Vše o konstelaci Starlink

Tento článek bude průběžně aktualizován na základě nejnovějších informací (seznam posledních změn najdete na konci článku). K článku se v budoucnu snadno dostanete z hlavního menu (SpaceX > Vše o konstelaci Starlink).

Poslední aktualizace: 24. 10. 2020
(seznam změn)

Jedním z mnoha grandiózních plánů SpaceX je kromě kolonizace Marsu a rapidní znovupoužitelnosti raket také vybudování obří satelitní konstelace Starlink na nízké oběžné dráze, jejímž prostřednictvím by společnost chtěla zajišťovat rychlý internet doslova po celém světě. To by zároveň představovalo lákavý zdroj příjmů, který by SpaceX rádo využilo k financování vývoje pokročilejších raket a kosmických lodí.

Přeskočit na sekci:

Účel Starlinku

Internetové připojení, které bude satelitní konstelace Starlink zprostředkovávat, využijí především odlehlé a rozvojové oblasti, kde lidé nemají snadný přístup k internetu. Starlink také bude konkurovat poskytovatelům internetu v oblastech, kde lidé připojení už mají, ale je drahé nebo pomalé. Podle OSN v současnosti zhruba polovina světové populace nemá přístup k internetu, takže potenciální trh je obrovský. Vzhledem k omezené kapacitě satelitů však služba není určena pro hustě obydlené oblasti.

SpaceX si od Starlinku slibuje hlavně významný zdroj příjmů, které pak může využít pro vývoj stále pokročilejších raket a lodí. Roční příjmy SpaceX ze startů raket budou výhledově dosahovat maximálně 3 miliardy dolarů, ale příjmy z poskytování internetového připojení přes Starlink by se prý mohly pohybovat kolem 30 miliard. Elon Musk by si rád ukrojil 3–5 % z celosvětových příjmů v oboru telekomunikací, které dosahují přibližně 1 bilionu dolarů (tisíc miliard). SpaceX se však nesnaží vyšachovat existující operátory, spíše s nimi prý bude spolupracovat.

Historie projektu

Elon Musk v Seattlu v roce 2015 během představení plánů na vytvoření internetové konstelace (Foto: GeekWire)

Společnost oznámila plány na vybudování konstelace už v lednu 2015, ale následně o ní firma dlouho nemluvila. Roušku tajemství odhalila až před startem první várky satelitů v rámci mise Starlink-1 v květnu 2019. Už předtím se však dala řada věcí vyčíst z různých povolenek a žádostí úřadů FAA a FCC. Koncepce celé konstelace v průběhu let prošla výraznými změnami. Jméno Starlink je podle Elona Muska inspirováno románem Hvězdy nám nepřály.

SpaceX původně plánovalo konstelaci tvořenou 4425 satelity ve výšce 1110–1325 km nad zemí, které by později doplnila sada dalších 7518 satelitů umístěných na orbitách ve výšce kolem 320 km. Povolení od FCC pro provoz prvních 4425 satelitů společnost získala v březnu 2018, čímž došlo ke spuštění důležitého odpočtu. FCC totiž udělení licencí podmiňuje tím, že zájemci musejí do 6 let od získání prvotního povolení vynést polovinu plánovaných satelitů. FCC zároveň požaduje, aby všechny satelity byly na oběžné dráze do 9 let. Pokud firmy termíny nestihnou, získají povolení k provozu pouze tolika satelitů, kolik jich bylo v době vypršení času na orbitě.

SpaceX pak v listopadu 2018 získalo od FCC povolení také na vynesení a provoz zbylých 7518 satelitů. Spolu s tím SpaceX požádalo o úpravu předchozího povolení. Z původních 4425 satelitů totiž v dané výšce firma nakonec plánuje provozovat jen 2825 satelitů, zároveň ale přidala 1584 satelitů na orbitu ve výšce 550 km. Ve výsledku tedy kompletní plánovaná konstelace čítá 11 924 družic:

  • 1584 satelitů ve výšce 550 km, rozdělených po 22 satelitech do 72 orbitálních rovin s inklinací 53° (tyto družice budou vyneseny jako první a budou představovat první fázi projektu)
  • 2825 satelitů ve výšce 1110–1325 km, rozdělených do různých rovin s odlišnými inklinacemi (viz tabulku níže)
  • 7518 satelitů ve výšce kolem 320 km (ty budou nejspíš vyneseny jako poslední)

Plán rozmístění skupiny 2825 satelitů (Zdroj: SpaceX)

Prvních 1584 satelitů mělo být původně rozmístěno do 24 rovin po 66 satelitech, ale v září 2019 SpaceX požádalo FCC o možnost úpravy rozmístění prvních 1584 družic na orbitě. Žádost byla schválena v prosinci 2019, a tak budou satelity nakonec rozmístěny do 72 rovin po 22 satelitech. Celkový počet satelitů se však nezměnil.

