Le sujet des communications par satellite est très complexe, car il combine non seulement des problèmes techniques et commerciaux, mais aussi des problèmes d'interaction internationale entre les différents pays dans l'utilisation du spectre de fréquences commun pour l'humanité, dans le domaine de ce projet et de ses capacités, la majorité de la population a beaucoup délires.
Dans la mesure du possible, j'ai essayé de parler des communications par satellite (que j'ai donné plus de 27 ans de ma vie et, en général, j'ai réalisé quelque chose) et du projet StarLink en particulier, dans mon blog, mais maintenant il y a beaucoup de matériel accumulé sur ce projet, et une compréhension de ce qui n'est pas réellement les gens qui ne sont pas de notre industrie étroite comprennent (se trompent), m'ont conduit à l'idée de systématiser les connaissances accumulées sur ce projet et de les publier sous une certaine forme unifiée, en essayant de rendre cette description intéressante et accessible pour un lecteur ordinaire intéressé par la technologie et l'espace, ainsi que utile pour mes collègues travailleurs des communications.
C'est à vous de juger de ce qui en est sorti et de ce qui ne l'a pas fait. Autant que je peux et je vais mettre à jour le contenu (car le projet se développe et évolue rapidement à la volée) et répondrai à vos questions.
Sergey Pekhterev, Ph.D.
1. La naissance du projet Starlink
Si vous cherchez l'origine de ce projet, vous devez très probablement prendre 2007 comme point de départ, lorsque Greg Wyler a fondé O3b Networks, dont les actionnaires étaient l'opérateur de satellite SES (il détenait 49,5% des actions), Google, la banque HSBC, Liberty Global Foundation.
Photo: Greg Wyler
En 2016, SES a racheté des participations aux actionnaires restants d'O3b Networks, ce qui a été une reconnaissance du succès de l'entreprise et de Greg Wyler en tant que leader, et des perspectives de ce secteur d'activité. Rappelons que O3b est l'abréviation d'Autres 3 milliards: un rappel des trois milliards de terriens qui n'avaient pas accès à Internet en 2007. L'essence de ce projet était de créer une constellation de satellites sur une orbite à 8 000 km de la Terre au-dessus de l'équateur, qui fournirait un accès Internet haut débit à la population mondiale vivant entre 45 degrés sud et 45 degrés de latitude nord. Un inconvénient évident du projet était que pour recevoir Internet, il fallait un complexe de deux antennes d'un diamètre de 2,4 m et d'un coût de 120 000 dollars. Deux antennes étaient nécessaires car l'une recevait un signal, suivant un satellite volant,tandis que la deuxième antenne visait le prochain vaisseau spatial afin de remplacer la première lorsque «son» satellite a disparu derrière l'horizon.
Un tel service a été adopté par les gouvernements et les télécoms des pays africains, des États insulaires de l'océan Pacifique, ainsi que du Pentagone pour ses bases à l'étranger. Autrement dit, l'entreprise a été un succès, la ressource réseau a été épuisée. Mais en raison du coût énorme des antennes, ce service ne pouvait pas être utilisé par les villageois dans les profondeurs de l'Afrique, et même seulement par des particuliers. Il fallait un projet "Internet par satellite personnel" basé sur des satellites en orbite basse.
Et un tel projet est apparu dans Google, où Mark Krebs a obtenu un emploi en 2013.
Le 30 septembre 2014, Google a déposé une demande de brevet pour une constellation de satellites pour l'accès Internet haut débit avec un réseau de stations terrestres passerelles et de liaisons inter-satellites, dont Mark Krebs a été répertorié comme l'inventeur.
Le brevet a déjà été délivré en 2017, voici à quoi devrait ressembler la constellation de satellites:
Ainsi, nous pouvons affirmer avec certitude qu'en 2013-2014. Google travaillait sur un projet de satellite pour l'accès Internet haut débit en interne, avec Mark Krebs et Greg Wyler comme contributeurs actifs. Ce dernier a décidé d'impliquer Elon Musk dans ce projet, qui ne faisait que jeter les bases de son futur succès, passant à la version 1.1 de la fusée Falcon 9 et amarrant le vaisseau spatial Dragon cargo à l'ISS. Le masque s'est vu attribuer le rôle de «cabine» pour la livraison des satellites dans l'espace et de «monteur» pour leur fabrication.
