниковом канале. Чем ближе спутник к поверхности планеты, тем меньший размер антенны и мощность передатчика можно использовать в абонентском терминале (или при тех же размерах терминала значительно увеличить скорость передачи информации).

4) Сигнал с геостационарных спутников не виден на полюсах Земли. Практически связь выше полярного круга при работе с геостационара неэффективна. В то же время имеется очень много авиамаршрутов из Северной Америки в Юго-Восточную Азию именно через Северный полюс.

5) При стремительном развитии интернета и интернета вещей якобы ресурса спутников на Геостационарной орбите не хватит для всех потенциальных абонентов, и необходимо увеличить предложение емкости.

Новые спутниковые группировки из сотен ИСЗ 100 позволяют решить все эти проблемы – появляются сотни новых спутников, благодаря низкой орбите примерно 1000 км, задержка равна 15..20 миллисекундам и появляется шанс передать сигнал из Токио до биржи Лондона быстрее по ВОЛС, и на Земле не остается ни одного уголка, где не будет широкополосного интернета.

Но не все так просто — основные проблемы ВСЕХ планируемых низкоорбитальных спутниковых группировок:

1) Огромный размер начальных инвестиций – не менее 3 млрд долларов.

2) Небольшой срок жизни спутника на низкой орбите 5-7 лет из-за наличия на этой высоте остатков атмосферы, тормозящих ИСЗ (для примера, спутник на геостационарной орбите «живет» 15 лет), соответственно, большие расходы на постоянное обновление группировок.

3) Частоты выделяются на вторичной основе, и у всех новых группировок есть необходимость координации используемых частот. Пока позиция конкурентов с геостационарной орбиты весьма проста – NET. Поэтому один из вариантов работы ИСЗ на низкой орбите, когда его сигнал совпадает с линией сигнала от геостационарного ИСЗ, либо выключать свой сигнал, либо отклонять спутник в сторону.

4) Для пользования спутниковым интернетом нужен абонентский терминал, который может непрерывно следить за спутником, быстро перемещающимся над ним. Такие терминалы сейчас имеют размер минимум 80 на 80 см и стоят от 20 000 долларов.

5) Океаны занимают 70% Земли, то есть 70% емкости новых спутниковых систем будут практически не использоваться.

6) Хотя 3 миллиарда землян не имеют доступа к ШПД, но большая их часть живет на менее чем 100 долларов в месяц — у них просто нет денег оплатить новый сервис. У «золотого миллиарда» жителей Европы и Северной Америки деньги есть, но их потребности в интернете практически полностью закрывают сотовые операторы и кабельные провайдеры.

7) Новые спутниковые операторы должны получать право на использование частот, разрешение на предоставление услуг (то есть, выполнить местные требования СОРМ) в каждой стране, где они хотят предоставлять сервис.

8) Операторы новых группировок должны обеспечить «чистоту» в космосе, то есть гарантировать, что их ИСЗ после окончания работы благополучно вернутся или сгорят в атмосфере Земли, при этом никого не убив.

Число проектов низкоорбитальных спутниковых группировок уже перевалило за десять, но мы остановимся на самых известных четырех, силы убеждения авторов которых оказалось достаточно, чтобы собрать с инвесторов хотя бы десяток миллионов долларов и перейти от стадии оригинальных идей к стадии их красочных презентаций на роуд-шоу.

Вот эта великолепная четверка смелых:

Начнем с самого скромного LeoSat…

(Продолжение следует)

Низкоорбитальная навигационная система: подводные камни / Хабр

За час до того, как я сел писать эти строки, первый спутник-демонстратор низкоорбитальной навигационной системы Pulsar отделился от разгонного блока.

Идею системы я изложил в прошлой статье. Компания Xona планирует вывести около 300 небольших спутников на низкую орбиту. Каждый спутник будет снабжен приемником сигналов глобальных навигационных систем (ГНСС), по их сигналам спутники будут определять свои траектории движения и синхронизироваться. Из-за удаленности от поверхности земли и ориентации антенны, спутники будут оставаться вне досягаемости наземных постановщиков помех.

Каждый спутник системы будет формировать собственный сигнал, который, благодаря близости к поверхности планеты, окажется в 100 раз мощнее сигналов ГНСС. В совокупности с криптографической защитой сигнала это обещает устойчивость навигации к помехам и спуфинговым атакам. А за счет простоты спутников и их вывода, простоты комплекса управления, стоимость всей системы можно уместить в несколько сотен млн долларов.

Звучит многообещающе, но какие есть подводные камни? Структура сигналов и их несущие частоты пока не опубликованы компанией, и тут у меня возникает много вопросов.

Распределение частот RNSS

Частотный ресурс конечен и ограничен. Чтобы хоть как-то его поделить и упорядочить использование частот, страны участвуют в международном союзе электросвязи (МСЭ, англ. ITU). МСЭ каждые три-четыре года устраивает всемирную конференцию радиосвязи (англ. WRC), на которой пересматривает основополагающий документ — Регламент Радиосвязи (ITU RR). Регламент Радиосвязи определяет использование радиочастотного спектра и спутниковых орбит, в том числе задает распределение частот под те или иные сервисы. Регламент обязателен к исполнению всеми странами, подписавшими конвенцию МСЭ, а это практически все страны мира. На государственном уровне выпускаются постановления, дублирующие регламент. Например, в России это постановление Правительства «Об утверждении Таблицы распределения полос радиочастот …».

Есть в этом регламенте распределение и для спутниковых радионавигационных сервисов (англ. RNSS), в который входят как ГНСС, так и Xona Pulsar. В направлении космос-земля распределены несколько широких участков в нижнем L диапазоне и по одному узкому участку, по 20 МГц каждый, в S и C диапазонах:

Распределение частот для радионавигационных спутниковых сервисов

Нижний L диапазон перенаселен существующими системами, это GPS, GLONASS, Galileo, Beidou, IRNSS, QZSS, SBAS:

Добавление новых сигналов в L диапазон возможно, но новые сигналы не должны существенно сказываться на работе старых систем. Для этого на стороне потребителя спектры новых сигналов не должны пересекать старые, либо их спектральная плотность мощности (СПМ) должна быть сравнима с СПМ старых сигналов. Для обеспечения достаточной точности и помехоустойчивости Pulsar должна использовать широкополосные сигналы: единицы, а ещё лучше десятки мегагерц. Значит, не пересекаться со старыми сигналами в L диапазоне не получится. Но и низкий уровень СПМ обеспечить тяжело, ведь нам обещают сигнал в 100 раз мощнее сигналов ГНСС!

Можно попробовать размазать сигнал по всей частотной области, скажем от 1164 до 1300 МГц. Но даже в этом случае уровень его СПМ окажется выше на 10-13 дБ, чем уровень СПМ таких сигналов как GPS L5, Galileo E5, Beidou B3I и других. А это вызовет существенный уровень межсистемным помех.

К тому же, Xona заявила двухкомпонентный сигнал. Из релиза непонятно, имеются в виду две несущих частоты или две компоненты на одной несущей. Если первый вариант, то где будем размазывать? Если второй, то уровень межсистемных помех возрастет ещё на 3 дБ.

Размещение сигналов в S и C диапазонах имеет ряд негативных последствий. Во-первых, это потребует отдельной антенны и отдельных трактов, а значит усложнится внедрение системы в мобильные телефоны и т.п. устройства. Во-вторых, пропорционально квадрату частоты упадет мощность принимаемого сигнала при прочих равных условиях. В-третьих, усилится влияние тропосферы и осадков, которые в L-диапазоне относительно малы.

Прием сигналов ГНСС на фоне собственного передатчика

Чтобы синхронизировать спутники и определить траекторию их движения, на спутниках устанавливается приемник ГНСС. Могу предположить, что это будут приемники GPS или GPS+Galileo. Хоть спутник Pulsar и движется в космосе, он не многим ближе к спутнику GPS, чем любой наземный потребитель. Уровень сигнала на выходе его приемной антенны всё так же крошечен, порядка фемтоватт. Но с этого же спутника, вероятно в том же частотном диапазоне, необходимо излучать сигнал мощностью в десятки ватт!

По моему опыту разработки аналогичных систем, разнесение антенны на разные грани спутника может обеспечить развязку в 20, максимум 40 дБ. Это не спасет при разности мощности сигналов передатчика и приемника в 17 порядков, без дополнительных мер прием навигационных сигналов будет наглухо подавлен.

Какие могут быть дополнительные меры? Можно было бы разнести сигналы в разные частотные диапазоны. Но см. п. 1, это решение имеет большие недостатки.

Импульсный сигнал

Можно сделать импульсный сигнал. Например, чередовать включение и выключение передатчика с темпом от нескольких сотен нс до единиц мс. Для сохранения среднего уровня сигнала это заставит нас поднять мгновенную мощность ещё на 3 дБ, немного усугубить итак острую проблему межсистемных помех.

Вариант сигнала на нескольких поднесущих с отключением отдельных для приема сигналов ГНСС

Можно сделать сигнал с множеством поднесущих и выключать из по-очереди. Такой своеобразный ППРЧ. Но эффект и проблемы будут схожими. И появится новая — сохранение постоянной огибающей, без которой КПД усилителей на спутнике упадет с пятидесяти процентов до совсем скромных значений. А это проблемы и питания, и отвода тепла, и габаритов.

Поляризация сигнала

Угловые размеры Земли при взгляде со спутника GPS — 30 градусов. Спутник GPS излучает конус в этом направлении, мощность фокусируется в узком луче. Спутник от Xona расположен над самой поверхностью. Если на GPS мы смотрим анфас, то на Pulsar зачастую — в профиль. Спутнику потребуется значительно более широкая диаграмма направленности. А значит, упадет уровень сигнала.

Диаграмма направленности передающей антенны спутника GPS

Но падение уровня сигнала — это не главная беда. При использовании плоской антенной решетки и значительных отклонениях от надира, поляризация сигнала из круговой начнет вырождаться в линейную. А поляризация — один из самых эффективных способов борьбы с многолучевостью. При отражении сигнала с круговой поляризацией он зачастую меняет направление поляризации. Этот нежелательный сигнал с другим направлением поляризации отлично подавляется приемной антенной. Потеря этого качества негативно скажется на точности определения местоположения.

Распределение ключей

Для защиты от спуфинговых атак и ретранслированных помех сигнал Pulsar обещают зашифровать. Могу предположить, что защита будет выстроена по принципу сигналов санкционированного доступа системы GPS. При этом подходе сигнал с высоким темпом модулируется псевдослучайной последовательностью, являющейся хэшем от текущего времени. Чтобы полноценно принимать сигнал, вам нужен ключ, чтобы отражать время в ту самую последовательность.

