SpaceX chce upravit rozmístění satelitů Starlinku na orbitě, aby služby zákazníkům mohly být nabízeny dříve
V nedávno zveřejněném článku jste se mohli dočíst, že SpaceX to myslí s vynášením satelitů Starlink opravdu vážně, jen v letošním roce jsou v plánu minimálně další dva starty pro Starlink a další rok nás jich čeká až 24. Ovšem aktivita firmy SpaceX se v posledních měsících neomezovala jen na tyto plány, společnost se rozhodla upravit i parametry své satelitní sítě. Na tyto pozměněné plány se v dnešním článku podíváme blíže a zároveň si rozebereme možnost, zda má či nemá cenu při vynášení družic Starlinku používat Falcon Heavy.
SpaceX 30. srpna podalo k Federální komunikační komisi (FCC) žádost o úpravu parametrů své konstelace Starlink. Důvodem je podle SpaceX to, že úprava umožní uvedení sítě Starlink do komerčního provozu rychleji než v případě původního plánu. Vše zkrátka napovídá tomu, že SpaceX chce svou satelitní sít uvést do komerčního provozu co nejdříve a využít potom svého náskoku k získání dostatečného tržního podílu. Proti svým konkurentům bude mít navíc výhodu, že startuje na vlastních raketách, náklady za start se tedy budou pohybovat jinde než u konkurence.
SpaceX ovšem neplánuje změnit parametry celé konstelace. Chce pouze změnit způsob rozmístění prvních 1584 satelitů, s jejichž vynáškou začalo už v květnu. Jak je vidět z tabulky níže, tyto první satelity pracují ve výšce 550 kilometrů a podle současných plánů mají být umístěny ve 24 orbitálních rovinách, přičemž v každé z nich má být umístěno 66 satelitů. Nový plán počítá ovšem s tím, že ztrojnásobí počet orbitálních rovin, a to na 72, ale klesne přitom současně počet satelitů v jedné rovině na třetinu, tedy na 22 satelitů. Celkový počet satelitů tedy zůstane stejný, ale budou rozděleny do více rovin.
V současnosti raketa Falcon 9 vynese při jedné vynášce 60 satelitů a tyto satelity vyplní jednu orbitální rovinu. Podle SpaceX bude výhodnější, když jedním startem startem nepokryjí rovinu jednu, ale hned tři naráz. Prvních 22 satelitů tak bude moci rovnou začít nabírat výšku, zatímco zbylé družice budou čekat ve výšce 350 km, až se precesí dostanou na správnou rovinu a začnou stoupat také. Dle SpaceX tímto způsobem začnou satelity rychleji pokrývat svým signálem zemský povrch.
V čem tedy spočívá výhoda? Jakým způsobem pomůže tato změna SpaceX v plánu urychlit start své konstelace? Když v roce 2017 SpaceX mluvilo před výborem kongresu USA, uvádělo, že bude nutné vynést na oběžnou dráhu nejméně 800 satelitů, než bude moci zákazníkům začít nabízet služby sítě Starlink. Tato nová žádost tento počet satelitů výrazně redukuje, dle SpaceX bude potřeba možná jen polovina z nich, aby mohlo zahájit komerční provoz na celém území USA. Takto alespoň situaci interpretuje server Ars Technica. Dle nových představ tak bude moci SpaceX už na konci listopadu 2020 nabídnout zákazníkům v jižních USA internetové připojení, které by mohlo mít latenci 25 ms a gigabitovou rychlost. O další rok později už chce SpaceX mít pokryté celé území kontinentálních Spojených států a další vzdálenenější oblastí.
Tolik tedy říká teorie a opatrné rozbory na řadě serverů, ovšem v těchto článcích chybí ten klíčový rozdíl, proč to předtím nešlo a teď to najednou půjde pokrýt i s tak malým počtem satelitů. Pokud si dobře prostudujete tabulku s parametry sítě Starlink ve výšce 550 km, tak uvidíte, že v první fázi budou pozemní terminály zachytávat vysílání i těch družic, které budou jen 25° nad obzorem. Až při úplném obsazení drah se sníží úhel, pod kterým vysílá družice, a na Zemi tak vysílání půjde zachytit, až když satelit bude alespoň 40° nad obzorem.
Jakou tedy výhodu bude mít zachytávat signál tak nízko? Zásadní rozdíl je ve velikosti oblasti, kterou satelit svým signálem pokryje. Při větší šířce vysílací plochy zvládne družice pokrýt přibližně 2,7x větší oblast. Proto tedy budou moci být satelity umístěny řídčeji a i jejich menší počet zvládne rychleji pokrýt území USA.
Pokrytí jednou družicí Starlink a minimální výška nad obzorem (Zdroj: SpaceX)
Když se však na všechny tyto plány SpaceX zkusíme podívat blíže, nedává to docela smysl. SpaceX chce do konce listopadu 2020 pokrýt jižní část USA. Dobře, zkusme si jen zhruba spočítat, kolik v té době bude mít satelitů na orbitální dráze. Pokud budeme počítat dle nejoptimističtějších plánů, znamená to 4 startů letos a do konce listopadu příštího roku dalších 22. Nebudeme do tohoto počtu započítávat prototypové satelity vynesené v květnu. Celkem to dělá 1560 družic. S tímto množstvím by měli být schopni pokrýt celou Zemi zhruba řečeno mezi 53° severní a jižní šířky. Když budeme realističtější a budeme odhadovat, že se podaří uskutečnit jen polovinu plánovaných misí, stejně to pořád dělá 780 satelitů na oběžné dráze. Tento počet odpovídá původním odhadům SpaceX z roku 2017. Patrně tedy SpaceX bylo ve svých termínech i při úpravě velice konzervativní.