V dubnu 2020 pak SpaceX zažádalo o další úpravu původní provozní licence, tentokrát ale šlo o výraznou změnu rozmístění konstelace na orbitě. SpaceX totiž chce 2825 družic, které měly být ve výškách 1110–1325 km, nakonec provozovat v poloviční výšce 540–570 km. Mezi hlavní přínosy této změny patří rychlejší pasivní deorbitace satelitů, nižší latence internetového připojení a lepší pokrytí polárních oblastí. Žádost však zatím nebyla schválena.

Navržený nový způsob rozmístění družic Starlink (Zdroj: SpaceX)

Úřad FCC tedy v současnosti povolil provoz 11 924 družic, avšak v říjnu 2019 SpaceX podalo žádost u Mezinárodní telekomunikační unie (ITU) na provoz dalších 30 000 družic. Společnost ale tuto žádost sama označila jako spíše předběžnou, jelikož stále není finalizováno, kolik satelitů nakonec bude konstelaci tvořit. Vyřízení žádosti navíc bude nějakou dobu trvat.

V květnu 2020 SpaceX podalo žádost u FCC popisující plány na druhou generaci sítě Starlink, kterou by tvořilo 30 000 družic na nízké oběžné dráze ve výškách 328–614 km. Elon Musk naznačil, že druhá generace satelitů by mohla být schopná velmi nízké latence kolem 8 ms. Zatím však není jasné, jak druhá generace sítě zapadá do stávajících plánů SpaceX.

Popis satelitní konstelace

Detail aerodynamického krytu během mise Starlink-1 (Foto: Marcus Cote)

Plánovaná konstelace bude opravdu obří – po jejím dokončení bude čítat skoro 12 000 satelitů. Pro představu, v roce 2019 Zemi obíhalo 1957 funkčních satelitů CELKEM, konstelace SpaceX by tedy počet aktivních satelitů na oběžné dráze rovnou zněkolikanásobila.

Tyto satelity se budou nacházet na nízké oběžné dráze ve výšce 320–1325 km a mají být časem vzájemně propojeny pomocí laserů (první generace však lasery ještě disponovat nebude). Konstelace svým signálem pokryje v podstatě celý povrch Země v pásmech Ku (12–18 GHz), Ka (26,5–40 GHz) a V (40–75 GHz).

Pásma V a Ku budou sloužit uživatelům sítě a pásma V a Ka budou sloužit pro spojení s pozemními branami, sledování, příkazy a telemetrii. 7518 satelitů umístěných na velmi nízké oběžné dráze bude používat pásma V pro všechny účely. Rozpis konkrétních frekvencí pásem, které bude Starlink využívat:

  • Přenos ze satelitu k uživatelským terminálům: 10,7 – 12,7 GHz + 37,5 – 42,5 GHz
  • Přenos ze satelitu k pozemním bránám: 17,8 – 18,6 GHz + 18,8 – 19,3 GHz + 37,5 – 42,5 GHz
  • Přenos z terminálů k satelitům: 14,0 – 14,5 GHz + 47,2 – 50,2 GHz + 50,4 – 51,4 GHz
  • Přenos z bran k satelitům: 27,5 – 29,1 GHz + 29,5 – 30,0 GHz + 47,2 – 50,2 GHz + 50,4 – 51,4 GHz
  • Sledování, telemetrie a příkazy směrem dolů: 12,15 – 12,25 GHz + 18,55 – 18,60 GHz + 37,5 – 37,75 GHz
  • Sledování, telemetrie a příkazy směrem nahoru: 13,85 – 14,00 GHz + 47,2 – 47,45 GHz

Satelity budou komunikovat buď přímo s uživatelskými terminály (viz sekci níže) nebo pozemními branami, které budou obvykle umístěny u významných internetových uzlů. V listopadu 2019 mělo SpaceX povolení pro provoz prvních šesti bran, které jsou umístěny na různých místech v USA. Tyto zkušební brány pracují v pásmu Ku a SpaceX je bude používat „pro přesun dat mezi svými satelity první generace a pozemními internetovými výměnnými body“. Uživatel daedalus_j z Redditu tyto antény nafotil nedaleko města North Bend. Jsou umístěny vedle zařízení společnosti Level 3 Communications, která provozuje páteřní síť. SpaceX dále plánuje na začátku provozovat dvě pozemní stanice pro sledování a přenos telemetrie – jednu na západním pobřeží USA a druhou na východním (u města Brewster ve Washingtonu). Přehled všech bran a stanic pro Starlink najdete na této mapě.

