SpaceX vyrábí první satelity pro Starlink, ale už teď jsou zastaralé
SpaceX se připravuje na vynesení první várky satelitů pro svou internetovou konstelaci Starlink, k čemuž by mohlo dojít už v květnu. Souběžně s tím ale vede spory s konkurenčními firmami OneWeb a SES/O3b, které plánují vybudovat vlastní konstelace poskytující internetové připojení. Tyto společnosti vyjádřily určité obavy ohledně Starlinku a SpaceX tedy aktuálně poslalo telekomunikačnímu úřadu FCC reakci na tyto obavy. Díky tomu jsme se dozvěděli, že design satelitů pro Starlink prošel v poslední době dalšími změnami. Kromě toho, že satelity budou nově spolehlivě zanikat v atmosféře, SpaceX se vyjádřilo k šuškandě ohledně selhání testovacích satelitů Tintin a také jsme se dozvěděli nové informace o plánu vypouštění úvodní várky satelitů.
Nejdříve si vyjasníme, jak má konstelace Starlink podle současného plánu vlastně vypadat. Síť bude tvořit necelých 12 000 satelitů, které se budou nacházet v různých výškách. Původně se mělo úvodních 4425 satelitů nacházet ve výšce 1100–1300 km a dalších 7518 družic by se nacházelo ve výšce 335–346 km. SpaceX loni požádalo FCC o úpravu související povolenky, protože 1584 satelitů z těch původních 4425 satelitů nakonec chce provozovat ve výšce 550 km. A právě těchto 1584 satelitů bude tvořit první verzi konstelace, které se dnes budeme věnovat. I když ji bude tvořit „jen“ necelých 1600 družic, bude to stačit na pokrytí většiny důležitých oblastí a SpaceX bude moci začít nabízet placené služby Starlink alespoň v omezené míře. Následně by pravděpodobně došlo k rozšíření sítě na celkových 12 000 družic v různých výškách.
Vizualizace první fáze konstelace Starlink (Autor: Mark Handley)
Z dřívějška víme, že SpaceX chce začít satelity vynášet co nejdříve, a tak se rozhodlo, že v úvodní fázi bude vynášet zjednodušenou verzi satelitů, která ještě nebude mít všechny plánované funkce. Viz úryvek z loňské povolenky FCC:
SpaceX v úvodní fázi vynese a zprovozní první generaci satelitů, která bude mít záměrně zjednodušený design, aby umožnila rychlejší vynášení a usnadnila výrobní proces, přičemž u dalších generací budou průběžně přidávány nové funkce. SpaceX bude například nejdříve používat pásmo Ku pro komunikaci mezi satelity a bránami i uživatelskými terminály. Později pak budou přidány čipsety a další technologie umožňující komunikaci s branami v pásmu Ka. SpaceX také bude nejdříve používat parabolické antény pro své pozemní brány, a jak se bude systém vyvíjet, budou zavedeny alternativy využívající fázové pole.
Plán SpaceX je vynášet tyto satelity do výšky kolem 350 km, kde budou zkontrolovány, a následně se pomocí vlastního Hallova motoru přesunou do cílové výšky 550 km. Výhodou tohoto způsobu vypouštění je podle SpaceX to, že pokud budou některé ze satelitů po vypuštění nefunkční, na orbitě nevydrží dlouho. Díky vysokému atmosférickému tření totiž dojde k jejich deorbitace velmi rychle, přičemž tato doba se odvíjí od úrovně sluneční aktivity, jejímž následkem se zemská atmosféra rozpíná a zasahuje do větší výšky. K deorbitaci může v případě vysoké aktivity dojít už za 2 týdny, zatímco v nejhorším možném případě (nízká sluneční aktivita), by deorbitace trvala maximálně 8 měsíců.
Ze zmiňovaného dopisu adresovaného FCC dále vyplývá, že SpaceX už nejspíš vyrábí první várku satelitů (to není až tak překvapivé, pokud chtějí už v květnu vynést první sadu). Satelitů prý nebude více než 75 a vtipné je, že jejich design je už teď zastaralý, protože SpaceX mezitím provedlo velké konstrukční úpravy. FCC se totiž nelíbilo, že původní design satelitů obsahoval odolné součástky, u kterých byla určitá šance, že během deorbitace nestihnou zcela zaniknout, a tak by mohly dopadnout na zemský povrch a ohrozit životy či majetek. Normálně by se jednalo o extrémně nízké riziko, ale vzhledem k obrovskému počtu satelitů Starlink by to mohlo představovat problém.
Umělecká představa satelitů Starlink z roku 2017 (Zdroj: SpaceX)
Úřad FCC vypočítal, že pravděpodobnost toho, že jeden konkrétní satelit Starlink po deorbitaci někoho zasáhne, je jen 1 ku 18 000, což splňuje standardní požadavky NASA pro nové satelity (alespoň 1 ku 10 000) . Jenže jelikož satelitů bude 12 000 a celá konstelace bude mít životnost jen asi 5 let, bude muset být průběžně nahrazována a v budoucnu budou každý rok v atmosféře zanikat tisíce satelitů. Úřad FCC tedy vypočítal pravděpodobnost toho, že jeden z těchto 12 000 satelitů během svého životního cyklu někoho zasáhne, a výsledkem byla neuvěřitelná hodnota 1 ku 4 (v případě sekundární konstelace více než 7000 satelitů na velmi nízké oběžné dráze). To by znamenalo, že každých pár let by mohlo dojít k úmrtí následkem neúplného zániku satelitu Starlink. Jak moc jsou tyto výpočty přesné, je samozřejmě diskutabilní, ale dobře to ilustruje reálný problém.