Нет необходимости передавать полный ключ каждому потребителю. Его можно разбить на множество пар черный-красный. Из каждой пары черный зашивать при производстве в приемник, а уже красный передавать по каналам связи. Так каждому приемнику будет соответствовать индивидуальный ключ. Перехват индивидуального ключа без приемника, которому он предназначен, бесполезен.

Но эта схема может работать, когда приемники военные и стоят на строгом учете. Как быть с гражданскими потребителями? Ставить на учет каждый проданный айфон и каждую теслу?

Вероятно, это одна из причин заявленной двухкомпонентности сигнала. Один могут отдать только военным, второй — гражданским. Но тогда большинство приемников, гражданских, продолжат работать по сигналу, подверженному спуфингу. Хотя при этом и усложнится сам спуфер.

Заключение

За простой и элегантностью идеи низкоорбитальной навигационной системы кроется множество технических проблем её реализации. Интересно будет наблюдать, как разработчики системы их обойдут.

Средне- и низкоорбитальные спутники

Заглавная страница
Избранные статьи
Случайная статья
Познавательные статьи
Новые добавления
Обратная связь

КАТЕГОРИИ:

Археология
Биология
Генетика
География
Информатика
История
Логика
Маркетинг
Математика
Менеджмент
Механика
Педагогика
Религия
Социология
Технологии
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология

ТОП 10 на сайте

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Техника нижней прямой подачи мяча.

Франко-прусская война (причины и последствия)

Организация работы процедурного кабинета

Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний

Коммуникативные барьеры и пути их преодоления

Обработка изделий медицинского назначения многократного применения

Образцы текста публицистического стиля

Четыре типа изменения баланса

Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву

Мы поможем в написании ваших работ!

ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Влияние общества на человека

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Практические работы по географии для 6 класса

Организация работы процедурного кабинета

Изменения в неживой природе осенью

Уборка процедурного кабинета

Сольфеджио. Все правила по сольфеджио

Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления

⇐ ПредыдущаяСтр 59 из 167Следующая ⇒

Класс среднеорбитальных спутников пока не так популярен, как геостационарных и низкоорбитальных. Среднеорбитальные спутникиобеспечивают диаметр покрытия от 10 000 до 15 000 км и задержку распространения сигнала 50 мс. Наиболее известной услугой, предоставляемой спутниками этого класса, является глобальная система навигации (Global Positioning System, GPS), известная также под названием NAVigation Satellites providing Time And Range (NAVSTAR). GPS — это всеобщая система определения текущих координат пользователя на поверхности Земли или в околоземном пространстве. GPS состоит из 24 спутников — это то минимальное число спутников, которое необходимо для 100- процентного покрытия территории Земли. Первый тестовый спутник GPS был запущен в 1974 году, первый промышленный спутник — в 1978 году, а 24-й промышленный — в 1993 году. Спутники GPS летают на орбите высотой около 20 ООО км. Помимо спутников в систему GPS входит сеть наземных станций слежения за ними и неограниченное количество пользовательских приемников-вычислителей, среди которых и ставшие очень популярными в последние годы приемники автомобильных систем навигации.

По радиосигналам спутников GPS-приемники пользователей устойчиво и точно определяют координаты; для этого на поверхности Земли приемнику необходимо принять сигналы как минимум от трех спутников. Погрешности не превышают десятков метров. Этого вполне достаточно для решения задач навигации подвижных объектов (самолеты, корабли, космические аппараты, автомобили и т. д.).

В СССР была разработана и реализована система аналогичного назначения под названием ГЛОНАСС (ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая Система). Первый спутник ГЛОНАСС был запущен в октябре 1982 года, а в сентябре 1993 года система была официально введена в эксплуатацию. В 1995 году количество спутников достигло плановой цифры 24, но затем из-за проблем с финансированием не все выходившие из строя спутники заменялись новыми, поэтому было время, когда их число уменьшилось до 14, хотя в декабре 2008 количество спутников удалось увеличить до 18. Система ГЛОНАСС совместима с GPS, существует навигационное оборудование, которое может принимать сигналы от спутников обеих систем.

Достоинства и недостатки низкоорбитальных спутниковпротивоположны соответствующим качествам геостационарных спутников. Главное их достоинство — близость к Земле, а значит, пониженная мощность передатчиков, малые размеры антенн и небольшое время распространения сигнала (около 20-25 мс). Кроме того, их легче запускать. Основной недостаток — малая площадь покрытия, диаметр которой составляет всего около 8000 км. Период оборота такого спутника вокруг Земли составляет 1,5-2 часа, а время видимости спутника наземной станцией — всего 20 минут. Это значит, что постоянная связь с помощью низкоорбитальных спутников может быть обеспечена, только когда на орбите находится достаточно большое их количество. Кроме того, атмосферное трение снижает срок службы таких спутников до 8-10 лет.

Если основным назначением геостационарных спутников является широковещание и дальняя связь, то низкоорбитальные спутники рассматриваются как важное средство поддержания мобильной связи.

В начале 90-х годов достоинства компактных терминальных устройств для низкоорбитальных спутников показались руководителям компании Motorola более важными, чем их недостатки. Вместе с несколькими крупными партнерами эта компания начала проект Indium, который имел весьма амбициозную цель — создать всемирную спутниковую сеть, обеспечивающую мобильную связь в любой точке земного шара. В конце 80-х еще не существовало такой плотной системы сот мобильной телефонии, как сегодня, так что коммерческий успех казался обеспеченным.

В 1997 группа из 66 спутников была запущена, а в 1998 году началась коммерческая эксплуатация системы Iridium. Спутники Iridium действительно покрывают всю поверхность земного шара, вращаясь по 6 орбитам, проходящим через полюсы Земли. На каждой орбите находится по 11 спутников, передатчики которых работают на частоте 1,6 ГГц с полосой пропускания 10 МГц. Эта полоса расходуется 240 каналами по 41 кГц каждый. За счет многократного использования частот система Iridium поддерживает 253 440 каналов, организуя системы скользящих по поверхности Земли сот. Для пользователей системы Iridium основным видом услуги является телефонная связь и передача данных со скоростью 2,4 Кбит/с.

Спутники Iridium обладают значительным интеллектом, они могут, пользуясь специальными межспутниковыми каналами, передавать друг другу информацию со скоростью 25 Мбит/с. Поэтому телефонный вызов идет от спутникового телефона Iridium прямо на спутник, находящийся в зоне видимости. Затем этот спутник маршрутизирует вызов через систему промежуточных спутников тому спутнику, который в данный момент ближе к вызываемому абоненту. Система Iridium представляет собой сеть с полным собственным стеком протоколов, поддерживающим всемирный роуминг.

К сожалению, коммерческие успехи Iridium оказались очень скромными, и через два года своего существования компания обанкротилась. Расчет на мобильных телефонных абонентов оказался неверным — к моменту начала работы наземная сеть сотовой связи уже покрывала большую часть территории развитых стран. А услуги по передаче данных со скоростью 2,4 Кбит/с не соответствовали потребностям пользователей конца XX века.

Сегодня система Iridium снова работает, теперь уже с новым владельцем и новым именем — Iridium Satellite. У нее теперь более скромные планы, связанные с созданием местных систем связи в тех частях земного шара, где другая связь практически отсутствует. Программное обеспечение спутников модернизируется «на лету», что позволило повысить скорость передачи данных до 10 Кбит/с. В феврале 2008 года компания Iridium Satellite объявила о новой программе под названием Iridium NEXT. В соответствии с этой программой к 2014 году будут запущены новые 66 спутников; все коммуникации со спутниками и между спутниками будут происходить на основе стека протоколов TCP/IP.

Другой известной системой низкоорбитальных спутников является Globalstar. В отличие от Iridium 48 низкоорбитальных спутников Globalstar выполняют традиционные для геостационарных спутников функции — принимают телефонные вызовы от мобильных абонентов и передают их ближайшей наземной базовой станции. Маршрутизацию вызовов выполняет базовая станция, перенаправляющая вызов базовой станции, ближайшей к спутнику, в зоне видимости которого находится вызываемый абонент. Межспутниковые каналы не используются. Помимо телефонных разговоров Globalstar передает данные со скоростью 4,8 Кбит/с.

Еще одна сеть LEO — Orbcomm предоставляет сервис, ориентированный на передачу коротких сообщений в режиме «машина-машина», например, между промышленными установками или датчиками, расположенными в труднодоступных районах. Доставка сообщений не всегда осуществляется в режиме реального времени. Если спутник невидим, терминал Orbcomm просто хранит пакеты, пока космический аппарат не войдет в зону видимости.

Это приводит к чрезвычайно значительной неравномерности в передаче данных. Вместо привычных для пользователей Интернета задержек в доли секунды, в этой сети паузы иногда измеряются минутами.

⇐ Предыдущая54555657585960616263Следующая ⇒

Читайте также:

Формы дистанционного обучения

Передача мяча двумя руками снизу

Значение правильной осанки для жизнедеятельности человека

Основные ошибки при выполнении передач мяча на месте

Последнее изменение этой страницы: 2017-02-05; просмотров: 308; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia. su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь — 161.97.168.212 (0.004 с.)

Журнал Теле-Спутник

Что такое НОСС?

В 1945 году 27-летний английский ученый, популяризатор науки, писатель Артур Кларк высказал идею осуществления системы глобальной связи с помощью геостационарных спутников — и то, что казалось фантастикой в 40-х годах, оказалось вполне осуществимым в 60-х. Однако вывод аппаратов на стационарную орбиту требовал мощных ракет-носителей и разгонных блоков, способных по нескольку раз запускать в космосе свои двигатели. А испытать возможности космической связи хотелось как можно скорее. Потому первые в мире связные спутники выводились на низкие эллиптические орбиты с большим наклонением. Сеанс связи с таким спутником был очень короток — 10-20 минут. Но именно на таких аппаратах в первой половине 60-х годов была отработана аппаратура будущих больших стационарных спутников связи.

С тех пор прошло уже немало времени. Но старые низкоорбитальные системы связи, или сокращенно НОСС, не просто остаются работоспособными — в последние годы многие отечественные и зарубежные компании стали разрабатывать новые системы коммуникационных спутников, находящихся на низких орбитах.

Как всегда, трудно назвать одну-единственную причину нового интереса к вроде бы отжившим свое системам. Жизнь всегда сложнее самых правильных теорий. Например, что лучше: запустить один очень тяжелый и очень дорогой спутник или «россыпь» из нескольких десятков или даже сотен маленьких дешевых аппаратов?

Геостационарные спутники связи сперва казались удобнее. Их преимущество было в том, что они как бы постоянно висят над одной и той же точкой Земли. Тем самым значительно упрощается система работы с ним: ставите «тарелку», наводите на нужную точку и — пожалуйста, есть контакт. Низкоорбитальные спутники связи крутятся по орбитам с периодом от полутора часов до полусуток. Поэтому необходимо иметь на орбитах такое их количество, чтобы в любой точке обслуживаемой территории можно было провести сеанс хотя бы через один спутник. Тут-то и приходится решать проблему, что лучше: одна большая «птица» или «рой» мелких «пчел»? Простым суммированием тут решать нельзя. Приходится учитывать множество разных аспектов.