A jaké parametry připojení bude tato konstelace umožňovat? Podle SpaceX lze očekávat gigabitové rychlosti s velmi nízkou latencí 20–50 milisekund (a časem dokonce méně než 10 milisekund). To je víc než dostatečné i pro hraní online her citlivých na rychlost odezvy. Na podzim 2019 SpaceX demonstrovalo, že je síť Starlink schopna přenášet data rychlostí až 610 Mb/s do pohybujícího se armádního letounu C-12. Oproti tomu současné metody satelitního připojení k internetu jsou nesrovnatelně pomalejší a jejich hlavní nevýhodou je vzhledem k umístění satelitů na geostacionární dráze ve výšce kolem 35 000 km vysoká latence v řádu 600 milisekund. To už je do jisté míry omezující i při běžném používání, o hraní stříleček nemluvě.

Ve srovnání s klasickou sítí má satelitní internet výhodu v tom, že světlo putuje optickým kabelem pomaleji než volným prostorem (navíc data musejí po cestě projít mnoha mezibody, které ve výsledku nepředstavují fyzicky nejkratší trasu), což by v případě Starlinku mělo umožnit rychlejší odezvu při komunikaci na velké vzdálenosti. Nutno však upozornit, že dokud nebude Starlink zprovozněn, nevíme, jak SpaceX nastaví tarify a limity, a neznáme hodnoty rychlosti a odezvy, kterých bude dosaženo v praxi.

Elon Musk také prozradil, že síťový protokol bude jednodušší než IPv6 a pakety budou mít velmi malou hlavičku. Přenášená data navíc budou kompletně šifrovaná na úrovni firmwaru.

Satelity

Vývoj a výroba satelitů pro Starlink probíhá v pobočce SpaceX v Redmondu poblíž Seattlu a momentálně není v plánu výrobu přesunout jinam. Výroba prvních 60 satelitů zabrala „pár měsíců“, avšak začátkem ledna 2020 už SpaceX vyrábělo 7 satelitů denně.

Satelity jsou jako první v historii vybaveny iontovými motory, které využívají krypton. Krypton je méně efektivní než tradiční xenon, takže jsou potřeba větší nádrže, ale zato je 10krát levnější. Specifický impuls motoru je kolem 1500 sekund. Motory budou využívány k přesunu satelitů na cílovou orbitu, následné manévrování a také deorbitaci na konci životního cyklu.

Jelikož je iontový motor fixní a nemůže tedy směrovat svůj tah, řízení satelitů na orbitě zajišťuje sestava gyrostatů.

Satelity dokáží určit svou pozici pomocí GPS a zařízení pro sledování hvězd, které si SpaceX samo vyvinulo. Díky tomu dokáží lépe směrovat svůj signál a také se automaticky vyhýbat odpadu a ostatním družicím na oběžné dráze. Informace o pozicích těchto objektů družice získávají z databáze NORADu.

Zařízení pro určení pozice podle hvězd (Zdroj: SpaceX)

Vypuštění satelitů probíhalo u první mise ve výšce 450 km, avšak SpaceX v říjnu 2019 podalo žádost o možnost vypouštět satelity u budoucích misí už ve výšce 280 km. Tento způsob byl použit u tří prvních misí s družicemi Starlink v1, ale od mise v1-4 byl nahrazen přímým vypouštěním družic na eliptickou orbitu s přibližnými parametry 212 km x 386 km x 53°.

Samotný proces vypuštění družic je hodně unikátní. Horní stupeň se pomalu roztočí podél horizontální osy a po oddělení satelitů od rakety se o jejich rozprostření postará moment setrvačnosti. Systém neobsahuje žádné pružiny. Satelity do sebe během vypouštění můžou lehce drknout, ale prý jsou na to stavěny.

Družice Starlink před vypuštěním na orbitu (Foto: SpaceX)

Každý z 60 satelitů vynesených v rámci mise Starlink-1 měl podle SpaceX hmotnost 227 kg. Jednalo se však o první generaci družic, jejichž konstrukce se průběžně mění, takže už u příští mise Starlink v1-1 hmotnost satelitů vzrostla na 260 kg.