Samozřejmě tato úprava rozmístění družic do více rovin je zatím jen návrh ze strany SpaceX, který bude muset ještě FCC schválit. Přesto ve své žádosti SpaceX cituje federální regule, které určují, že případným změnám bude vyhověno, pokud tomu nebrání dvě výjimky. Pokud by žádost o úpravu požadovala rozšíření přenosového pásma nebo pokud by změna nebyla ve veřejném zájmu. SpaceX o rozšíření přenosového pásma neusiluje a její žádost na řadě míst zdůrazňuje, jak je tato změna výhodná pro amerického občana. Dokument například zmiňuje užitečnost Starlinku během období sezónních hurikánů, kdy napáchané škody mnohdy znemožňují komunikaci běžnými způsoby.
SpaceX se v žádosti také nezapomnělo vrátit do května 2019, kdy při vypouštění prvních Starlinků začala komunita optických astronomů protestovat proti konstelaci Starlink. V srpnu k tomuto tématu napsalo, že ač neexistují žádná pravidla či regule o odrazivosti světla od kosmických objektů, SpaceX přesto požádalo světovou komunitu astronomů, aby změřila dopad rozmisťování satelitů na oběžnou dráhu a bylo tak možno najít schůdnou cestu k jeho zmírnění. Přestože prý není důvod věřit, že by jiné rozmístění satelitů mělo jakýkoliv dopad na současně probíhající změny albeda satelitů, SpaceX je i nadále odhodlané pokračovat ve spolupráci s vědeckou obcí na nalezení vzájemně přijatelného řešení.
Křížení orbitálních rovin konstelace Starlink, podle nového plánu budou utkány hustěji než dnes, ale na jednotlivých orbitálních rovinách ubude satelitů (Zdroj: Mark Handley)
Možná jste si už sami položili otázku, zda by nestálo za zvážení použít při startech pro Starlink raketu Falcon Heavy (FH). FH je přeci o dost silnější než Falcon 9, a tak by mohl vynést více satelitů najednou, ne? Použití rakety Falcon Heavy však v současnosti nejspíš nemá smysl, což názorně vysvětluje obrázek níže. Je na něm zřetelně vidět, jak moc byl při různých startech SpaceX zaplněn aerodynamický kryt nákladu. V případě satelitů Starlink se jednoznačně ukazuje, že při startech s nimi je kryt naplněn až na maximální možnou hranici. Falcon Heavy sice nabízí vyšší celkovou nosnost, ale je vybaven totožným krytem jako Falcon 9. Pokud je tedy aerodynamický kryt vyplněn nákladem na maximum, použití silnější rakety žádnou výhodu nepřinese.
Znázornění různých nákladů v aerodynamickém krytu raket Falcon (Autor: /u/roow110)
Nedávno se objevily různé zvěsti na serveru Teslarati, že SpaceX o získání většího aerodynamického krytu jedná se společností RUAG, ale později se ukázalo, že se tyto informace nezakládají na pravdě. V současnosti tedy není známo, jestli SpaceX plánuje větší kryt, či nikoliv, ale bez něj by použití rakety Falcon Heavy bylo jen prázdným gestem bez jakékoliv přidané hodnoty.
Podpořte projekt ElonX
Zdravím, zajímalo by mě, z jakého důvodu nevyužijí polární dráhu? Kvůli křižování velkého počtu satelitů?
Protože na pólech nikdo není 🙂
Křižování samozřejmě taky, ale proč by prostě měli hromadu družic na místě, kde nebudou mít co dělat?
Pust si znovu to celkove video. V prvni fazi samozrejme vynechaji poly, ale pozdeji uz budou pokryvat i tuto oblast, ikdyz jen ridce, samozrejme tolika satelity nikoliv. A nutno nezapominat, ze ikdyz draha uvodni casti bude mit jen sklon 53′, samozrejme pokryji takto i vyssi oblasti, myslim plus minus par dalsich stupnu. Porad je tu navic alternativa Iridia, kdyz uz se rozhodnes smerovat na poly, myslim, ze satelitni telefon iridium nebude na skodu a budes si ho uz moci v te chvili asi dovolit.
Robert Zubrin o kolonizaci Marsu, SpaceX, SLS.. Sorry za menší OT ale o starlinku se taky zmiňuje.
https://youtu.be/4LdMhD3l4Ns
https://youtu.be/tLjWeNFw35s
Proste sa len snažia predbehnúť konkurenciu. Majú síce stále solídny náskok ale to sa môže ľahko zmeniť. A starlink potrebujú ako stabilný zdroj príjmov. Vývoj SHS bude drahý a treba započítať aj stavby a infraštruktúru. A ak si chcú udržať nasadené tempo bude treba riadne financovanie. A jedine SHS je schopná dokončiť starlink v rozumom čase. Takže SHS potrebuje starlink tak ako starlink bude potrebovať SHS.