Que s'est-il passé et comment en 2014 entre les dirigeants de Google, Elon Musk et Greg Wyler, je ne peux pas le dire: nous devons attendre qu'ils publient tous leurs mémoires et lisent qui, quoi, qui a dit et qui a envoyé qui où, mais le résultat est connu. Greg Wyler s'est séparé de Google et a lancé son propre projet OneWeb (WorldVu), et Elon Musk a obtenu un financement de Google et a lancé un projet similaire en 2014.
Notez que très probablement. 2014 a été une année très mouvementée, et les négociations entre les parties ont été assez tendues, et les parties se préparaient à ce que leur entreprise commune n'ait pas lieu. On sait au moins que le 27 juin 2014, une demande a été déposée auprès de l'Union internationale des télécommunications (UIT) au nom du régulateur norvégien des communications pour un réseau de satellites de 4 257 satellites appelé STEAM. Le réseau se composait de deux groupes: STEAM-1 a été annoncé dans la bande Ku, et STEAM-2 a été conçu comme un groupe Ka; ses 4 257 satellites étaient répartis sur 43 plans orbitaux. L'initiateur de cette application de l'UIT était Steam Systems, fondé en 2014 par le cabinet d'avocats Schjødt. En 2018, le registre des propriétaires de Steam Systems a été modifié et maintenant SpaceX est propriétaire à 100%.L'avantage de la Norvège par rapport aux États-Unis était l'absence de frais, facturés par le régulateur de l'industrie américaine, la Federal Communication Commission (FCC) - il exigeait près d'un million de dollars et en l'absence de bureaucratie. Pour rappel, la FCC examine l'application 2016 de SpaceX depuis près de deux ans, scrutant les revendications de tous les concurrents.
Ainsi, on peut dire que le domicile parental du projet Starlink est Google, et Greg Wyler et Mark Krebs revendiquent le rôle de parents (en 2016, Mark a déménagé à SpaceX, en 2018 Elon Musk l'a expulsé de là, et depuis 2018 Krebs travaille sur le projet Amazon Kuiper par Jeff Bezos). Mais la vraie vie dans Starlink a été inspirée par Elon Musk, qui a pris feu avec cette idée en 2014. Voici la première mention par Musk du prochain projet Starlink:
2. Principaux événements du projet Starlink
Janvier 2015 - Ouverture d'un bureau à Redmond, Washington, créé spécifiquement pour développer le projet Starlink.
15 novembre 2016 - dépôt d'une demande auprès de la FCC pour l'utilisation du spectre de fréquences des bandes Ku et Ka par une constellation de satellites de 4425 engins spatiaux.
1er mars 2018 - dépôt d'une demande d'utilisation du spectre de fréquences de la bande V par une constellation de satellites de 7518 engins spatiaux.
30 mars 2018 - FCC a autorisé le dépôt de novembre 2016 pour un réseau de 4425 satellites.
22 février 2018 - Deux satellites de test (Microsat-2a et Microsat-2b) ont été lancés avec succès par le lanceur Falcon 9 en tant que charge de passage. Ils ont ensuite été renommés Tintin-A et Tintin-B.
Octobre 2018- réorganisation du bureau de Redmond avec le licenciement de sept salariés, dont deux top managers du projet Starlink. Parmi les licenciés figuraient le vice-président de la direction satellite Rajiv Badyal et l'un des concepteurs en chef, Mark Krebs, qui était impliqué dans le projet Internet par satellite chez Google. Elon Musk les a remplacés, donnant aux nouveaux dirigeants la tâche de lancer des satellites à la mi-2019.
8 novembre 2018 - dépôt d'une demande auprès de la FCC pour changer l'application du réseau des bandes Ku et Ka (4425 satellites), avec l'attribution du premier étage de 1600 satellites et une diminution de la hauteur d'orbite pour eux de 1100 km à 550 km.