Satelity jsou velice ploché, aby jich bylo možné do aerodynamického krytu umístit co nejvíce, a každý je vybaven jen jedním skládacím solárním panelem tvořeným standardizovanými články.

Rozložený solární panel satelitu Starlink (Zdroj: SpaceX)

Každý satelit je vybaven čtyřmi výkonnými anténami fungujícími na principu fázového pole („phased array“) a dále také dvě parabolické antény. V plánu jsou pokročilejší verze, které časem přidají také laserové spojení mezi satelity. Momentálně jsou satelity propojeny pouze pomocí pozemních bran, přičemž pro dosažení globálního pokrytí bude potřeba umístit některé brány také na lodě na moři.

Každých 60 satelitů představuje zhruba 1 terabit užitečné kapacity. Jeden satelit by tedy měl mít kapacitu 16 Gb/s. Budoucí generace družic by však měly nabízet vyšší kapacitu.

Antény typu phased array na satelitu Starlink (Zdroj: SpaceX)

Momentálně prý stojí vynesení satelitů víc než jejich výroba, z čehož se dá odvodit, že výroba jednoho satelitu vyjde maximálně na 500 tisíc dolarů. Satelity jsou relativně levné, protože si je SpaceX vyrábí samo a při tolika kusech se projeví úspory z rozsahu.

Očekává se, že satelity budou po 5 letech zastaralé, a tak budou průběžně nahrazovány novými generacemi. Krátká životnost snižuje náklady na každý satelit a umožňuje rychlejší míru modernizace celé konstelace. Zároveň společnost může pružněji reagovat na měnící se požadavky zákazníků.

Uživatelské terminály

Koncový uživatel se bude moci k satelitům připojit pomocí speciálního terminálu ve tvaru placatého disku s průměrem 48 cm. Toto zařízení disponuje elektronicky směrovatelnou fázovanou anténou („phased array“). Přepínání mezi satelity by mělo být nepostřehnutelné. Terminál bude potřebovat přímý výhled na oblohu a funguje i za pohybu, takže může být umístěn na auto, loď či letadlo. SpaceX usiluje o to, aby stál maximálně 200 dolarů (cca 5000 Kč), ale Elon Musk v jednom rozhovoru přiznal, že cena terminálů je momentálně tou nejtěžší výzvou.

Podle Elona Muska terminál vypadá jako „tenké, placaté UFO na tyčce“ a je vybaven motorky pro automatické natočení do optimální polohy. Instalace je prý také snadná – stačí zařízení zapojit do zásuvky a nasměrovat k obloze. Tento popis potvrdily fotky prototypů terminálů, které se objevily na internetu v červnu 2020. Kromě terminálu se objevil také obrázek oficiálního transceiveru, který je nejspíš využíván při testování Starlinku v armádních letadlech.

V únoru 2019 firma podala žádost u telekomunikačního úřadu FCC o povolení provozovat až milion těchto uživatelských terminálů na území Spojených států. Žádost byla schválena v březnu 2020.

Komunikace mezi satelity a terminály bude ovlivněna počasím (déšť, hustá oblačnost apod.), ale momentálně není jasné, jak velký problém to bude v praxi.

Terminály byly na začátku ledna 2020 vyráběny v malém počtu v továrně SpaceX v Hawthorne, ale v budoucnu se má výroba přesunout jinam.

Elon Musk má jeden terminál doma a v říjnu 2019 jej použil k odeslání dvou tweetů:

Harmonogram uvedení do provozu

Dva testovací satelity označované Tintin A a Tintin B SpaceX vyneslo v únoru 2018 jako sekundární náklad v rámci mise Paz. Firma prostřednictvím těchto dvou satelitů otestovala vzájemnou laserovou komunikaci a také spojení s několika pozemními stanicemi, které byly rozmístěny v rozličných zařízeních SpaceX v Hawthorne, McGregoru, Brownsville a Redmondu. Jedna stanice je také v budově společnosti Tesla v kalifornském Fremontu a další tři mobilní stanice byly umístěny v dodávkách. Satelity obíhají ve výšce 514 km, ale v roce 2020 začala jejich záměrná deorbitace.