Вот, скажем, заплатили вы за большой и дорогой спутник, а при его запуске взорвалась ракета. Или спутник вышел на орбиту, но отказала одна из служебных систем, и аппарат оказался «мертвым». Вся ваша спутниковая система связи, завязанная на этот один спутник, рухнет.

С точки зрения живучести низкоорбитальный спутниковый «рой» лучше, хотя чтобы его вывести в космос, нужно много пусков ракет-носителей. Это могут быть не такие тяжелые носители, как те, что выводят спутники на стационар. Ведь здесь действует совершенно другой принцип. Каждый спутник можно сделать очень легким и дешевым. С одной стороны, расстояние до пользователя, которое определяет мощность ретрансляторов на борту космического аппарата, у низкоорбитальных спутников порой на порядок меньше, чем у стационарных. С другой стороны, чтобы запустить несколько дополнительных «спутничков», не надо тяжелого и очень дорогого носителя. «Рой» можно пополнять регулярно. Не нужно дублирование всех систем аппарата. У Советского Союза была и еще одна причина интересоваться не стационарными, а низкоорбитальными или высокоапогейными спутниками связи — наши космодромы расположены слишком далеко от экватора. Чтобы вывести спутник на геостационарную орбиту, проходящую в плоскости экватора на высоте 36 тысяч километров, нужно было создавать неимоверно большие ракеты-носители. Потому в СССР началось развертывание низкоорбитальных спутниковых систем.

НОССы российские

Первые аппараты для низкоорбитальных систем связи были разработаны в днепропетровском КБ «Южное» (ЩКБ-583) во главе с Главным конструктором М.К.Янгелем. Однако из-за сильной загруженности этого предприятия в 1963 году разработка низкоорбитальных спутников связи была передана оттуда в красноярское НПО Прикладной механики, возглавляемое М.Ф. Решетневым. Позже к этим работам в СССР подключилось омское ПО «Полет». Такие аппараты первого поколения низкоорбитальных спутниковых систем работали по принципу «почтового ящика». Переданное сообщение записывалось на аппарате и передавалось через некоторое время, требуемое для прихода спутника в зону радиовидимости пункта приема.

Первыми заказчиками низкоорбитальных спутниковых систем в СССР стали Комитет Госбезопасности и Главное разведуправление Генерального Штаба Вооруженных Сил. Системы связи на низких орбитах, использовавшиеся для передачи информации из-за рубежа, вполне удовлетворяли эти ведомства. Во-первых, такие системы не требовали громоздкого радиопередающего оборудования. Во-вторых, они обладали большой живучестью. Выход из строя одного — двух аппаратов практически никак не сказывался на общем состоянии «роя». Требования к оперативности доставки информации не были очень велики — режим «почтового ящика» вполне устраивал заказчиков.

Экспериментальные запуски первых советских низкоорбитальных спутников «Стрела-1» начались в 1964 году. После проведения испытаний такие спутники стали запускаться регулярно по 8 штук за один пуск на ракетах-носителях «Космос-3», а позже — «Космос-3М». Причем спутники не выводились в какое-то конкретное место орбиты. Носитель обеспечивал лишь размещение восьмерки аппаратов в определенной орбитальной плоскости. Расхождение же «Стрел» по этой орбите обеспечивалось разными временами отделения от ракеты. Тем самым орбиты каждого из восьми «Стрел-1» получались разными, и аппараты постепенно «разбегались».

Более крупный аппарат «Стрела-2» впервые был выведен на орбиту год спустя — в 1965 году. Он был тяжелее «Стрелы-1», из-за чего эти спутники запускали только по одному аппарату за пуск — на тех же ракетах-носителях «Космос-3» и «Космос-3М». Однако «Стрела-2» имел при этом и более высокую информативную пропускную способность, чем его предшественник.

С конца 60-х годов запуски обоих вариантов «Стрел» стали проводиться в СССР регулярно с целью создания орбитальных группировок и перехода от экспериментальной к штатной эксплуатации систем низкоорбитальной связи. Впоследствие эти аппараты прошли модернизацию, на них изменилась элементная база. «Стрела-1М» и «Стрела-2М» запускались вплоть до начала 90-х годов.

С 1985 года началось развертывание более современной системы спутниковой связи на низких орбитах — «Гонец», использовавшей более современный спутник «Стрела-3». Запуски по шесть аппаратов за раз осуществлялись с помощью более мощной ракеты-носителя «Циклон-3». Сперва пуски проводились опять же в интересах Министерства обороны. Однако 13 июня 1992 года боевые расчеты Военно-космических сил России осуществили запуск двух демонстрационных аппаратов «Гонец-Д» (их официально нарекли «Космос-2201» и «Космос-2202») для отработки гражданской системы космической связи на базе «военных» спутников. Демонстрация увенчалась успехом, а потому с 19 февраля 1996 года началось развертывание первого этапа системы «Гонец»: на орбиту вышли три спутника — «Гонец-Д1-1», «Гонец-Д1-2» и «Гонец-Д1-3».

14 февраля 1997 года боевые расчеты Военно-космических сил России провели с космодрома Плесецк запуск еще одной тройки спутников «Гонец-Д1». Первоначально для развертывания первого этапа системы предполагался запуск двух комплектов из 6 спутников «Гонец-Д1». Однако впоследствии Российское космическое агентство и Генеральный Штаб Вооруженных сил РФ договорились об осуществлении Военно-космическими силами четырех запусков со смешанной нагрузкой вместо двух раздельных. Такой подход позволил в более короткий срок получить рабочую группировку с аппаратами в двух орбитальных плоскостях, что улучшает режим связи по сравнению с нахождением этих же спутников в одной плоскости.

Система космической связи «Гонец-Д1» предназначена для передачи информации в режиме электронной почты. Спутники системы выводятся вместе с аппаратами «Стрела-3» «военной» системы связи. Различаются они лишь, по-видимому, рабочими частотами. Головными разработчиками системы «Гонец» являются НИИ Точных приборов (г.Москва) и НПО Прикладной механики (г.Железногорск Красноярского края). Оператором системы является закрытое акционерное общество «Космосервис», представляющее собой дочернее предприятие НИИ Точных приборов. Система, обеспечивающая передачу данных в цифровом пакетном режиме, может быть использована для организации связи в районах с неразвитой инфраструктурой, связи в чрезвычайных ситуациях, создания выделенных сетей связи (ведомственных, корпоративных и т.п.), контроля за местоположением и состоянием транспортных средств, сбора информации от стационарных датчиков (например, для экологического и промышленного мониторинга, сбора геодезических, гидрологических или сейсмических данных).

Создание системы «Гонец» предусматривает два этапа. На первом этапе будет осуществлено развертывание системы, ныне обозначаемой как «Гонец-Д1». В орбитальную группировку этой системы предполагается включить 12 спутников в двух орбитальных плоскостях. Шесть уже на орбите, еще шесть «Гонцов-Д1» должны выйти на орбиты до конца 1998 года.

На втором этапе развертывания — после 1998 года — система «Гонец» ко всем прочим услугам пакетной связи должна быть оборудована системой межспутниковой связи. То есть аппарат, приняв сигнал от индивидуального пользователя, должен передать цифровую или голосовую информацию по цепочке до такого спутника «Гонец», который в данный момент находится над нужной точной земного шара. Тот последний аппарат и ретранслирует информацию адресату-собеседнику. Причем система «Гонец» второго этапа должна будет обеспечивать непрерывную связь в глобальном масштабе. Поэтому состав ее орбитальной группировки должен быть существенно расширен по сравнению с группировкой первого этапа. Нынешними планами предусматривается конфигурация из 45 спутников: по 9 аппаратов в 5 орбитальных плоскостях, разнесенных на 36О друг от друга.

Использование в системе «Гонец» низкоорбитальных спутников-ретрансляторов позволяет применять пользовательские терминалы с малогабаритными ненаправленными антеннами. Для системы «Гонец» НИИ Точных приборов разработаны абонентские терминалы трех различных назначений.

Первый вариант: — это стационарные абонентские терминалы. Они обеспечивают передачу данных со скоростью до 9,6 кбит/с, а на втором этапе развертывания системы «Гонец» — дополнительно и полудуплексную речевую связь.
Второй вариант терминала: — терминал подвижной связи. Он предназначен для установки на транспортных средствах. Такие терминалы также обеспечивают передачу данных со скоростью до 9,6 кбит/с, а на втором этапе дополнительно и полудуплексную речевую связь. Кроме того, по желанию заказчика такие терминалы могут быть оснащены дополнительной платой для определения местоположения по сигналам глобальных навигационных систем GPS (США) или ГЛОНАСС (Россия). Терминалы, оснащенные подобными платами, могут использоваться автономно. Так будет реализовываться контроль за местоположением и состоянием транспортных средств.
Третий вариант: — необслуживаемые терминалы, которые предназначены для автономной работы в сетях дистанционного мониторинга и обеспечивают передачу данных со скоростью 1200 бит/с.

Только для второго этапа также разрабатываются портативные абонентские терминалы, предназначенные для полудуплексной речевой связи (по существу — носимые радиотелефоны, аналогичные нынешним сотовым телефонам).

В системе «Гонец» также предусматривается создание региональных центров, служащих для организации ведомственных и корпоративных сетей, сопряжения при необходимости с телефонными сетями общего пользования, выделенными сетями передачи данных и т. д.

Управление космической системой «Гонец» осуществляется из Центра управления системой, расположенного на территории НИИ Точных приборов. Резервный центр управления создается в Железногорске, на базе НПО ПМ.

Первоначально проект «Гонец» планировалось осуществлять исключительно на внебюджетной основе. Для этого еще в 1990 году была создана ассоциация «Смолсат», включавшая НПО «Союзмединформ», НПО ПМ и НПО Точных приборов. Однако, как и следовало ожидать, поиск внебюджетных источников финансирования осложнился тем, что негосударственные структуры не были готовы вкладывать свои средства в «кота в мешке» — проект, который еще не продемонстрировал своих возможностей.

Поэтому на этапе разработки системы «Гонец» финансирование шло по линии поддержки конверсионных программ, а основными пользователями системы были и остаются государственные структуры: Министерство по чрезвычайным ситуациям, Министерство путей сообщения, Министерство транспорта, Министерство обороны и даже аппарат Президента и Центризбирком. Кстати, при сборе информации о результатах президентских выборов в 1996 году как раз и использовалась среди прочих система «Гонец».