15 novembre 2018 - La FCC a autorisé le réseau le 1er mars 2017 à utiliser 7518 satellites dans la bande V.
20 décembre 2018- La Division de la planification du développement stratégique et des expériences de l'US Air Force a attribué à SpaceX un contrat de 28 millions de dollars pour tester diverses utilisations militaires du réseau satellite Starlink au cours des trois prochaines années.
1er février 2019 - Space X a soumis une demande à la FCC pour allumer et exploiter 1 million de terminaux d'abonnés.
8 avril 2019 - SpaceX approuve une licence d'exploitation d'un système de télédétection terrestre privé. Ainsi, SpaceX a le droit de prendre des photos à la fois de ses propres satellites et de la Terre. Autorisation délivrée pour l'imagerie couleur basse résolution pour 60 engins spatiaux sur une orbite circulaire avec une inclinaison de 53 °.
26 avril 2019- La FCC a approuvé la demande de SpaceX visant à modifier le réseau en bande Ku annoncé précédemment. On parle maintenant de 1584 satellites à une altitude de 550 km (au lieu de 1150) et une inclinaison de 53 °.
Mai 2019 - des vidéos du train Starlink commencent à apparaître sur Internet - de nombreux satellites de ce groupe ressemblaient à un train en mouvement dans le ciel nocturne. Les exclamations admiratives du public commencent à s'accompagner de l'indignation des astronomes. L'épopée "SpaceX vs communauté astronomique" commence.
23 mai 2019 - Lancement de 60 satellites Starlink en version v0.9 (liaison de connexion Terre-espace en bande Ku). Premières photos publiques de satellites et de leur emballage sous le carénage d'une fusée Falcon 9.
28 juin 2019... SpaceX a notifié à la FCC de commencer les tests des bornes au sol. Ce sont environ 200 terminaux à réseau phasé plat et dix avec une antenne parabolique.
30 août 2019 - SpaceX soumet une autre demande à la FCC pour modifier les caractéristiques de la constellation: désormais, le premier étage du réseau Starlink devrait être composé de 72 plans orbitaux, et non de 24. En conséquence, le nombre de satellites dans chaque avion change: au lieu de 66, il n'y en aura plus que 22.
7 octobre 2019 - SpaceX a demandé à la FCC de soumettre 20 demandes à l'UIT pour 30000 satellites en orbite basse.
11 novembre 2019 - lancement de 60 vaisseaux spatiaux Starlink version 1.0. L'altitude de l'orbite circulaire de séparation des satellites de la fusée est de 280 km, c'est-à-dire nettement inférieure à celle du premier lancement.
20 novembre 2019- La Conférence mondiale des radiocommunications (CMR) de l'UIT a décidé du délai imparti aux opérateurs de constellations de satellites en orbite basse pour déployer pleinement leurs systèmes. A partir du moment où l'UIT reçoit une demande (elle est soumise par l'administration nationale du pays dans lequel est situé l'opérateur de la constellation) pour l'attribution du spectre de fréquences pour le réseau satellite de l'opérateur, le compte à rebours commence à 7 ans. Au plus tard 7 ans plus tard (sinon la demande sera annulée), l'opérateur doit commencer à déployer son réseau de satellites de telle sorte que 10% des engins spatiaux soient lancés dans les 2 premières années, 50% dans les 5 premières années, et l'ensemble de la constellation (100% des satellites déclarés ) après 7 ans. Si l'opérateur ne le fait pas, ses droits de spectre sont limités proportionnellement au nombre de satellites lancés à la fin de ces sept ans.
7 janvier 2020 - troisième lancement de 60 engins spatiaux Starlink (deuxième lancement des satellites de la version 1.0).
29 janvier 2020 - quatrième lancement de 60 engins spatiaux Starlink (troisième lancement de satellites version 1.0).
4 février 2020 - L'Australian Communications and Media Authority a octroyé à SpaceX une licence pour fournir des services en Australie.