Testovací satelity Tintin A a Tintin B internetové konstelace Starlink (Zdroj: SpaceX)

Firma poté začala s vynášením většího počtu satelitů první generace 24. května 2019, kdy vypustila prvních 60 exemplářů v rámci mise Starlink-1. Telekomunikační úřad FCC požaduje, aby celá konstelace čítající 11 924 byla dokončena do listopadu 2027 (a do roku 2024 musí být vynesena alespoň polovina všech satelitů). Ani poté ale SpaceX nepřestane vynášet další satelity, protože tou dobou už bude potřeba začít postupně obměňovat staré satelity, které byly vyneseny na začátku.

Společnost tvrdí, že komerční provoz může být spuštěn pro oblast severní části Spojených států a Kanady již po šesti startech. Nejdříve ale proběhne veřejné beta testování, které podle prezidentky SpaceX Gwynne Shotwell začne po vynesení 14 várek satelitů. Mohlo by k němu tedy dojít přibližně ve čtvrtém kvartálu 2020. Na oficiální stránce projektu je možné se zaregistrovat se svým emailem a PSČ a firma vás bude informovat o novinkách a dostupnosti Starlinku ve vašem regionu. My v ČR si však nejspíš budeme muset počkat minimálně do roku 2021. Ve stejném roce bude podle Elona Muska možné začít nabízet služby také v Africe.

Financování projektu

Prezidentka SpaceX Gwynne Shotwell odhaduje, že zprovoznění sítě Starlink bude stát kolem 10 miliard dolarů (investiční banka Morgan Stanley odhaduje 10–15 miliard). Do SpaceX už v roce 2015 investovala společnost Google spolu s fondem Fidelity miliardu dolarů a má se za to, že hlavním účelem investice byl právě projekt Starlink.

Elon Musk tvrdí, že SpaceX má dostatek financí pro výstavbu funkční konstelace čítající několik set satelitů. Získání dalšího kapitálu by prý bylo potřeba jen v případě, že se něco pokazí. SpaceX ale nemá problém kapitál získat – v posledním investičním kole prý byl větší zájem investorů než bylo potřeba.

SpaceX zatím neuzavřelo smlouvu s žádným zákazníkem, ale probíhají jednání se strategickými partnery, jako jsou například telekomunikační společnosti v zemích, kde je na venkově špatné internetové připojení.

SpaceX také získalo 28 milionů dolarů od amerického letectva a ve spolupráci s ním testuje Starlink pro potenciální armádní využití.

SpaceX chce časem Starlink osamostatnit a udělat z něj veřejnou firmu obchodovatelnou na burze. To by umožnilo snadno získat další kapitál. K osamostanění ale dojde nejdříve až za několik let.

Další finance SpaceX získává tím, že nabízí vynášení sekundárních nákladů na misích s družicemi Starlink. Poprvé k tomu došlo v červnu 2020 na misi Starlink v1-8, kdy SpaceX kromě 58 družic Starlink vyneslo také 3 satelity SkySat pro společnost Planet. V plánu je pak řada dalších takových misí.

58 družic Starlink a 3 družice SkySat jako sekundární náklad před misí Starlink v1-8 (Foto: Planet)

Vynášení satelitů

Jak vlastně SpaceX plánuje vynést několik tisíc satelitů během pouhých pár let? Společnost oznámila, že toho hodlá docílit pomocí své rakety Falcon 9 a klíčem k úspěchu bude její rapidní znovupoužitelnost, kterou má umožnit vylepšená varianta Falconu 9 zvaná Block 5. Firma dokonce chce časem dosáhnout 24hodinového obratu jedné rakety. Každý jednotlivý stupeň má navíc být možné využít minimálně desetkrát.

Falcon 9 na rampě před misí Starlink-1 (Foto: SpaceX)

Rychlá znovupoužitelnost Falconu 9 by v kombinaci s několika aktivními rampami mohla umožnit vynést velké množství satelitů každý rok, a to relativně levně. Při každém startu je obvykle vyneseno 60 satelitů a Elon Musk očekává, že pomocí raket Falcon bude možné vynášet 1–2 tisíce družic ročně, přičemž pro pokrytí Spojených států bude potřeba 12 startů a pro ucházející globální pokrytí alespoň 24 startů. Pro nepřerušovaný signál po celém světě je potřeba provozovat satelity v alespoň šesti orbitálních rovinách. V prvním pololetí roku 2020 SpaceX provedlo 7 misí, při kterých vyneslo celkem 418 družic pro Starlink.

