Связь без вышек: новая эпоха Starlink (часть I)

Совсем недавно пришла громкая новость: SpaceX собирается научить обычные смартфоны напрямую подключаться к спутникам Starlink — без всяких терминалов и громоздких антенн. Ради этого компания купила частоты у EchoStar и выложила за них баснословные 17 миллиардов долларов.

Мы все видели в кино, а кто-то и в реальности, какие были спутниковые телефоны прошлого поколения. Взять, к примеру, Iridium или Inmarsat: тяжелые «кирпичи» с антенной чуть ли не до локтя. Стоили они запредельно дорого, были неудобны, и в лучшем случае позволяли звонить. Про интернет можно было забыть — для этого нужны были огромные терминалы с «тарелками» полметра и сложная настройка.

Но время идёт, и технологии меняют правила игры. Маск представил в Starlink новую систему — Direct-to-Cell, которая делает невозможное возможным: звонить с обычного смартфона через спутник.

И возникает закономерный вопрос: как?

Никакого чуда тут нет. Раньше спутниковая связь работала через аппараты на геостационарной орбите (36 тысяч км) или низкой — около 2000 км. На таких расстояниях сигнал сильно терял мощность, поэтому приходилось использовать мощные передатчики и здоровенные антенны. Starlink же развёрнут куда ближе — на высоте примерно 550 км. Но и этого мало: смартфон в одиночку не смог бы «дотянуться» до спутника. Спасла ситуация революция в антенной технике.

Посмотрим на сами спутники. Starlink v1.0 весит около 260 кг, версия v2 Mini — уже 800, а будущий v2 Full дотягивает до 1250 кг. Работают они от солнечных панелей мощностью до 10 кВт. В их арсенале — лазерные межспутниковые каналы (OISL), радиодиапазоны Ku и Ka (10–12 и 26–40 ГГц) для терминалов и, наконец, новинка: частоты LTE/5G в районе 1,9 ГГц, купленные специально для Direct-to-Cell.

Главная же фишка в антеннах. Первые аппараты Starlink (v1.0) использовали пассивные фазированные решётки — это крутая технология, но недостаточная для приёма слабых сигналов от смартфонов. Начиная с v1.5 SpaceX перешла к активным решёткам (АФАР), где каждый элемент имеет свой передатчик и фазовращатель.

Фазированные решётки давно известны по военным радарам. Они стоили огромных денег, требовали массу энергии и вычислительных мощностей — поэтому в гражданских проектах их использовали очень и очень ограниченно.

Маск решился – и получил результат, который раньше считался фантастикой.

@atomiccherry 💯