17 février 2020 - le cinquième lancement de 60 engins spatiaux Starlink (le quatrième lancement des satellites de la version 1.0).
18 mars 2020 - le sixième lancement de 60 engins spatiaux Starlink (le cinquième lancement des satellites de la version 1.0).
17 avril 2020... SpaceX soumet une demande à la FCC pour changer l'architecture du réseau Starlink Ku / Ka-band. Tous les satellites fonctionneront sur des orbites comprises entre 540 et 570 km.
22 avril 2020 - septième lancement de 60 engins spatiaux Starlink (sixième lancement des satellites de la version 1.0).
23 avril 2020 - Elon Musk annonce sur Twitter que les tests bêta fermés des services Starlink commenceront dans environ 3 mois et les tests publics dans environ 6 mois.
17 mai 2020 - Les premières photos du STS pour le réseau Starlink sont apparues, la photo a été prise à la passerelle à Merrilan, Wisconsin.
2020 g du 20 mai . SpaceX a demandé une licence de services de télécommunications internationales de base (BITS), qui vous autorise à fournir des services de communications au Canada.
1 juin 2020SpaceX a déposé une demande auprès de la FCC pour la 2ème génération du réseau Starlink de 30 000 satellites sur des orbites allant de 328 à 614 km.
4 juin 2020 - le huitième lancement de 60 engins spatiaux Starlink (le septième lancement des satellites de la version 1.0). L'un des satellites dispose d'un VisorSat pour réduire sa visibilité.
13 juin 2020 - le neuvième lancement de 58 engins spatiaux Starlink (le huitième lancement des satellites de la version 1.0). De plus, trois satellites SkySat ont été lancés.
14 juin 2020 - L' inscription de ceux qui souhaitent participer aux tests bêta s'ouvre sur le site Web www.starlink.com .
21 juin 2020 - Des informations sur le routeur Wi-Fi pour le terminal Starlink sont apparues. Le routeur a reçu la certification FCC et sera fabriqué à Taiwan.
1 août 2020- Les premiers résultats des tests du service Starlink sont apparus sur Internet: vitesses jusqu'à 60 Mbps, latence à partir de 31 ms.
4 2020 g d'août . - SpaceX s'est tourné vers la FCC avec une demande d'étendre l'autorisation demandée précédemment pour 1 million de terminaux d'abonnés à 5 millions, justifiant qu'il y avait un grand intérêt pour son système et que la société a reçu 700 mille demandes de test.
2020 g du 7 août . - dixième lancement de 57 engins spatiaux Starlink (neuvième lancement de satellites version 1.0). De plus, 2 satellites BlackSky ont été lancés.
18 août 2020 - le onzième lancement de 58 vaisseaux spatiaux Starlink (le dixième lancement des satellites de la version 1.0). De plus, 3 satellites SkySat ont été lancés.
3 septembre 2020- douzième lancement de 60 engins spatiaux Starlink (onzième lancement de satellites version 1.0).
3 septembre 2020 - SpaceX annonce qu'il a testé avec succès une liaison laser entre deux satellites Starlink.
6 octobre 2020 - treizième lancement de 60 engins spatiaux Starlink (douzième lancement de satellites version 1.0).
15 octobre 2020 - Le CRTC, organisme canadien de réglementation des télécommunications, a approuvé la délivrance d'une licence BITS à Space X pour fournir des services de communications de base au Canada
18 octobre 2020 - le quatorzième lancement de 60 vaisseaux spatiaux Starlink (treizième lancement de satellites de la version 1.0).
2020 g du 24 octobre . - le quinzième lancement de 60 engins spatiaux Starlink (le quatorzième lancement de satellites version 1.0).
Octobre 2020 g 27 . - Space X lance un programme bêta public sous le slogan «Mieux que rien». Les participants au test bêta sont invités à échanger des terminaux à 499 $ (plus les taxes de l'État et les frais d'expédition) et des frais d'abonnement de 99 $ par mois sans limiter le trafic. La vitesse promise sera de l'ordre de 50 à 150 Mbps, avec d'éventuelles interruptions de communication. En 2021, une amélioration significative de la qualité de service est promise grâce aux mises à jour logicielles et à l'augmentation du nombre de satellites.