Hlavním omezujícím faktorem během vynášení družic je momentálně spíše velikost aerodynamického krytu než nosnost rakety, takže využití Falconu Heavy, který sice má vyšší nosnost, ale má stejně velký kryt jako Falcon 9, by SpaceX asi neumožnilo vynášet více satelitů najednou. Zajímavostí je, že u startů s družicemi pro Starlink není aerodynamický kryt vybaven akustickými destičkami, které během letu normálně chrání náklad před hlukem a vibracemi. Důvodem by mohla být maximalizace dostupného prostoru uvnitř krytu pro umístění co nejvyššího počtu satelitů.

SpaceX nejspíš vyvine zvětšený kryt pro armádní zakázky Falconu Heavy, a tak je možné, že pak začne mít smysl provést třeba jeden start Falconu Heavy s větším počtem družic pro Starlink místo dvou misí Falconu 9. Momentálně však není jasné, jestli se to vyplatí a zda SpaceX něco takového plánuje.

Chystaná megaraketa Starship už má výrazně větší nákladní prostor, který pojme 400 satelitů pro Starlink, ale podle Muska Starship není pro dokončení konstelace nezbytně nutná. Musk však doufá, že Starship začne létat dlouho předtím, než SpaceX vynese všech 12 000 družic. Náklady na start Starship by totiž díky kompletní znovupoužitelnosti měly být o dost nižší (prý minimálně pětkrát).

Poskytování služeb Starlinku prý může začít už po vynesení 400 satelitů, ale pro ekonomickou návratnost je podle Elona Muska potřeba provozovat alespoň 1000 satelitů.

Seznam uskutečněných startů

Datum Mise Satelity Orbita Poznámky
22. 2. 2018 Paz 2 512 km Na této misi byly vyneseny dva testovací satelity Tintin A a B jako sekundární náklad
24. 5. 2019 Starlink-1 60 550 km Bylo vyneseno 60 prototypů, které nebudou součástí finální konstelace
11. 11.  2019 Starlink v1-1 60 550 km Bylo vyneseno 60 vylepšených satelitů pro komerční provoz
7. 1. 2020 Starlink v1-2 60 550 km Dalších 60 satelitů pro komerčních provoz, jeden z nich byl experimentálně začerněný
29. 1. 2020 Starlink v1-3 60 550 km Dalších 60 satelitů pro komerčních provoz
17. 2. 2020 Starlink v1-4 60 550 km Dalších 60 satelitů pro komerčních provoz
18. 3. 2020 Starlink v1-5 60 550 km Dalších 60 satelitů pro komerčních provoz
22. 4. 2020 Starlink v1-6 60 550 km Dalších 60 satelitů pro komerčních provoz
4. 6. 2020 Starlink v1-7 60 550 km Dalších 60 satelitů pro komerčních provoz, jeden s experimentální sluneční clonou
13. 6. 2020 Starlink v1-8 58 550 km První mise se sekundárním nákladem, a tak bylo vyneseno jen 58 satelitů pro Starlink
7. 8. 2020 Starlink v1-9 57 550 km Další mise se sekundárním nákladem. Všechny družice poprvé obsahovaly sluneční clony.
18. 8. 2020 Starlink v1-10 58 550 km Dalších 58 satelitů Starlink + 3 satelity pro Planet Labs jako sekundární náklad
3. 9. 2020 Starlink v1-11 60 550 km Dalších 60 satelitů pro komerčních provoz
6. 10. 2020 Starlink v1-12 60 550 km Dalších 60 satelitů pro komerčních provoz
18. 10. 2020 Starlink v1-13 60 550 km Dalších 60 satelitů pro komerčních provoz
24. 10. 2020 Starlink v1-14 60 550 km Dalších 60 satelitů pro komerčních provoz

(Seznam chystaných misí najdete na stránce Plánované starty SpaceX.)

Problém vesmírného smetí

Vizualizace vesmírného smetí v roce 2009, měřítko neodpovídá realitě (Zdroj: NASA)

Na oběžné dráze Země je stále více a více objektů – nejen aktivních satelitů, ale také zbytků raket, různých malých i velkých trosek, nefunkčních družic atd. V závislosti na typu orbity, po které se daný objekt pohybuje, může proces samovolné deorbitace trvat od několika měsíců v případě nízké oběžné dráhy až po tisíce let v případě geostacionárních drah. Správní orgány i odborníci se tedy oprávněně obávají zhoršení problému vesmírného smetí a zvýšení rizika vzniku Kesslerova syndromu následkem vytvoření rozsáhlých konstelací, jaké kromě SpaceX plánují i další firmy. SpaceX však tvrdí, že riziko není zdaleka tak vysoké, jak by se mohlo zdát. Satelity jsou malé a v okolí Země je neuvěřitelné množství místa. Konstelace navíc bude navržena tak, aby co nejvíce minimalizovala rizika a potenciál vzniku vesmírného smetí:

  • Satelity mají vlastní pohon a jsou schopny se vyhnout případné srážce s jiným objektem – ať už jiným satelitem, vesmírným smetím či nefunkčním satelitem z vlastní konstelace.
  • Satelity jsou vypouštěny na velmi nízké oběžné dráze, takže pokud se následně zjistí, že některé z nich jsou nefunkční, velmi rychle samovolně shoří v atmosféře. Pouze ty funkční družice se po vypuštění přesunou na vyšší orbitu.
  • Dosluhující satelity (předpokládá se životnost kolem 5 let) budou včas přesunuty na takovou orbitu, která do 1–5 let způsobí vstup do atmosféry, kde satelit shoří. Tento proces je o dost rychlejší než 25 let, které momentálně vyžadují mezinárodní standardy.
  • V případě té části konstelace, která se nachází na velmi nízké oběžné dráze, se problém vesmírného smetí řeší sám. Satelity budou obíhat tak nízko, že budou muset periodicky udržovat potřebnou výšku pomocí motorů, jinak by následkem atmosférického odporu došlo v řádu týdnů k jejich deorbitaci. I pokud tedy satelit selže a přijde o možnost vlastního pohonu nebo se přeruší kontakt se Zemí, během krátké doby sám shoří v atmosféře a nepřispěje tak k problému vesmírného smetí.

Družice jsou navíc navrženy tak, že se po deorbitaci kompletně rozpadnou. Žádná jejich část tedy nedopadne na zemský povrch, kde by mohla někoho ohrozit. Výjimku tvoří prvních několik desítek satelitů, které používají ještě starý druh konstrukce, takže některé jejich komponenty nemusí kompletně shořet. K úplně prvním deorbitacím satelitů Starlink došlo na jaře 2020.

Problémy pro astronomii a astrofotografii

Po vypuštění první šedesátky satelitů během mise Starlink-1 vyšlo brzy najevo, že pomalu se rozprostírající satelity po dobu několika týdnů na noční obloze vytvářejí zajímavý úkaz ve formě šňůrky světel. Jelikož tento neobvyklý jev je velice dobře viditelný, vyvolalo to obavy u amatérských i profesionálních astronomů a astrofotografů. Navíc některé frekvence, na kterých budou družice vysílat, by mohly mít negativní vliv na radioastronomii.

Elon Musk na obavy reagoval tím, že SpaceX prý záleží na tom, aby jejich konstelace neměla zásadní vliv na astronomické výsledky a jejich tým začal pracovat na snížení albeda, tedy míře odrazivosti satelitů. SpaceX nejdříve experimentovalo se začerněním antén, které mají velký podíl na odrážení slunečního světla. Toto bylo poprvé otestováno na jednom satelitu v rámci mise Starlink v1-2 a bylo zaznamenáno snížení odrazivosti o 50 %. Viditelnost satelitů však musí být ještě výrazně nižší, a tak SpaceX začalo na družice přidávat sluneční stínidla a dále byl upraven způsob naklopení solárního panelu na oběžné dráze, aby se minimalizovalo odrážení slunečních paprsků.

Podle slov Elona Muska by síť Starlink neměla ovlivnit ani výzkum radioastronomie, když napsal: „Vyhýbáme se použití určitých nižších Ku frekvencí specifických pro radioastronomii.“ K problematice se vyjádřila také americká Národní radioastronomická observatoř (National Radio Astronomy Observatory), podle které tato organizace spolupracuje se SpaceX na analýze a minimalizaci potenciálních dopadů konstelace Starlink na radioastronomii. Zvažuje se například vytvoření ochranných zón kolem současných a budoucích radioastronomických zařízení.

SpaceX tyto problémy nebere na lehkou váhu a na jejich řešení aktivně spolupracuje s vědeckou obcí. Více informací najdete v tomto článku.