РКА и НИИ ТП рассчитывают, что после полного развертывания и начала эксплуатации системы «Гонец-Д1» круг ее пользователей начнет существенно расширяться. В него вольются негосударственные структуры, которые смогут воочию убедиться в возможностях «Гонцов». Привлекательной стороной отечественной системы считается более низкая стоимость ее услуг по сравнению с имеющимися иностранными альтернативами. Так, пользовательский терминал при нынешнем штучном изготовлении обходится в $2500-3000, тогда как, например, стоимость терминала системы спутниковой связи «Inmarsat-C», использующей большие стационарные спутники, составляет не менее $10000. Повременная оплата услуг в системе «Гонец» также примерно в 4 раза ниже, чем у «Inmarsatа».

Если возможность выхода системы первого этапа на режим самоокупаемости представляется вполне реальной, то перспективы привлечения достаточных инвестиций для развертывания второго этапа кажутся более сомнительными. Разработчики системы считают, что систему «Гонец» второго этапа можно будет развернуть при затратах в $200 млн. При этом предполагается, что за пять лет количество пользователей системы в России может быть доведено до 300 тысяч, а избыточные возможности (до 700 тысяч пользователей) будут предложены зарубежным клиентам. Однако создание глобальной коммерческой системы персональной речевой связи, рассчитанной на пользователей во многих странах мира, не только требует большего объема инвестиций, но и выводит ее создателей в качественно иную сферу конкурентной борьбы. Здесь уже «Гонцу» придется соперничать с аналогичными зарубежными системами спутниковой низкоорбитальной связи.

Продолжение статьи о зарубежных НОСС в следующем номере.

Geely отправила в космос первые девять спутников Geespace

Запущена первая партия будущей группировки из 240 спутников, на первом этапе – до 2025 года — ожидается запуск 72 спутников

Спутниковая группировка Geely Future Mobility будет обеспечивать работу сервисов автономного вождения, логистики, навигации дронов, картографии и других областей;
Разработанные с учетом принципов устойчивого использования, спутники не оставляют космического мусора после окончания расчетного срока службы;
GeeSAT-1 — первый китайский модульный, высокопрочный и высокопроизводительный спутник серийного производства.

Geespace, дочерняя компания Geely Technology Group и первый в Китае частный разработчик, оператор и массовый производитель низкоорбитальных коммерческих спутников, успешно запустила первые девять спутников на низкую околоземную орбиту с космодрома Сичан.

Спутниковая группировка Geely Future Mobility

Наземная базовая станция Geespace в Корле (Китай) сообщила о подключении первых девяти спутников GeeSAT-1 и отчиталась об их корректной работе после запуска. Эти спутники являются частью будущей группировки Geely Future Mobility, которая будет состоять из 240 спутников. На первом этапе до 2025 года на орбиту отправят 72 спутника, а на втором — еще 168.

GeeSAT-1 от Geespace — это первые модульные высокопрочные высокопроизводительные низкоорбитальные спутники массового производства в Китае. Они обеспечат позиционирование с точностью до сантиметра и подключение автомобилей брендов Geely Holding, а также связь транспортных средств и инфраструктуры для действительно безопасного автономного вождения.

Оказавшись на орбите, разработанные на основе принципов устойчивого использования спутники отработают пятилетний цикл и после чего они переместятся в атмосферу Земли, где распадутся, не оставляя космического мусора.

Благодаря успешному запуску и эксплуатации первых спутников Geespace, компания станет одним из первых в мире поставщиков комбинированных коммерческих услуг точного позиционирования и кинематики в реальном времени (PPP-RTK).

На ближайшее будущее также запланирована работа с партнерами по логистическому сектору для создания первой универсальной сервисной платформы мониторинга логистики с управлением и контролем процесса перевозки в режиме реального времени, что поможет защитить окружающую среду. Для этого компания разработала проект “Blue Guardian” в рамках стратегии корпоративной социальной ответственности. Он подразумевает регулярный мониторинг качества морской воды и выявление участков, подлежащих очистке. Компания также предоставит услуги высокоточного позиционирования, дистанционного зондирования и спутниковой связи на предстоящих Летних Азиатских играх 2022 года, которые состоятся в сентябре в Китае.

Geespace управляет группой спутников через сеть наземных станций в Китае, расположенных в Циндао, Тайчжоу, Корле, Чэнду и Харбине. Первоначально сервисное покрытие будет доступно на китайском рынке и в Азиатско-Тихоокеанском регионе. После 2026 года планируется глобальное расширение.

Рост коммерческого аэрокосмического сектора

«Многие благоприятные факторы, такие как политическая поддержка и рыночный спрос, ускоряют рост коммерческого аэрокосмического сектора. С помощью спутниковой группировки Geely Future Mobility компания Geespace планирует удовлетворить будущие потребности пользователей в высокоточном позиционировании, космической связи и услугах дистанционного зондирования. Кроме того, предлагая клиентам опыт и возможности Geespace в области производства коммерческих спутников, услуг AIT и спутниковой инфраструктуры , мы открыли новые возможности для развития в различных секторах, включая интеллектуальную мобильность, бытовую электронику, беспилотные системы, умную городскую инфраструктуру и защиту окружающей среды», — комментирует Тони Ван, генеральный директор и главный научный руководитель Geespace.

С момента образования в 2018 году Geespace создала полную цепочку для разработки, производства и эксплуатации спутников с центрами исследований и разработок в Шанхае, Сиане и Нанкине, операционными центрами в Гуанчжоу и Циндао, центрами развития бизнеса в Пекине и Тайчжоу, а также высокоавтоматизированным интеллектуальным комплексом по тестированию и производству спутников в Тайчжоу.

В начале сентября 2021 года Центр производства и тестирования интеллектуальных спутников Geely начал серийное производство коммерческих спутников с годовым объемом производства до 500 единиц. Благодаря интеллектуальному модульному производству Geespace может производить высококачественные, легко адаптируемые под требования заказчика спутники для удовлетворения растущего глобального спроса на коммерческие аппараты. GeeSAT-1 — лишь одна из множества новых моделей Geespace, и ее успешный запуск на орбиту — первый из многих, которые произойдут уже в ближайшем будущем.

Что такое низкая околоземная орбита?

Спутник на низкой околоземной орбите (Изображение предоставлено: Getty Images)

Проще говоря, низкая околоземная орбита (НОО) — это именно то, на что это похоже: орбита вокруг Земли с высотой, лежащей ближе к нижней границе диапазона возможных орбит. Это около 1200 миль (2000 километров) или меньше. Большинство спутников находятся на НОО, как и Международная космическая станция (МКС).

Чтобы оставаться на этой орбите, спутник должен двигаться со скоростью около 17 500 миль в час (7,8 километра в секунду), при которой ему требуется около 90 минут, чтобы завершить орбиту планеты.

Теория низкой околоземной орбиты

Орбиты возможны благодаря силе гравитации — той самой силе, которая удерживает нас на поверхности планеты. Точно так же, как мы уплыли бы в космос, если бы гравитации не существовало, так и спутник улетел бы по касательной, если бы не было силы, поддерживающей его движение вокруг Земли.

Это действительно происходит в случае космического корабля, который движется очень быстро — быстрее, чем скорость убегания Земли, которая составляет 25 000 миль в час (11,2 км/с). С другой стороны, если объект движется намного медленнее, например, суборбитальная ракета Blue Origin New Shepard, он упадет обратно на Землю так же уверенно, как и вы, подпрыгнув в воздух.

Связанный: Космическая собака Лайка: первое живое существо на орбите касательная. В результате объект, движущийся с такой скоростью, будет просто вращаться вокруг Земли . Это горизонтальная скорость, параллельная поверхности планеты.

Это может показаться запутанным, если вы когда-нибудь наблюдали запуск космического корабля, потому что 9Ракеты 0019 обычно летят вертикально вверх, когда взлетают. Но это потому, что им нужно как можно быстрее подняться над атмосферой или большей ее частью, чтобы избежать сил сопротивления. Но как только они оказываются над атмосферой, они переходят к горизонтальному движению. Когда спутник достигает орбитальной скорости, он официально находится на орбите.

Спутники на низкой околоземной орбите

Орбитальная скорость 7,8 км/с (17 500 миль/ч) относится к режиму НОО чуть выше Атмосфера Земли . На больших высотах скорость, необходимая для удержания спутника на орбите, меняется. На самом деле, это фактически уменьшается с увеличением высоты.

Однако это не означает, что ракете нужно затратить меньше энергии, чтобы вывести спутник на более высокую орбиту. Это потому, что требуется огромное количество энергии только для того, чтобы достичь этой большей высоты. Это дополнительное усилие для достижения больших высот является одной из причин, по которой большинство спутников размещается на НОО, наряду с другими соображениями, такими как изображения с более высоким разрешением, которые спутники наблюдения за Землей могут получать с более близкого расстояния.

Истории по теме

Однако есть одна особая высотная орбита, на которую стоит приложить дополнительные усилия, — это геосинхронная орбита (GEO).

Спутник на низкой околоземной орбите совершает около 16 оборотов в день или за каждый полный оборот самой Земли. Однако GEO находится на высоте около 22 000 миль (36 000 км), и в этот момент орбитальная скорость замедлилась, поэтому одна орбита соответствует ровно одному обороту Земли.

Это означает, что спутник на такой высоте эффективно зависает над одной точкой на поверхности Земли, что делает его особенно полезным для спутникового телевидения и других систем связи.

Спутниковые орбиты обычно следуют по траектории овального типа, называемой эллипсом, длина и ширина которого известны как большая и малая оси.

Когда эти две оси равны по размеру, орбита представляет собой идеальный круг, который является частным случаем эллипса. Большинство спутников имеют почти круговые орбиты, но в некоторых случаях эллипс может быть гораздо более вытянутым, при этом большая ось намного длиннее малой оси.

Орбита «Молния», например, используемая для связи в северных широтах, имеет нижнюю точку около 308 миль (495 км), но высшая точка составляет около 25 000 миль (40 000 км).

НОО — самый распространенный тип орбиты, но не единственный; вот некоторые другие.

Дополнительные ресурсы

Для получения дополнительной информации о низкой околоземной орбите и разработке спутников ознакомьтесь с «Проектированием низкоорбитальных спутников (Библиотека космических технологий, книга 36) (открывается в новой вкладке)» Джорджа Себастьена и др. , а также на веб-странице НАСА « Низкоорбитальная экономика».

Библиография

ЕКА, «Низкая околоземная орбита (открывается в новой вкладке)», март 2020 г.
ESA, «Типы орбит (открывается в новой вкладке)», март 2020 г.
Австралийская космическая академия, «Указание спутниковых орбит (открывается в новой вкладке)», по состоянию на май 2022 г.
Ретт Аллен, «Что особенного О низкой околоземной орбите? (открывается в новой вкладке)», Wired, сентябрь 2015 г.
Университет Хайт-Пойнт, «Орбиты (открывается в новой вкладке)», по состоянию на май 2022 г.

Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: [email protected].