27 octobre 2020 - Space X lance un programme bêta public sous le slogan «Mieux que rien». Les participants au test bêta sont invités à échanger des terminaux à 499 $ (plus les taxes de l'État et les frais d'expédition) et des frais d'abonnement de 99 $ par mois sans limiter le trafic. La vitesse promise sera de l'ordre de 50 à 150 Mbps, avec d'éventuelles interruptions de communication. En 2021, une amélioration significative de la qualité de service est promise grâce aux mises à jour logicielles et à l'augmentation du nombre de satellites.
3. Objectifs et coût du projet
En janvier 2015, lors de l'ouverture d'un bureau à Redmond, Elon Musk a noté:
- «Nous voulons changer la donne avec le trafic Internet dans l'espace. Notre objectif est qu'environ 10% du trafic local et 50% du trafic Internet «longue distance» (longue distance et international) transite par le réseau satellite.
- [] , .
- [ Starlink] . — $10-15 , .
- $100 $300 .
- , Starlink ».
En janvier 2017, le Wall Street Journal a publié un article de deux journalistes américains, Andy Pazstor et Rolf Winkler, qui ont en quelque sorte eu accès aux plans d'affaires 2015 de SpaceX. Selon ces plans d'affaires, le projet Starlink était censé dépasser les activités de SpaceX dans le lancement de satellites dans l'espace en 2020, et d'ici 2025, SpaceX s'attendait à ce que les revenus de Starlink atteignent 30 milliards de dollars par an (6 fois plus que ce qu'il donnerait. entreprise de missiles) et la société desservira 40 millions d'abonnés (le niveau de l'ARPU dans ce cas serait de 62 $ par mois). Dans le même temps, le bénéfice d'exploitation de Starlink était censé dépasser 15 milliards de dollars par an.
Dans quelle mesure les objectifs annoncés en 2015-2016 correspondront-ils à la dure réalité, nous le verrons probablement déjà en 2021. Cependant, nous notons que le chiffre d'affaires total des cinq plus grands opérateurs de satellites au monde: Intelsat, SES, Inmarsat, Telesat et Eutelsat - s'élevait à 7,75 milliards de dollars en 2019, contre lequel l'objectif de SpaceX d'avoir un chiffre d'affaires de 30 milliards de dollars en 2025 semble très, très optimiste ...
Le financement du projet provient de la collecte de fonds auprès des nouveaux et anciens actionnaires de SpaceX. Le placement des actions est clôturé et seul le montant des fonds levés est connu. Ainsi, par exemple, rien qu'au premier semestre de 2019, SpaceX a levé 1,02 milliard de dollars auprès des actionnaires.En août 2020, SpaceX a rapporté à la SEC avoir levé près de 2 milliards de dollars dans le capital de l'entreprise.
Selon les estimations des analystes de Morgan Stanley, publiées en juillet 2020, le projet Starlink n'atteindra pas de trésorerie positive avant 2033.
4. La composition du groupe Starlink
Parlant de la composition de la constellation en orbite basse Starlink de SpaceX, il convient de noter qu'elle se compose d'au moins deux réseaux de satellites distincts. Le premier réseau était initialement prévu (selon le dépôt de SpaceX auprès de la FCC le 15 novembre 2016) de 4425 satellites. Cette application a été approuvée par la FCC le 29 mars 2018.
Elle aurait dû ressembler à ceci:
Le deuxième réseau de 7518 satellites devra fonctionner en bande V (demande déposée le 1er mars 2017, approuvée le 19 novembre 2018).
