Starlink (műholdprojekt)

Egy korai elképzelés szerint a 2012-ben alakult OneWeb(wd) (akkori neve: WorldVu) terveiben 648 vagy még ennél is több műhold Föld körüli pályára állítása szerepelt.^[1] Ennek az alapgondolatát vette át Elon Musk, a SpaceX vállalat tulajdonosa, aki kezdetben szorosan együttműködött a WorldVu vállalattal.

Farooq Khan, a Samsung Researcher Amerika elnöke a Starlink műholdas projekt alapgondolatát már 2015-ben Mobile Internet from the Heavens – Mobilinternet az égből című cikkében felvázolta. Elképzelése szerint egy kb. 4600 darabból álló konstellációval, amely alacsony Föld körüli pályán kering, terabájt/s adatátviteli sebesség érhető el. Amennyiben 5 milliárd felhasználóval és felhasználó/hó/200 gigabájt adatforgalommal számolunk, akkor 1 zetabájt vagyis 1 milliárd terabájt adatforgalmat generálhatunk. A növekvő internetfelhasználást tekintve pedig teljesen reális lehet ez a szám így érdemes mikroműholdas hálózatot kiépíteni.

2016 novemberében Elon Musk, a SpaceX vállalat tulajdonosa globális internetszolgáltatásra kért engedélyt az amerikai kormánytól abból a célból, hogy űralapú internetszolgáltatást valósítson meg közel 5 év alatt.^[2]

Mélyen a geostacionárius pálya^[3] alatt, a Föld felszíne felett 550 kilométeres magasságban – korábban ez a magasság 1150 km volt, – helyezkedik el a 4425 műhold, amely az első műholdcsomag lesz majd, az egyenlítői síkhoz képest 53°-os hajlásszöggel, 24 különböző pályasíkon – hozzávetőlegesen az ISS 405 km magasságban kering a Föld felett.^[4] (A pályamagasság megváltoztatásának oka az űrszemétveszély csökkentése volt.) A Starlink első két Tintin A & B nevű tesztholdja 2018. február 22-én hagyta el a Földet.^[5] A kísérleti holdak eredményeinek függvénye volt, hogy később hogyan alakul a projekt sorsa.

2019. május 24-én ennek az első csomagnak az első 60 db műholdját vitte fel a SpaceX Falcon 9 rakétájának sikeres missziója.^[6] – Egy hónappal korábban, 2019 áprilisában az Amazon is beszállt az űrversenybe. A Kuiper projekt^[7] névre keresztelt program során 3236 darab műholdat vinnének fel különböző magasságokba.^[8] – A 2019. május 24-én fellőtt műholdak saját ionhajtóművük segítségével jutottak el a számukra kijelölt pozícióba. A fellövés utáni "kirajzás" meglehetősen látványos volt. Szabályosan egy vonalban haladva, egymástól alig néhány, 1-2, 4-6, ívpercnyi távolságra haladtak, így a csillagászok remekül meg tudták figyelni őket.^[9] A Starlink „műholdvonat” második indítása 2019. november 11-én történt meg és ez még nagyobb feltűnést keltett, mint a korábbi, mert már egyre jobban zavarta a csillagászok tevékenységét.^[10] Olyannyira, hogy az Egyesült Államokban élő Bakos Gáspár csillagász petíciót indított el a műholdak fellövésének megakadályozása érdekében.^[11] A Starlink műholdprojekt keretén belül 242 darab műhold helyezkedik el Föld körüli pályán, mely 2020 februárja folyamán további 120 darabbal bővült.^[12] A Starlinken kívül azonban más cégek is juttatnak fel műholdakat, így a többszörösére növekedett műholdforgalom nemcsak a csillagászok kutatásait és az észleléseit veszélyeztetik, hanem az űrszemét további terjeszkedését is elősegíthetik.

A SpaceX kommunikációs műholdas hálózat terveit hivatalosan 2015 januárjában jelentették be. Eszerint a már meglévő földi kommunikációs forgalom 50%-át, valamint a sűrűn lakott részek internetes adatforgalmának akár 10%-át is el tudják érni.^[13][14] Elon Musk vezérigazgató szerint jelentős kielégítetlen kereslet mutatkozik az alacsony költségű globális szélessávú hálózatok iránt. A SpaceX műholdas fejlesztőbázisának Redmondi megnyitását 2015 januárjában jelentették be partnereivel karöltve az új kommunikációs hálózat fejlesztése és kiépítése érdekében.