Эндрю Мэй имеет докторскую степень. получил степень доктора астрофизики в Манчестерском университете, Великобритания. В течение 30 лет он работал в академическом, государственном и частном секторах, прежде чем стать научным писателем, где он писал для Fortean Times, How It Works, All About Space, BBC Science Focus и других. Он также написал ряд книг, в том числе «Космическое воздействие» и «Астробиология: поиск жизни в другом месте во Вселенной», изданные издательством Icon Books.

Пять способов воздействия низкоорбитальных спутников на Азию и Тихий океан

Статья | 27 апреля 2021 г.

Время чтения: 6 минут
ПОДЕЛИТЬСЯ ЭТОЙ СТРАНИЦЕЙ
Несмотря на быстрое распространение использования Интернета в Азиатско-Тихоокеанском регионе, согласно последним данным Международного союза электросвязи ООН (МСЭ), почти 2,4 миллиарда человек, или 55% населения региона, остаются в сети. Более 3 миллиардов человек живут на расстоянии более 10 километров от оптоволоконной кабельной инфраструктуры высокой пропускной способности, что делает перспективу доступа к широкополосному Интернету еще более маловероятной.
Еще до пандемии COVID-19 широкополосный доступ в Интернет был необходим для построения экономики, основанной на знаниях, и стимулирования роста на основе услуг. После пандемии подключение к Интернету стало еще более важным для устойчивости и является ключом к восстановлению. Он расширяет возможности развития навыков и экономических возможностей для отдельных лиц и укрепляет устойчивость общества во время потрясений. Напротив, те, у кого нет высокоскоростного интернета, находятся в невыгодном положении.
Спутники уже используются для обеспечения доступа в Интернет. Однако сейчас миллиарды долларов вкладываются в спутники нового поколения, которые вращаются вокруг Земли на малой высоте. Эти спутники на низкой околоземной орбите (НОО) могут лучше соединять удаленные и недоступные регионы. Многие новые группы этих спутников, известные как созвездия, находятся в разработке. Однако некоторые из них развернуты частично: более 1500 спутников находятся на орбите и еще тысячи находятся в стадии разработки.
По состоянию на 27 апреля 2021 года Starlink, созвездие, создаваемое SpaceX, уже запустило 1445 спутников и тестирует свои услуги в Северной Америке, Европе и Новой Зеландии. OneWeb, еще один провайдер спутникового широкополосного доступа, вывел на орбиту 182 низкоорбитальных спутника. Другие компании, в том числе базирующиеся в Азии, планируют присоединиться к ним. Тихоокеанский.»
Вот пять способов, которыми новые группировки спутников LEO могут повлиять на развивающиеся страны-члены АБР:
1. Глобальное покрытие сделает высокоскоростную связь реальностью даже в отдаленных регионах
Поскольку орбиты спутников LEO находятся на высоте менее 2000 км над уровнем моря поверхности Земли, они облетают планету несколько раз в день. В результате каждой группировке требуются сотни или тысячи спутников, покрывающих весь земной шар, чтобы обеспечить непрерывную связь в любой заданной области. Напротив, традиционные спутники располагаются преимущественно на геостационарных орбитах и предоставляют услуги концентрированной связи, охватывающие фиксированную географическую зону. По оценкам, созвездия LEO смогут увеличить пропускную способность спутникового интернета более чем в 10 раз всего за несколько лет и будут более равномерно распределять свои услуги по всей планете.

Рисунок: Сравнение характеристик: геостационарная орбита, средняя околоземная орбита и низкая околоземная орбита
2. Созвездия низкоорбитальных спутников улучшат качество спутникового интернета, расширят приложения и услуги, которые можно использовать
Низкая высота низкоорбитальных спутников снижает время, необходимое для перемещения данных между двумя точками, известное как задержка, от примерно 477 миллисекунд, присущих службе GEO (из-за их расстояния 35 786 км над поверхностью земли), до менее 27 миллисекунд. Это означает, что их можно использовать для приложений, которые полагаются на низкую задержку, таких как видеоконференции высокой четкости или основанные на действиях игры, обработка конфиденциальных финансовых транзакций или удаленное управление машинами.
Выиграют даже обычные голосовые вызовы, поскольку они наиболее эффективны, когда задержка составляет менее 150 миллисекунд. Воспользовавшись улучшенным качеством обслуживания передачи данных по LEO, Starlink заключила партнерское соглашение с Microsoft, чтобы напрямую подключить свою инфраструктуру к облачной инфраструктуре Microsoft и инфраструктуре центров обработки данных. Ожидается, что Amazon Project Kuiper также будет предлагать облачные услуги.
Это еще больше улучшит качество Интернета, особенно для облачных приложений и услуг, что позволит удаленным сообществам получать доступ к таким услугам, как онлайн-банкинг, электронное обучение и государственные услуги. Это также помогло бы им предлагать товары и услуги в Интернете.
3. Конкуренция должна снизить цены на широкополосный доступ там, где разрешены интернет-услуги на НОО.
Ожидается, что расширение глобальной спутниковой емкости за счет созвездий НОО поможет снизить затраты там, где услуга доступна. Хотя ни один новый оператор LEO не начал предлагать коммерческие услуги, Starlink предлагает бета-тестирование по конкурентоспособным ценам по сравнению с существующими услугами спутниковой связи и наземными технологиями. Простота выхода на рынок для поставщиков спутниковых услуг и снижение стоимости оборудования по мере расширения производства будут ключевыми факторами ценовой конкурентоспособности.
4. Возможность подключения LEO может повысить устойчивость сетевой инфраструктуры в регионах, подверженных стихийным бедствиям.
Части Азии и Тихого океана особенно уязвимы для сбоев связи, вызванных стихийными бедствиями, которые наносят ущерб наземной инфраструктуре, например, тайфуны, землетрясения и извержения вулканов. Спутниковая связь уже является ключом к восстановлению связи и поддержке реагирования на стихийные бедствия.
Не имеющие выхода к морю развивающиеся страны и малые островные развивающиеся государства могут иметь ограниченное, если таковое имеется, прямое международное подключение через наземный или подводный оптоволоконный кабель. Для этих стран дополнительное покрытие и пропускная способность, введенные LEO, расширят возможности резервных или резервных соединений.
5. Расширение созвездий низкоорбитальных спутников и все более доступные запуски ракет приносят пользу другим космическим технологиям и услугам
Крупные спутниковые созвездия низкоорбитальных спутников для широкополосной передачи данных были опробованы ранее, особенно в 1990-х годах, и несколько громких инициатив потерпели неудачу. Что изменилось с тех пор, так это постоянно растущий спрос на высокоскоростную передачу данных, усовершенствования спутниковых технологий и резкое снижение затрат на запуск, отчасти благодаря технологии повторного использования ракет.
Непрерывный прогресс в развитии технологии запуска также имеет преимущества, выходящие за рамки телекоммуникаций, включая наблюдение Земли — быстро расширяющийся источник данных в режиме реального времени, который используется для мониторинга здоровья сельскохозяйственных культур, отслеживания вырубки и восстановления лесов, измерения экономической активности и предоставления данных для прогнозная аналитика в управлении стихийными бедствиями.
Развитие технологий для пилотируемых космических полетов и исследований привело к широкому спектру инноваций, приносящих пользу жизни на Земле. Среди них системы очистки воды, теплоизоляция дома и регулируемые детекторы дыма. Поскольку стоимость запуска спутников продолжает снижаться, это может принести пользу наблюдению за Землей и поддержать развитие в Азии и Тихоокеанском регионе.
ПОДЕЛИТЬСЯ ЭТОЙ СТРАНИЦЕЙ
Предметы
Информационные и коммуникационные технологии
Связанные
Публикация: Цифровая связь и спутниковые группировки на низкой околоземной орбите: Возможности для Азии и Тихоокеанского региона
Видео Tech for Impact: как новая волна спутниковых технологий может изменить связь в Азии
Видео: Спутниковый широкополосный доступ в Интернет является ключом к достижению цели Папуа-Новой Гвинеи в отношении эффективных услуг электронного правительства
Какие области применения низкоорбитального спутника?
Спутник LEO или низкоорбитальный спутник обычно размещается на расстоянии от 500 до 2000 км. Эти устройства имеют ограниченное поле зрения (FoV). Следовательно, вам нужно большое их количество для полного охвата Земли. В отличие от стационарных устройств GEO, устройства LEO на высоте 1000 км могут поддерживать орбитальную скорость 7,3 км/с.
Это означает, что вам нужно по крайней мере две или три антенны на земле для переключения и отслеживания. Однако из-за меньшего требования к усилению эти антенны меньше, чем антенны GEO. Максимальный диаметр должен составлять 2,4 м, и он может использовать диапазоны Ku и Ka.
Для сравнения, большинство самолетов не летают на высотах более 14 км. Это означает, что самый низкий спутник LEO расположен примерно в десять раз выше этого. Устройства LEO также не вращаются вокруг Земли особым образом, в отличие от устройств GEO. Поскольку их плоскость можно наклонять, для технологии LEO доступно больше маршрутов.
Применение низкоорбитального спутника — требования и обязанности
Поскольку CubeSat продвинул отрасль за последние два десятилетия, весь космический рынок значительно вырос. Из-за этой коммерциализации увеличился спрос на спутниковые приложения на околоземной орбите.
Затраты на запуск техники в космос | Источник: https://www.futuretimeline.net/data-trends/images/rocket-launch-costs-trend.jpg
Как упоминалось выше, низкоорбитальный спутник может работать на расстоянии от 200 до 2000 км от поверхности Земли. Традиционная технология связи размещена намного выше на геостационарной орбите примерно на 36 500 км. Поскольку эти устройства намного меньше традиционных, возникло новое мышление, которое направлено на то, чтобы сосредоточиться на масштабе, возможностях и стоимости. По словам специалистов, туда нужно быстро подняться, выполнить требования и пополнить созвездие, когда это необходимо.
Благодаря своим небольшим размерам эти машины очень компактны и могут использоваться для многих различных задач, которые не может выполнять обычное оборудование. Это означает, что они подходят для различных промышленных применений. Вот некоторые примеры:
Связь
Наблюдение за Землей
Логистика и геолокация
Мониторинг сигналов
Научные миссии
Эти устройства должны поддерживать связь с наземными станциями с максимальной эффективностью. Спутники LEO могут использоваться для различных коммуникационных приложений. Эти машины в основном используются для передачи данных, пилотируемых космических полетов и дистанционного зондирования.
Использование низкоорбитального спутника
Геостационарные спутники (GEO) используются уже более нескольких десятилетий, обеспечивая связь даже с сельскими и отдаленными регионами. Однако инновации, такие как спутники LEO, потрясают отрасль GEO благодаря таким преимуществам, как низкая задержка и разнообразие приложений. Существует множество различных применений машин LEO, некоторые из которых включают:
В качестве устройств связи некоторые системы связи, такие как телефонные системы Iridium, используют услуги LEO.
Спутники мониторинга Земли используют LEO, потому что они могут видеть поверхность Земли с большей четкостью. Они также являются лучшим выбором для пересечения поверхности Земли.
Международная космическая станция расположена на НОО на высоте от 320 до 400 км над Землей. На самом деле, вы можете увидеть его без помощи телескопа.
Спутник LEO на орбите Земли | Источник: https://www.allconnect.com/wp-content/uploads/2020/06/satellite-internet-gets-better-this-year-89.615216.jpg
Какие возможности доступны для операторов мобильной связи?
Сегодня мир в основном основан на облачных технологиях и управляется данными. Следовательно, существует растущий спрос на безопасное и быстрое перемещение больших объемов данных из одной части земного шара в другую. Принимая во внимание эти разработки, спутники LEO в настоящее время сосредоточены на предоставлении более качественных услуг передачи данных.
Фокус на росте мобильных операторов и провайдеров изначально был отмечен увеличением охвата и доступного размера рынка.
Кроме того, постоянно внедряются новые услуги для увеличения доходов и использования в расчете на одного абонента.
Также были разработаны дополнительные услуги.
Применение LEO Satellite
Технология LEO в основном используется для мобильной связи. Коммерческие пользователи или предприятия, оборонный и военный персонал, а также люди, которые выезжают за границу или работают в местах, далеких от сотовой связи, используют спутниковые приложения LEO.
1. Удаленный промышленный бизнес
Устройства LEO способны предоставлять услуги в отдаленных районах, далеких от наземного покрытия. Следовательно, люди из таких областей, как нефть и газ, горнодобывающая промышленность и лесное хозяйство, используют спутниковые услуги LEO. Некоторые услуги включают подключение к Интернету, голосовую связь и даже отслеживание и мониторинг оборудования и оборудования.
2.  Заказчики оборонного назначения и правительство
Как упоминалось выше, спутники LEO могут обеспечить сетевое покрытие, недоступные сотовым сетям. Их также можно легко и быстро развернуть. Следовательно, коммерческие компании предоставляют различные мобильные спутниковые решения правительственным чиновникам, таким как представители Министерства обороны. Некоторые из этих услуг включают в себя решения для передачи голоса и данных, а также терминалы для высокоскоростного подключения.
3.   Аварийное реагирование
Инфраструктура связи может быть повреждена во время стихийных бедствий, таких как землетрясения и ураганы. Из-за повсеместного характера таких служб аварийно-восстановительные бригады часто используют их для координации восстановительных и спасательных работ. Большую часть времени услуги спутниковой передачи голоса и данных могут быть единственными доступными услугами.
4.   Рекреационные клиенты
Людям, которые любят плавать, ездить верхом или ходить пешком в отдаленные места и наземное покрытие, спутники LEO предоставляют множество услуг передачи голоса и данных. Эти сервисы также можно использовать для отслеживания, связи или определения местонахождения людей или уведомления властей в случае неожиданной неожиданности.
Наконец, преимущества и недостатки низкоорбитальных спутников
Низкая высота низкоорбитальной технологии идеально подходит для получения изображений и связи. Из-за малой высоты для сигналов связи не требуется большой мощности. Кроме того, время, необходимое для прохождения сигнала от спутника к наземной станции, меньше.
Кроме того, спутниковые изображения также смогут делать более качественные и подробные изображения. Спутники LEO очень легко построить, и общая стоимость их создания меньше, чем у их аналогов на более высоких орбитах. Эти устройства часто используются для сбора небольших объемов данных и других подобных экспериментов.
С другой стороны, спутники LEO также имеют свои недостатки. Из-за простоты запуска и растущей популярности этих спутников проблема космического мусора становится все острее. На самом деле космическим агентствам часто приходится использовать слои щитов для защиты от мусора. Эти устройства также должны иметь дело с атмосферным сопротивлением. Кроме того, типичный спутник LEO имеет гораздо меньший срок службы, чем спутники GEO.
5 Часто задаваемые вопросы о группировках спутников на низкой околоземной орбите (НОО)