Constellation Starlink VLEO:
Ensuite, SpaceX a apporté des modifications en 2018, abaissant l'orbite à 550 km. Le tableau ci-dessous montre la composition du groupe, selon la dernière candidature de SpaceX à la FCC le 17 avril 2020 (la candidature n'a pas encore été approuvée par la FCC):
Notez également que début juin 2020, SpaceX a envoyé plus une application appelée Génération 2, selon laquelle près de 30000 satellites supplémentaires sont prévus sur les orbites suivantes:
Cependant, dans cette revue, nous nous concentrerons sur l'analyse de la première étape du réseau en bande Ku / Ka, qui est réellement en cours de déploiement et a une chance de commencer à fournir un accès Internet dans un proche avenir (fin 2020). Pour le moment, SpaceX le voit sous la forme suivante: 72 plans orbitaux avec une inclinaison de 53 degrés, 22 satellites chacun à une altitude de 550 kilomètres (il est possible que ce ne soit pas la version finale). Cela ressemble à ceci:
5. Architecture du réseau Starlink
La figure montre l'architecture du réseau Starlink et ses composants les plus importants, à savoir: Le
segment spatial est un satellite en orbite basse (actuellement, les 1600 premiers satellites sont déployés sur une orbite à une altitude de 550 km avec une inclinaison de 53 degrés);
Segment sol :
- Système de gestion de réseau,
- Stations de passerelle,
- Terminal utilisateur
Quant au réseau terrestre, en fait, il est construit sur le réseau Google. SpaceX lui-même a deux réseaux autonomes enregistrés - AS14593 et AS27277 (ce dernier est peut-être utilisé pour le réseau informatique interne de SpaceX). Sur la base des données disponibles, le trafic des abonnés de SpaceX sera acheminé via des lignes de fibre optique louées (principalement le propre réseau de Google, si possible) vers les nœuds / points d'échange de trafic les plus proches aux États-Unis: LAX (Los Angeles), SEA (Seattle), ORD (Orlando), LGA (New York), SJC (San Jose), DFW (Dallas), IAD (Washington). Dans un tweet daté du 02/10/2020, Elon Musk a annoncé que la société tentera de placer des passerelles directement sur les bâtiments où se trouvent les «serveurs», ce qui sous-entend apparemment. à savoir, centres d'échange de trafic Internet.
Au 2/11/2020, SpaceX a des adresses IP d'Australie, de Nouvelle-Zélande, du Canada, de Grande-Bretagne, d'Allemagne et d'Espagne enregistrées dans AS (un système autonome, en fait, l'identifiant du fournisseur sous lequel les adresses IP sont enregistrées). AS36492 est utilisé par Google sous le nom de "GOOGLEWIFI" pour faire fonctionner les hotspots Wi-Fi publics, mais également utilisé par Starlink pour leurs adresses IP).
Pour l'Australie et la Nouvelle-Zélande, il existe deux plages:
IPv4
103.152.126.0/24 Adresses utilisateur Starlink Sydney PoP 1 (Nouvelle-Zélande)
103.152.127.0/24 Adresses utilisateur Starlink Sydney PoP 2
IPv6
2406: 2d40: 1000 :: / 36 Starlink Sydney PoP 2 adresses utilisateur
2406: 2d40 :: / 36 adresses utilisateur Starlink Sydney PoP 1 (Nouvelle-Zélande)
Canada:
143.131.2.0/24 SpaceX Canada Corp.
143.131.3.0/24 SpaceX Canada Corp.
143.131.4.0/24 SpaceX Canada Corp.
143.131.5.0/24 SpaceX Canada Corp.
143.131.6.0/24 SpaceX Canada Corp.
143.131.7.0/24 SpaceX Canada Corp.
Pour l'Europe:
162.43.192.0/24 SpaceX Services, Inc. (ES, Madrid)
162.43.193.0/24 SpaceX Services, Inc. (ES, Madrid)
176.116.124.0/24 SpaceX Services, Inc. (Royaume-Uni, Londres)
176.116.125.0/24 SpaceX Services, Inc. (Royaume-Uni, Londres)
188.95.144.0/24 SpaceX Services, Inc. (DE, Francfort)
188.95.145.0/24 SpaceX Services, Inc. (DE, Francfort)
Dans le prochain article, nous décrirons la fonctionnalité de chaque élément du réseau.