Abban az időben a seattle-i iroda kb. 60 mérnököt és további 1000 embert vett fel 2018-ig.^[15] A társaság 2800 m2-es bérelt helyiségben működött 2016 végéig, majd 2017 januárjára egy további 3774 m2-es épülettel bővült szintén Redmondban.^[16] 2018 augusztusában a SpaceX összevonta és átköltöztette a seattle-i csapatot egy nagyobb, három épületből álló telephelyre a Redmond Ridge Corporate Centerbe, hogy a kutatás és fejlesztés mellett támogassa a műholdas gyártást is.^[17]

2016 júliusában a SpaceX egy 740 m2 területű fejlesztői helyet vásárolt Irvine-ben, Kaliforniában.^[18] Az állásajánlatokból kiderül, hogy az Irvine-i iroda magában foglalja a jelfeldolgozást, az RFIC és az ASIC fejlesztést a műholdas program számára.^[19] 2016 januárjában a társaság bejelentette, hogy két prototípus-műholdat még ez évben pályára állít melyek kb. 2020-ig működni fognak^[20]

2016 októberére a SpaceX kifejlesztette azokat a kezdeti műholdakat, melyeket reményeik szerint 2017-ben elindítanak és tesztelnek, de közben a műholdas divízió egy jelentős üzleti kihívásra összpontosított. Ez a felhasználói – vevő – berendezések kellően olcsó kialakításának elérése volt, amely bárhol könnyen telepíthető lehetőleg 200 USD-ért. A SpaceX elnöke, Gwynne Shotwell azt mondta, hogy a projekt a „tervezési szakaszban maradt, mivel a vállalat a felhasználói terminál költségeivel kapcsolatos kérdések megoldására törekszik.”^[21] A két eredeti teszt műhold nem repült, és csak a földi tesztelés során használták. A tervezett indítást 2018-ra halasztották.^[22][23]

2016 novemberében a SpaceX kérelmet nyújtott be a Szövetségi Hírközlési Bizottsághoz (FCC) egy "nem geostacionárius pályás (NGSO) műholdas rendszerre a Ku és Ka frekvenciasávokat használva"^[24] 2017 márciusában a SpaceX beterjesztett a FCC-hez egy második kérelmet mely több mint 7500 darab V-sávban (40–75 GHz) működő eszköz lenne és nagyon alacsony föld körüli pályán keringene (VLEO). Ezt a magas frekvenciasávot korábban nem alkalmazták kereskedelmi kommunikációs szolgáltatások számára.^[25] A terv szerinti 7518 műhold csak 340 km magasságban kering^[26] míg az eredetileg tervezett 4 425 darabszámu csoport a Ka és Ku-sávokban 1200 km-es tengerszint feletti magasságban.^[25][26] A SpaceX tervei két területen is szokatlanok voltak. Egyrészt a kommunikációs spektrum kevésbé használt V-sávját kívánta felhasználni, valamint nagyon alacsony Föld körüli pályát, ahol az eszközök általában rövid élettartalommal bírnak, vagy költséges az üzemeltetésük a sok üzemanyag miatt a pályamódosítások végett.^[27] A 2017 márciusi terv után felszólították a SpaceX-et, hogy indítson el eredeti Ka / Ku típusú teszt műholdakat 2017-ben, 2018-ban, valamint kezdje el a teljes 4425 műholdas flotta kiépítést 2019-ben.^[28]

2015–2017-ben némi vita merült fel a hatóságokkal a frekvenciaengedéllyel kapcsolatban a műholdak tekintetében. A hagyományos frekvenciahasználat szabályozása szerint a műholdas szolgáltatók „egyetlen eszközt indítanak üzembe helyezési határidejük betartása érdekében. Ez a politika lehetővé teszi az üzemeltető számára, hogy blokkolja az értékes rádióspektrum felhasználását évekig anélkül, hogy flottáját telepítené ".^[29] 2017-ben az FCC hatéves határidőt határozott meg egy teljes rendszer (konstelláció) telepítésére. A Nemzetközi Távközlési Unió (ITU) 2017 közepén javaslatot tett egy kevésbé korlátozó iránymutatásra. 2017 szeptemberében mind a Boeing, mind az SpaceX petíciót nyújtott be az Egyesült Államok FCC-jének a hatéves szabály mentességével kapcsolatban, de ezt megtagadták. 2019-re az FCC úgy határozott, hogy a kiépítés felének hat éven belül pályára kell állnia, a teljes rendszernek pedig az engedély kiadásától számított kilenc év alatt.^[30]