SpaceX proto v novém dopisu vysvětlilo, že budoucí vyrobené satelity už budou mít upravený design, který vždy spolehlivě a kompletně zanikne v atmosféře. Výjimku bude tvořit oněch prvních „méně než 75 satelitů“, které ještě obsahují železnou trysku a ocelové setrvačníky. To jsou jedny ze součástek, u kterých předchozí studie zjistila, že u nich nelze zaručit kompletní zánik. Budoucí verze satelitů už budou tvořeny součástkami, které po deorbitaci zcela zaniknou. SpaceX zároveň chtělo původně využívat komponenty z karbidu křemíku (pravděpodobně pro zrcadla pro laserovou komunikaci mezi satelity), ale nový design už tento materiál prý nevyužívá. Tyto změny podle SpaceX znamenají, že riziko ztráty života bude nulové.
SpaceX také poslalo vyjádření k obavám konkurenčních firem SES/O3b a OneWeb v reakci na loňskou žádost SpaceX o úpravu povolenky FCC (šlo o to přemístění 1584 satelitů z původní výšky 1150 km do 550 km). Obě společnosti si stěžovaly na to, že tato změna povede ke zvýšení rušení signálů z jejich satelitů. SpaceX na to reagovalo tím, že tyto obavy vycházejí z mylných a nepřesných předpokladů a ve skutečnosti ke zvýšení rušení nedojde, což firma doložila vlastní analýzou.
Testovací satelity Tintin A a Tintin B internetové konstelace Starlink (Zdroj: SpaceX)
Společnost OneWeb, která plánuje konstelaci tvořenou 600 satelity, dále protestovala ohledně schopnosti SpaceX provádět orbitální manévry potřebné pro vyhýbání se ostatním satelitům a vesmírnému odpadu. OneWeb se přitom ve svém argumentu opíral o nepotvrzené spekulace z loňského roku, podle kterých dva experimentální satelity Tintin A a B, které SpaceX vyneslo v únoru 2018, na orbitě selhaly. Tyto spekulace vycházely z toho, že satelity po vypuštění neprovedly zvýšení orbity, jak SpaceX avizovalo před startem. V reakci na tuto kritiku si SpaceX nebralo servítky:
SpaceX původně plánovalo satelity [Tintin A a B] provozovat ve výšce 515 km a poté orbitu zvýšit na 1125 km, ale nakonec se rozhodlo proti tomuto postupu. Na základě toho OneWeb došel k nepodloženému závěru, že experimentální satelity SpaceX měly „provozní problémy“. Naopak, SpaceX učinilo vědomé rozhodnutí zůstat v optimální výšce a pokračovat v experimentování. Satelity jsou nyní na orbitě už skoro rok a celou dobu mají funkční motory a provádějí manévry potřebné pro vyhýbání se odpadu. Rozhodně nedošlo k provozním problémům, naopak tento experimentální program proveřil technologie SpaceX, včetně Hallova motoru a komunikačních schopností. Na rozdíl od OneWebu tedy SpaceX úspěšně otestovalo svoje satelity předtím, než zahájilo vynášení své komerční konstelace.
Start Sojuzu z Francouzské Guyany s 6 satelity OneWeb v únoru 2019 (Foto: Arianespace)
Tady SpaceX naráží na to, že OneWeb letos v únoru vynesl prvních 6 satelitů pro svou konstelaci, aniž by předtím otestoval jejich design ve vesmírném prostředí. SpaceX se dále udivovalo nad protesty OneWebu ohledně snížení provozní orbity Starlinku. OneWeb totiž už delší dobu bojuje za to, aby jednotlivé globální konstelace dělila bezpečnostní 125kilometrová zóna kvůli snížení rizika srážky a vzájemného rušení. SpaceX trefně podotklo:
OneWeb protestuje proti plánu SpaceX snížit operační orbitu. […] Vzhledem k tomu, že OneWeb v minulosti několikrát požadoval, aby se SpaceX vzdálilo od plánované konstelace OneWebu, člověk si říká, zda by OneWebu vyhovovala vůbec nějaká provozní výška SpaceX.
Na závěr se vrátím k té úplně první várce vyráběných satelitů. Úvodní generaci satelitů totiž budou podle Elona Muska vynášet rakety Falcon a pozdější generace už Super Heavy Starship. Už od první zmínky projektu Starlink se tedy spekuluje o tom, kolik satelitů najednou bude možné vynést jedním Falconem. A tvrzení SpaceX, že první generace satelitů nepřekročí 75 kusů, což je číslo hezky dělitelné třemi, mě svádí k myšlence, že byly navrženy tak, aby jich Falcon 9 pobral 25 najednou. V úvahu připadá také 15 satelitů, pokud dělíme pěti, ale hodnota 25 je blíže původním předpokladům SpaceX z roku 2015 a také fanouškovským odhadům. Zároveň podotýkám, že hlavním omezujícím faktorem v tomto případě pravděpodobně bude velikost aerodynamického krytu, nikoli nosnost rakety, takže využití Falconu Heavy, který má stejně velký kryt jako Falcon 9, by SpaceX neumožnilo vynášet více satelitů najednou.
Podpořte projekt ElonX
wpDiscuz