В связи с недавним началом новой космической революции и быстрым развитием технологии низкоорбитальных спутников (НОО) в последние годы было задано тонны вопросов о том, что представляют собой все эти новые спутниковые инновации и технологии все о.
Индустрия LEO стремительно развивается благодаря множеству новых революционных возможностей, возникающих по мере разработки новых технологий. Некоторые даже называют этот рост четвертой промышленной революцией. Мы уже видим, как в этой отрасли появляются крупные игроки, такие как SpaceX, OneWeb и Blue Origin. В настоящее время они входят в число ведущих компаний в гонке за распространение Интернета по всему земному шару через спутники на низкой околоземной орбите.
В этом посте мы собираемся ответить:
Какова цель этих больших созвездий LEO?
Зачем нужно так много спутников?
Чем спутники LEO отличаются от традиционных спутников?
В каких диапазонах частот будут работать эти созвездия?
Кто сейчас основные игроки в этой области? (Не каламбур)
Поверьте мне , вы захотите узнать ВСЕ ответов, так как сейчас вокруг этой темы так много разговоров.
Что такое низкая околоземная орбита (НОО)?
Низкая околоземная орбита — это орбита вокруг Земли с высотой над поверхностью Земли от 250 до 2000 километров (1200 миль) и периодом обращения от 84 до 127 минут. Любые объекты ниже 160 километров (или 99 миль) будут испытывать очень быструю потерю высоты и снижение орбиты.
Q1. Какова цель больших созвездий спутников LEO?
Целью этих больших созвездий является постоянное 100% глобальное интернет-покрытие. По данным Internet Live Stats, чуть меньше 4 миллиарда нынешних пользователей Интернета в мире.
На момент написания этой статьи во всем мире насчитывалось 3 661 891 984 пользователя Интернета. (Нажмите на ссылку, чтобы увидеть, что это прямо сейчас в режиме реального времени). Это оставляет еще около 4 миллиардов человек в мире без доступа к Интернету . Таким образом, только около 40% всего мира имеют текущий доступ к Интернету.
Источник: www.weforum.org
Что с этим?!
К счастью, с новыми разработками в спутниковых группировках LEO это скоро изменится.
Созвездия LEO не только помогут миру приблизиться к 100-процентному доступу в Интернет, но также могут обеспечить 100-процентное покрытие в других областях, таких как постоянное глобальное наблюдение и визуализация. Более подробная информация о целях низкоорбитальных спутников будет в следующем вопросе.
Это приводит нас к…
Q2. Почему используется так много спутников с низкой околоземной орбитой?
Во-первых, чтобы помочь ответить на этот вопрос, вот краткий обзор различий между НОО, ГСО и ГСО:
Низкая околоземная орбита (НОО)
Орбита вокруг Земли на высоте 2000 километров над поверхностью Земли. (1200 миль) и период обращения от 84 до 127 минут. Объекты ниже примерно 160 километров (99 миль) будут испытывать очень быстрое снижение орбиты и потерю высоты.
Геосинхронная орбита (ГСО)
Орбита вокруг Земли, на которой спутник имеет период обращения, соответствующий вращению Земли вокруг своей оси (один звездный день), равный примерно 23 часам 56 минутам и 4 секундам.
G эостационарная орбита, геостационарная околоземная орбита или геосинхронная экваториальная орбита (GEO)
Круговая орбита на высоте 35 786 километров (22 236 миль) над экватором Земли и в направлении вращения Земли.
Тысячи меньших спутников (созвездий) запускаются на низкую околоземную орбиту, чтобы работать вместе и эффективно работать как единое целое. Большие созвездия необходимы для достижения глобального покрытия, учитывая их расположение относительно Земли. Поскольку LEO ближе к Земле, они покрывают меньшую территорию из-за ограниченного поля зрения антенн на борту каждого космического корабля.
Q3. Чем эти спутники LEO отличаются от традиционных спутников?