2017 augusztusában^[31] a SpaceX a szélessávú műholdas hálózatuk számára levédte a Starlink nevet, melyet a "The Fault in Our Stars" című könyv ihletett.^[32] A SpaceX 2017 végén nyújtott be dokumentumokat az FCC-hez, hogy tisztázza űrtörmelék-csökkentési tervüket. „A társaság működési tervet hajt végre a műholdak rendezett keringésére a hasznos élettartamuk végére (megközelítőleg öt-hét év), sokkal gyorsabb ütemben, mint amennyire a nemzetközi szabványok megkövetelik. hajtóművesen egy olyan ártalmatlan pályára költöznek, ahonnan küldetésük befejezése után körülbelül egy éven belül visszatérnek a Föld légkörébe.” 2018 márciusában az FCC bizonyos feltételekkel jóváhagyta a SpaceX kérelmét. Viszont külön jóváhagyást kell szereznie a Nemzetközi Távközlési Uniótól is.^[33][34] Az FCC támogatta a NASA azon kérését miszerint felkéri az SpaceX-et, hogy még magasabb szintű keringési megbízhatóságot érjen el, mint amit a NASA korábban is alkalmazott. A műholdak 90% -ának megbízható keringése vagy megsemmisülése a misszió befejezése után.^[35]

A SpaceX 2018 májusában a teljes hálózat fejlesztésének és telepítésének költségét 10 milliárd dollárra becsüli.^[36] 2018 közepén a SpaceX átszervezte a redmondbeli műholdas fejlesztési részleget, és felmondott több felső vezetőnek.^[17] A cég 2018 novemberében amerikai jóváhagyást kapott további 7 518 db szélessávú műhold telepítésére, a korábban engedélyezett 4 425 db volt. A SpaceX a kezdeti 4 425 műholdra 2016-ban nyújtott be engedélyt 1110 km -1325 km tengerszint feletti magasságon, jóval a Nemzetközi Űrállomás felett. Az új jóváhagyás egy nagyon alacsony föld körüli pályára eső, nem geostacionárius műholdas elrendezésre irányult, amely 7 518 műholdból áll 335 km és 346 km közötti tengerszint feletti magasságon.^[37] Továbbá azt is kérelmezte novemberben az Egyesült Államok Szövetségi Hírközlési Bizottságánál (FCC), hogy a korábban megadott engedélyt módosítva körülbelül 1600 műholdat működtessen (a 4 425 db Ka / Ku-sávú műholdból ami 1150 km-en lett jóváhagyva) csupán 550 km magasságban.^[38][39] Ezek a műholdak hatékonyan működnének egy harmadik 550 km-es pályán, míg az 1200 km-es magasabb és a 340 km-es alsó pályákat csak később használnák amikor a műholdak jelentősen nagyobb telepítése válik lehetővé a későbbi években. A FCC 2019 áprilisában jóváhagyta a kérelmet, amelyben összesen közel 12 000 műhold szerepel három orbitális héjban. Kezdetben körülbelül 1600 db 550 km-es magasságban, majd később hozzávetőlegesen 2800 db K_u- és K_a-sávú műholdat helyez el 1150 km-en és körülbelül 7500 db V-sávú műholdat 340 km-en.^[30] Az amerikai hadsereg 2018-ban elkezdett tesztvizsgálatokat végezni, hogy felmérje a hálózatok felhasználásának módját. Decemberben az amerikai légierő 28 millió dolláros szerződést kötött a Starlink specifikus tesztelési szolgáltatásaira.^[40] 2019 februárjában a SpaceX leányvállalata a SpaceX Services, Inc. kérelmet nyújtott be az FCC-hez legfeljebb egymillió rögzített műholdas földi állomás üzemeltetésére, amely kommunikálni fog a nem geostacionárius pályán mozgó (NGSO) Starlink műholdakkal.^[41] 2019 áprilisára a SpaceX a kutatás-fejlesztés után és alatt a gyártásra koncentrál. Nyilvánvalóan szükség lesz 44 db nagy teljesítményű a következő 60 hónapban havonta épített és elindított alacsony költségű szállító járműre, többek között hogy az FCC spektrumelosztási engedélyének megfeleljenek.^[42] A SpaceX közölte, hogy betartják a határidőt, amely szerint a rendszer felét „az engedélyezéstől számítva orbitális pályára hat éven belül, a teljes rendszert pedig kilenc év alatt” kiépítik.^[30] 2019. június végén az első május 24-i 60 db műholdból az irányítás hárommal elvesztette a kapcsolatot; a fennmaradó 57 a tervek szerint működött. Negyvenöt műhold elérte a végső pálya magasságot, 550 km-t, öt még mindig emelte a pályáját, és további öt rendszer ellenőrzés alatt állt. A fennmaradó két műholdat arra szánták, hogy gyorsan eltávolítsák a pályáról visszatérve a légkörbe a műholdak keringési folyamatának és biztonságos megsemmisítésének tesztelése céljából. A három, akikkel elvesztették a kapcsolatot várhatóan szintén visszatérnek, de ezt passzív módon teszik, mivel a SpaceX már nem volt képes aktívan irányítani őket.^[43] 2019 júniusában az SpaceX engedélyt kért az FCC-től 270 földi terminál – az Egyesült Államokban országszerte 70 és 200 Washington államban az SpaceX alkalmazottai otthonába -, valamint repülőgép-antenna üzemeltetésére négy amerikai repülőtérre, valamint öt föld-föld teszthelyre.^[44][45] 2019 szeptemberben a cég további változtatásokat kérelmezett a FCC-től. A SpaceX kérte, hogy háromszorozza meg az 550 km-es pályák számát 24-ről 72-re, azzal érvelve, hogy több síkban helyezhetnek el műholdakat egyetlen indításból. A változtatást 2019 decemberében hagyták jóvá. Az 550 km-es héjban található műholdak száma változatlanul 1584 marad.^[46] Elon Musk 2019 októberében nyilvánosan tesztelte a Starlink hálózatot internetkapcsolat használatával, hogy tweetet küldjön a Twitter oldalára.^[47]