Jak sledovat družice na obloze

Satelity Starlinku je možné spatřit na obloze i pouhým okem. Jsou k tomu potřeba správné podmínky, ale ty se dají předpovědět dopředu. Pokud tedy chcete zjistit, kdy budou satelity viditelné ve vašem regionu, sepsal jsem návod, jak na to. Případně můžete rovnou použít jeden z dostupných nástrojů:

Konkurence

Konstelaci společnosti OneWeb má tvořit 650 satelitů ve výšce 1200 km (Zdroj: OneWeb)

SpaceX není jedinou firmou, která provozuje nebo plánuje vytvořit globální internetovou konstelaci, avšak většina z nich je navržena pro jiné účely (např. Iridium či Orbcomm) nebo mají značně omezenou kapacitu kvůli nízkému počtu satelitů (HughesNet, Viasat).

Největšími potenciálními konkurenty Starlinku jsou konstelace společností OneWeb, Telesat a Amazon. Telesat a OneWeb už vynesly testovací či operační satelity pro své konstelace. OneWeb a SpaceX navíc mezi sebou už několik let vedou spory. Prezidentka SpaceX Gwynne Shotwell však prohlásila, že na trhu je místo pro více než jednu megakonstelaci nabízející vysokorychlostní internetové připojení. Společnost OneWeb v březnu 2020 vyhlásila bankrot po vynesení 74 družic z plánovaných více než 650 a další osud tohoto projektu je zatím ve hvězdách.

SpaceX si na rozdíl od ostatních firem může zajistit dopravu satelitů na oběžnou dráhu pomocí vlastních raket, což představuje nemalé úspory a velkou konkurenční výhodu. SpaceX však podle Elona Muska nikdy neodmítne vynesení satelitů pro konkurenční konstelaci, pokud o to někdo projeví zájem. Že nešlo o plané řeči, dokazuje uzavření kontraktu mezi SpaceX a společností SES ohledně vynesení družic pro konstelaci O3b mPOWER.


Poslední aktualizace článku:

  • 24. 10. 2020 – Přidány provedené mise Starlink v1-13 a v1-14
  • 6. 10. 2020 – Přidána provedená mise Starlink v1-12
  • 3. 9. 2020 – Přidány provedené mise Starlink v1-10 a v1-11
  • 8. 8. 2020 – Přidána provedená mise Starlink v1-9
  • 27. 6. 2020 – Přidány fotky uživatelských terminálů a také byly doplněny nové informace o beta testování a úpravách družic kvůli astronomii
  • 21. 4. 2020 – Aktualizovány informace o potenciální úpravě rozložení družic na orbitě a přidáno pár dalších novinek z posledních týdnů
  • 21. 3. 2020 – Přidána provedená mise Starlink v1-5 a přidány zmínky o chystaném slunečním stínidle a také schválení žádosti na provoz uživatelských terminálů
  • 17. 2. 2020 – Přidána provedená mise Starlink v1-4 a také byla doplněna informace o novém způsobu vypouštění družic na eliptickou orbitu
  • 9. 2. 2020 – Přidána sekce o tom, jak sledovat družice na obloze; přibyla informace o tomm, jak probíhá směrování satelitu na orbitě; seznam startů už uvádí jen provedené starty, nikoli budoucí; přidáno pár novinek z nového článku
  • 6. 1. 2020 – Menší aktualizace na základě nového článku
  • 21. 12. 2019 – Přidány informace o černém satelitu na misi Starlink v1-2; aktualizován seznam plánovaných misí; doplněna informace o schválení žádosti na úpravu rozmístění prvních 1584 satelitů na orbitě
  • 11. 11. 2019 – Přidány informace o dvou pozemních branách pro pásmo Ka a také zvýšené hmotnosti satelitů na misi Starlink v1-1
  • 7. 11. 2019 – Doplněny nové informace z posledních týdnů (potenciální úpravy rozmístění a způsobu vypouštění satelitů, testování sítě letectvem, 30 000 dodatečných satelitů, kapacita Starship…) + jsem doplnil chybějící frekvence v pásmu V, které má Starlink využívat
  • 26. 6. 2019 – Doplněna sekce o potenciálních problémech pro astronomii, astrofotografii a radioastronomii
  • 24. 5. 2019 – Přidána sekce Seznam startů, doplněny nové fotky a informace o satelitech z oficiálního webu Starlinku, opravena chyba ohledně testovacích satelitů Telesatu
  • 21. 5. 2019 – Doplnění informací o orbitálních rovinách, původu názvu Starlinku, šifrování a síťovém protokolu
  • 20. 5. 2019 – Založení článku



Mohlo by se vám líbit...

Odebírat komentáře
Nastavit upozorňování na
guest
33 Komentáře
nejstarší
nejnovější nejlepší
Inline Feedbacks
Zobrazit všechny komentáře