Традиционными коммерческими спутниками были геостационарные спутники. Эти спутники фиксируются в положении на поясе GEO, движущемся вместе с Землей при ее вращении. Он расположен на очень большом расстоянии от Земли (намного больше, чем НОО). Благодаря этому спутник может охватывать большие площади суши и водоемов. Некоторые из основных ограничений спутников GEO, в отличие от спутников LEO SAT, включают:
Весь частотный спектр используется во всей зоне покрытия
Много пользователей в одной зоне покрытия спутника
Вокруг полярных шапок нет покрытия
Существуют ограничения и проблемы для мобильных антенн на земле в отношении наведения на геостационарный спутник, поскольку мобильная антенна удаляется по долготе от местоположения орбитального слота (фактически называется углом наклона космического корабля на геостационарной орбите)
Q4. В каких диапазонах частот будут работать группировки спутников LEO?
К сожалению, в настоящее время нет прямого решения, которое может быть предоставлено относительно того, какой частотный спектр используется спутниками LEO. Однако, если бы использовался диапазон C, потребовались бы более крупные антенны на земле для поддержки созвездия LEO диапазона C. Это будет недостатком для этих новых группировок спутников LEO, которые пытаются обеспечить глобальную связь для всех, кто находится дома.
C-диапазон также широко используется в настоящее время, что означает, что помехи также будут проблемой (будь то спутники LEO, мешающие существующим пользователям C-диапазона, или наоборот). Важно знать, что чем выше диапазон (Ku, Ka, V-Band, в порядке возрастания), тем больше пропускной способности доступно. Кроме того, чем выше частота, тем менее широко она используется. Это означает меньше общих помех.
В роли адвоката дьявола: чем выше частота операций, тем больше потери при распространении. Следовательно, сигнал будет более восприимчив к затуханию в дожде. Существуют установленные руководящие принципы и распределенные частотные спектры, которые определяют, какие полосы частот можно и нельзя использовать для конкретных приложений. Просмотрите эту диаграмму, которая дает довольно хорошее представление о том, какие диапазоны используются и для каких приложений.
Спектр частот, который используется этими спутниками LEO, также зависит от одобрения государственных регулирующих органов, таких как Федеральная комиссия по связи (FCC) и Международный союз электросвязи (ITU). Компании, желающие создать спутниковую группировку LEO, должны убедиться, что выбранный ими спектр не мешает работе каких-либо существующих систем спутниковой группировки (например, группировок GEO) и наземных сетей. Существует формальный процесс подачи заявки на получение этого утверждения. Они также доводятся до всеобщего сведения, чтобы пользователи могли высказывать любые опасения.
Чтобы дать вам представление о том, какие современные созвездия LEO используют. .. LeoSat и OneWeb подали в Федеральную комиссию связи заявку на использование Ku-диапазона для РЧ-связей между спутниками и пользовательскими терминалами и Ka-диапазона для РЧ-связей между спутников и шлюзовых земных станций. Первоначально SpaceX подала заявку на очень похожее решение зимой 2016 года, но затем весной 2017 года повторно подала заявку на использование решения V-диапазона для всех спутниковых восходящих и нисходящих каналов связи. Все эти заявки являются общедоступными, и их можно найти на веб-сайте FCC.
Q5. Кто сейчас основные игроки в этом пространстве ? (Каламбур)
Поскольку спутники LEO являются новой и развивающейся технологией, в настоящее время в пространстве LEO есть только 3 основных игрока. Это:
SpaceX
ЛеоСат
OneWeb
Спутники GEO использовались в течение более длительного периода времени. В GEO (традиционном) 9 гораздо больше игроков.0014 пробел. Некоторые из основных операторов:
Intelsat
СЭС
Ютелсат
Телесат
Вот дополнительный список спутниковых операторов GEO.
Бонус В: В чем разница между группировками спутников LEO и MEO (средняя околоземная орбита)? Спутники
MEO работают на высоте от 2 000 км до 35 786 км. Это область пространства, которую занимают спутники GNSS. Спутники MEO имеют более длительный расчетный срок службы, чем спутники LEO, но не требуют высокотехнологичных конструкций, необходимых для космоса GEO. На этой орбите требуются точные источники синхронизации атомных часов (например, атомные часы серии AR133 с рубидием) в сочетании со сверхстабильным генератором (с использованием устаревшего кристалла BG61/BQOTY).
Кроме того, как упомянул Стивен Б. в наших комментариях (спасибо, Стивен!), новые созвездия спутников на средней околоземной орбите могут обеспечить меньшую задержку, более высокую скорость связи с меньшим количеством спутников, и их даже проще отслеживать, чем LEO. Некоторые из сегодняшних самых инновационных спутниковых компаний, такие как SES, планируют запустить свои спутники следующего поколения на СОО в ближайшие годы.
Мы ответили на все ваши вопросы?
Надеемся, что эти 5 часто задаваемых вопросов помогли ответить на многие из ваших вопросов о созвездиях спутников LEO.
Теперь Bliley предлагает высокопроизводительные технологии синхронизации и связи специально для НОО и космических приложений. Узнайте, как мы можем улучшить ваше космическое приложение!
Как низкая околоземная орбита меняет спутниковый интернет?
Началась новая космическая гонка, и со времен спринта на Луну в 1950-х и 1960-х все изменилось. На этот раз низкая околоземная орбита является пунктом назначения, а не проходом, и стартовый состав расширился и теперь включает Китай, Индию и частные компании по исследованию космоса, такие как SpaceX и Virgin Galactic.
Стремление к исследованиям и открытиям живо, но в шаткой экономике исследования подпитываются практическими целями, которые решают проблемы и привлекают инвесторов. С этой целью многие компании используют космос для расширения границ наземных технологий и улучшения систем связи с помощью низкоорбитальных спутниковых систем. В конце концов, интернет-данные — это то, чем мир просто не может насытиться.
Операторы спутникового интернета, в частности, совершают технологические прорывы, запуская массивные группировки спутников на низкую околоземную орбиту. Благодаря этим системам спутниковой связи люди во всем мире смогут получить доступ к Интернету, в том числе 10% населения мира, проживающего в районах, где нет мобильной связи или доступа в Интернет.1
Но действительно ли интернет на LEO улучшит наш мир? Давайте посмотрим, как спутниковый интернет, передаваемый с низкой околоземной орбиты, может повлиять на наше будущее.
Прежде всего: где Лео?
Как следует из названия, низкая околоземная орбита (или НОО) — это ближайшая к поверхности Земли орбита. Он начинается на высоте 160 км над Землей (99 миль), что является ближайшим объектом, который можно вывести на орбиту, и уходит на высоту 1000 км (621 миля). Просто чтобы дать некоторый контекст, имейте в виду, что Луна находится на расстоянии более 238 000 миль.
НОО находится слишком высоко, чтобы врезаться в самолеты (самолеты взлетают на высоту до 7,2 миль над Землей), и намного ниже радиационного пояса Ван Аллена, но это не значит, что там одиноко. Тысячи спутников расположены на НОО, включая спутники обработки изображений, погоды, связи и правительственные спутники, а также Международную космическую станцию (МКС). И каждый месяц на околоземную орбиту запускаются еще десятки спутников.
Спутники связи приближаются к Земле — и это хорошо
В течение последних 15 лет спутниковый интернет доставлялся на Землю с помощью больших спутников размером со школьный автобус на высокой околоземной орбите, примерно в 23 000 миль от Земли. Эта система передачи до сих пор работает на удивление хорошо, учитывая, что она существует уже несколько десятилетий. Данные передаются с помощью радиоволн и распространяются со скоростью света. Звучит быстро, да? Но есть небольшая проблема с расстоянием.
Даже путешествуя со скоростью света, требуется секунда или около того, чтобы данные передавались от вашей домашней спутниковой тарелки к спутнику на расстоянии 23 000 миль, а затем возвращались на Землю к наземной станции (где они необходимую информацию с сервера), а затем обратно на свой компьютер (через спутник в космосе). Каждый большой скачок требует времени, которое усугубляется паузами на серверах и в наземных операционных центрах, что приводит к задержкам.
Итак, из-за расстояний, связанных со спутниками в космосе, спутниковый интернет традиционно был намного медленнее, чем наземный интернет, такой как оптоволокно или кабель. И даже в более быстрых планах обслуживания всегда есть проблема с высокой задержкой (или задержкой). Вы заметите это, если когда-нибудь попробуете играть в быстрые игры, такие как Fortnite или Apex Legends , через спутниковый интернет. Вы щелкаете мышью, чтобы выстрелить в другого игрока, но к тому времени, когда ваше действие регистрируется, другой игрок отходит. И, возможно, вы были уничтожены в то же время. Однако низкая скорость является большим недостатком не только для геймеров. В мире, который с нетерпением ждет беспилотных автомобилей, умных ферм и Интернета вещей, быстрое время отклика имеет решающее значение.
Насколько низкая околоземная орбита быстрее
Спутники на низкой околоземной орбите намного ближе к Земле, что решает многие проблемы со скоростью и задержкой, которыми известен спутниковый интернет. Например, чтобы достичь спутника Starlink на низкой околоземной орбите, данные проходят всего 200 или 300 миль, что далеко от 37 000. Это означает, что спутниковые интернет-системы на низкой околоземной орбите могут обеспечивать более высокие скорости и иметь гораздо меньшую задержку (или задержку), чем другие спутниковые интернет-системы на высокой околоземной орбите. Спутниковый интернет, доставляемый со спутников на высокой околоземной орбите, может достигать 624 миллисекунд (или 0,6 секунды). Между тем, спутниковый интернет, доставляемый через низкую околоземную орбиту, предлагает сверхнизкую задержку от 20 до 40 миллисекунд.
Плюсы спутникового интернета LEO
Меньшая задержка (или задержка)
Более высокая скорость загрузки и скачивания
Стоимость одного спутника мала
Быстрее и дешевле вывести спутники на орбиту
Потенциал для глобального подключения
Минусы спутникового интернета на LEO
Для обеспечения интернет-покрытия необходимы тысячи спутников на LEO
Более высокая вероятность столкновения (LEO переполняется)
Может способствовать накоплению космического мусора
Может мешать астрономическим наблюдениям
Компании, инвестирующие в спутниковый интернет на низкой околоземной орбите
Десятки компаний по всему миру заинтересованы в доставке интернет-данных на Землю с помощью низкоорбитальных спутников. Хотя Starlink лидирует в создании своей спутниковой группировки, Starlink не единственный игрок. Частные компании, такие как OneWeb, Project Kuiper и другие, работают над созданием наземных станций и запуском спутников для доставки интернета на Землю. Некоторые из них работают над группировкой спутников для доставки данных специально для Интернета вещей. Правительства также принимают участие: Китай назвал спутниковый интернет новой частью инфраструктуры страны, и правительство инвестирует миллионы в спутниковые группировки.3
Starlink (подразделение SpaceX) запускает спутники на НОО с 2018 года, регулярные запуски происходят с конца 2019 года. Спутники Starlink запускаются на низкую околоземную орбиту партиями по 60 штук. Спутники запускаются с помощью разработанных частично многоразовых ракет. от SpaceX, что снижает стоимость и воздействие каждого запуска на окружающую среду. SpaceX работает над ракетой под названием Starship, которая сможет запускать 240 или более спутников одновременно.6 В настоящее время спутниковый интернет-сервис Starlink доступен на этапе публичного бета-тестирования для клиентов в некоторых частях Великобритании, США и Канады. По мере запуска большего количества спутников созвездие Starlink будет заполняться, а зона обслуживания Starlink будет расширяться, пока в конечном итоге она не станет доступна во всем мире.
Компания OneWeb , обанкротившаяся во время пандемии COVID-19, была куплена правительством Великобритании и индийским телекоммуникационным гигантом Bharti Global осенью 2020 года. Возможно, OneWeb пока не является лидером в космической гонке, но спутниковая система, которую он имеет, предлагает скорости и услуги, которые превосходят Starlink. Тесты OneWeb подтвердили скорость загрузки до 400 Мбит/с, что превышает максимальную скорость Starlink в 150 Мбит/с. В декабре 2020 г. компания OneWeb возобновила запуски спутников и, по прогнозам, начнет работу в некоторых частях мира к последнему кварталу 2021 г.5 Компания OneWeb сообщила о планах сделать услуги спутникового интернета доступными во всем мире в 2022 г.