2020. április 22-ig a SpaceX 422 db Starlink műholdat indított el. Azt tervezik, hogy 2020-ban is 60-as csoportokat küldenek fel a Falcon 9 rakterében előreláthatólag két hetente. Összesen közel 12 000 műholdat terveznek telepíteni, amelyet később 42 000-re lehetne bővíteni.^[48] Eszerint a SpaceX felkérte a Nemzetközi Távközlési Szövetséget, hogy hozzon létre spektrumot 30000 további Starlink műhold számára. A cég már rég tervezi a világ legnagyobb alacsony föld körüli pályáján működő szélessávú konstellációját. Most újabb 30 000 kiegészítő Starlink műhold kérelmét nyújtotta be az Egyesült Államok Szövetségi Kommunikációs Bizottságának a már jóváhagyott 12 000 darab mellé. "Nem garantált, hogy számos bejelentés benyújtásával a SpaceX további 30 000 műholdat épít és indít. Tim Farrar, a SpaceX kritikus telekommunikációs elemzője tweetjében kijelenti, hogy kétséges, hogy az ITU időben képes-e felülvizsgálni az ilyen nagy horderejü bejelentéseket. A 20 különálló kérelmet úgy látja, mint a SpaceX erőfeszítését arra, hogy „megfojtsa az ITU-t a tanulmányokban”, miközben folytatja a grandiózus tervét".^[48] 2020. április 17-én a SpaceX módosította a Starlink hálózat architektúráját. A cég kérelmet nyújtott be a Szövetségi Kommunikációs Bizottsághoz (FCC), amelyben azt kérte, hogy több műholdat működtessenek alacsonyabb pályákon, mint azt a FCC korábban engedélyezte.^[49] Az FCC-nek az SpaceX által benyújtott módosított terve a K_u-sáv és a K_a-sáv műholdjai a Starlink hálózat következő szakaszában valósul meg Mindegyik 540 km és 570 km között tengerszint feletti magasságban működik, 53,2°, 70,0° és 97,6° szögben. Az alkalmazás 4 408 Starlink műholdat számol, kevesebbet, mint amit az előző architektúrában elképzeltek.^[49]

Ennek a szakasznak egy része vagy egésze lefordítandó. Segíts te is a fordításban!

2019. szeptember 2-án az Európai Űrügynökség (ESA) Aeolus időjárási műholdja és a Starlink egyik műholdja kis híján összeütközött egymással. Az ESA, miután észlelte a problémát, kitérő manővert hajtott végre az Aeolus műholddal, így sikerült megelőzni az ütközést.^[94]

• Both Előd: Internet a világűrből
• Using ground relays with Starlink angol nyelvű videó a Starlink projektről.

• Átvonult a Starlink műholdcsapat
• A Starlink weboldala
• STARLINK Satellite Search Results
• Valós idejű Satellit kereső