Project Kuiper , или Kuiper, как его иногда называют, — это проект спутникового интернета, финансируемый Amazon. Хотя Kuiper еще не предлагает услуги спутникового интернета, он также сообщил о более высоких скоростях, чем Starlink — около 400 Мбит/с. В декабре 2020 года Amazon выпустила обновление, касающееся разработки «доступного клиентского терминала», который может обеспечить высокую скорость загрузки и выгрузки с низкой задержкой.7,8 Наличие доступного пользовательского терминала может стать важным преимуществом для Project Kuiper как пользователя Starlink. терминал стоит 49 долларов9, что делает его недоступным для большей части малообеспеченного и не подключенного к сети населения мира.
Будущее спутникового интернета
Общий вопрос относительно созвездий спутникового интернета LEO заключается в том, будем ли мы все использовать спутниковый интернет в будущем. Ответ немного сложен. Да, мы все выиграем, но не обязательно, используя Starlink или OneWeb для нашего интернет-сервиса.
Прежде чем мы забегаем вперед, давайте сделаем шаг назад и вспомним, что спутниковый интернет не заменит наземных интернет-провайдеров в ближайшее время. Иногда ажиотаж вокруг Starlink и подобных проектов заставляет людей думать, что спутниковая связь LEO станет лучшим выбором для всех в будущем. Это просто неправда. Люди, живущие в городских районах, обычно могут получить доступ в Интернет и услуги передачи данных быстрее и дешевле у поставщиков оптоволоконных, кабельных и даже сотовых сетей. Вероятно, это останется верным в течение многих лет.
В городах и городских районах телекоммуникационные компании использовали существующую кабельную и телефонную инфраструктуру для предоставления услуг Интернета. В конце концов, эти линии были заменены и модернизированы, чтобы обеспечить более высокие скорости и большую пропускную способность. По мере развития технологий оптоволоконный интернет произвел революцию в наземных интернет-системах, предложив скорость до 2000 Мбит/с. Но как насчет всех тех домов и предприятий в пригородах, небольших городах и сельской местности, которые не подключены к кабельным или стационарным телефонам? Что нам с ними делать? Вот где на помощь приходит спутниковый интернет.
Установка наземной интернет-инфраструктуры стоит дорого, около 27 000 долларов за милю9. Предоставление услуг тем же клиентам через спутниковые созвездия обходится намного дешевле. Да, это стоит миллиарды, но не так много, как прокладка кабельных линий под землей и под океаном, чтобы добраться до каждой фермы, острова и сельской заставы в мире.
Спутниковый интернет-сервис с низкоорбитальных систем станет огромным благом для миллионов людей, у которых нет интернет-сервиса. 10% населения мира живет в районах, где нет сотовой связи или интернета. А остальные из нас ютятся в перенаселенных городах, потому что в сельской местности труднее получить образование, получить доступ к здравоохранению и хорошо зарабатывать. Только подумайте о возможностях глобального доступа в Интернет — люди могут жить и работать из любой точки мира. Мелкие фермеры могут продавать свой урожай по справедливым ценам, используя данные в режиме реального времени и общаясь с людьми по всему миру. Удаленные работники в десятках отраслей промышленности могут жить где угодно, оживляя небольшие города и сельские районы и уменьшая заторы в городах и уровень загрязнения. С глобальным доступом в Интернет люди в сельской местности будут иметь лучший доступ к образованию, здравоохранению, информации и финансовым возможностям.
Но это не означает, что спутниковые данные будут касаться только людей, живущих в сельской местности или в недостаточно обслуживаемых районах. Во время природных или техногенных катастроф часто выходят из строя наземная инфраструктура и сети связи. Наличие дополнительных резервов — ни больше ни меньше — из космоса — обеспечит более безопасное будущее. Команды экстренного реагирования, подразделения аварийного восстановления, военные операции и научные экспедиции выиграют от наличия спутникового интернета и услуг передачи данных, доступных по всему миру.
Каждый, кто путешествует по местности с плохой сотовой связью, знает об ограничениях наших нынешних сетей передачи данных. Сотовые сети подобны невидимой привязи, которая удерживает большую часть населения мира вблизи городов. Если бы эта привязь была перерезана и отправить сообщение из внутренней Монголии было бы так же легко, как и из Лондона, тогда наш мир мог бы значительно измениться.
Другое использование спутниковых данных
Преимущества спутников связи LEO не ограничиваются доступом в Интернет. Небольшие спутниковые системы на НОО также можно использовать для передачи данных между мобильными телефонами2. Спутники также можно использовать для телефонной связи, беспилотных автомобилей и Интернета вещей. Умные фермы в сельской местности могли бы «знать», когда поливать себя, а когда собирать урожай.
Такие компании, как Lynk и AST SpaceMobile, разрабатывают спутниковые системы LEO, которые можно использовать для отправки текстовых сообщений со стандартных (немодифицированных) сотовых телефонов. Этот космический сервис данных может служить нам в будущем в качестве резервного соединения во время природных или техногенных катастроф. Это также может быть доступный телекоммуникационный вариант, который может быть доступен всем на планете без необходимости строительства миллионов вышек сотовой связи или прокладки миллионов кабельных или оптоволоконных линий.
Окончательный вариант
Спутниковые системы LEO готовы приносить пользу почти всем на Земле, прямо или косвенно. Эти созвездия могут создать реальные решения проблем подключения, с которыми ежедневно сталкиваются миллионы людей. Многие части мира находятся в невыгодном положении из-за отсутствия доступа к Интернету. Группировки на низкой околоземной орбите могут предоставлять глобальные услуги экономически эффективным способом.
В дополнение к 10% населения мира, не имеющему доступа к Интернету, еще миллиарды людей также могут воспользоваться спутниковой связью LEO через Интернет вещей (IoT). Интеллектуальные технологии могут меняться и развиваться, чтобы использовать эту новую космическую службу данных так, как это невозможно с наземными системами данных. Кроме того, услуги спутникового интернета и передачи данных LEO обеспечат меры безопасности за счет резервирования и поддержки спасательных операций и служб при стихийных бедствиях.
Вы можете узнать больше о низкоорбитальных спутниковых системах и о том, как X2nSat использует эту новую технологию, в блоге X2nSat или в наших новостях в прессе.
Отчет о мировом рынке низкоорбитальных (НОО) спутников за 2022 г.
Основными игроками на рынке низкоорбитальных спутников (НОО) являются Northrop Grumman, Kepler Communications, SpaceX, Boeing, Lockheed Martin, Thales Alenia Space, Airbus Defense and Space, SSL, Глобалстар и система BAE.
01 марта 2022 г. 04:06 по восточному времени | Источник: ReportLinker ReportLinker
Нью-Йорк, 1 марта 2022 г. (GLOBE NEWSWIRE) — Reportlinker.com объявляет о выпуске отчета «Отчет о мировом рынке спутников на низкой околоземной орбите (НОО) за 2022 год» — https://www.reportlinker.com/p06241265 /?utm_source=GNW
Ожидается, что глобальный рынок спутников на низкой околоземной орбите (НОО) вырастет с 3,50 млрд долларов в 2021 году до 4,13 млрд долларов в 2022 году при среднегодовом темпе роста (CAGR) 18,2%. Рост в основном обусловлен растущим внедрением низкоорбитальных спутников в различных секторах, растущим значением в коммуникационной и оборонной отраслях, повышением осведомленности о новых формах технологий, интеграцией IoT, машинного обучения, быстрым прогрессом в аэрокосмической отрасли, надежной государственной поддержкой. , увеличение предпочтения программно-определяемой полезной нагрузки для спутников связи, миниатюризация спутников и растущие достижения в системах полезной нагрузки. Ожидается, что рынок достигнет 9 долларов.миллиардов в 2026 году при среднегодовом темпе роста 21,5%.
Рынок спутников на низкой околоземной орбите (НОО) состоит из продажи спутников на низкой околоземной орбите организациями (организациями, индивидуальными предпринимателями и товариществами), которые производят спутники на низкой околоземной орбите. на меньших высотах, чем геостационарные спутники.
Обычно находится на высоте от 1000 до 160 км над землей. Они обычно используются для связи, военной разведки, шпионажа и других приложений обработки изображений.
Основными типами низкоорбитальных спутников являются фемто-, пико-, нано-, микро- и мини-спутники. Спутники с массой менее 100 грамм известны как фемтоспутники.
Согласно концепции, эти новые типы спутников являются недорогими устройствами, если они используют готовые коммерческие компоненты (COTS). Пикоспутники имеют сырую массу от 0,1 до 1 кг. Они используются для выполнения различных полезных нагрузок, таких как датчики изображения, системы автоматической идентификации (АИС) и средства связи. Наноспутники — это искусственные спутники, имеющие массу от 1 до 10 кг. Эти спутники используются для межпланетных миссий, дистанционного зондирования или связи. Спутники массой от 10 до 100 кг известны как микроспутники. Они используются для сбора научных данных, продвижения научных и человеческих исследований и радиорелейной связи. Масса миниспутника обычно не превышает 500 кг. Различные подсистемы включают в себя полезную нагрузку, структуру, телекоммуникации, бортовой компьютер, систему питания, управление ориентацией, двигательную установку и используются в разработке технологий, наблюдении за землей и дистанционном зондировании, связи, исследовании космоса, наблюдении. Он реализуется в различных вертикалях, таких как коммерческая, гражданская, государственная и другие.
Северная Америка была крупнейшим регионом на рынке низкоорбитальных спутников в 2021 году. В этом отчете представлены Азиатско-Тихоокеанский регион, Западная Европа, Восточная Европа, Северная Америка, Южная Америка, Ближний Восток и Африка.
Ожидается, что все более широкое использование низкоорбитальных спутников в различных секторах увеличит рост рынка низкоорбитальных спутников (НОО) в прогнозируемый период. Низкоорбитальные спутники играют важную роль в наблюдении за Землей для спутников в области сельского хозяйства и являются одним из важнейших факторов защиты, безопасности и долголетия планеты.
Наблюдение за Землей — это способ наблюдения и измерения биологических, химических и физических факторов в глобальном масштабе с использованием данных со спутников на низкой околоземной орбите. По данным Организации Объединенных Наций, ожидается, что к 2050 году население мира достигнет 9,7 миллиарда человек, что приведет к увеличению общего сельскохозяйственного производства на 69% в период с 2010 по 2050 год. Например, в ноябре 2020 года Индийская организация космических исследований (ISRO) объявила о запуск спутника наблюдения Земли для сельского, лесного хозяйства, поддержки ликвидации последствий стихийных бедствий. Такие компании, как Planet и Satellogic, разрабатывают решения для умного земледелия, запуская малые и наноспутники. Таким образом, растущее использование низкоорбитальных спутников в сельском хозяйстве будет способствовать росту рынка низкоорбитальных спутников.
Запуск усовершенствованных низкоорбитальных спутников приобретает все большую популярность на рынке низкоорбитальных спутников. Основные игроки, работающие в секторе низкоорбитальных спутников, сосредоточены на запусках спутников для обеспечения глобальной связи.
Например, в апреле 2021 года OneWeb, британский оператор спутниковой связи на низкой околоземной орбите, запустил 32 низкоорбитальных спутника с космодрома Восточный в России. После недавнего запуска OneWeb теперь имеет в общей сложности 182 спутника на орбите.
Они станут частью спутниковой группировки OneWeb 648 LEO, которая обеспечит подключение по всему миру на высоких скоростях и с малой задержкой. Кроме того, в ноябре 2020 года японская инженерная компания Mitsubishi Heavy Industries (MHI) запустила усовершенствованное реле спутник с технологией лазерной связи на орбиту.
Полезная нагрузка спутника, называемая системой связи с использованием лазера (LUCAS), будет отправлять данные со спутников на низкой околоземной орбите с использованием лазерной технологии.
В ноябре 2020 года правительство Великобритании и Bharti Global, компания, которая работала над предоставлением спутникового интернета по всему миру с созвездием до 648 спутников, приобрели OneWeb и за сумму сделки в 565,50 миллионов долларов (400 миллионов фунтов стерлингов), чтобы получить 45% доля каждого в фирме. Это приобретение рассматривалось как способ удержать космический сектор Великобритании на плаву после того, как британские компании были заблокированы в программе спутниковой навигации ЕС Galileo из-за Brexit.