Технология спутникового интернета скоро станет реальностью, но россияне вряд ли смогут ею воспользоваться

Интерес мировых держав к новой технологии понятен: она как минимум встряхнет, а то и вовсе перевернет с ног на голову телекоммуникационную индустрию. Не говоря о том, что собственная спутниковая интернет-паутина – эффективный инструмент контроля за локальным сегментом интернета. В тонкостях космических сетей нового поколения «Профиль» разобрался вместе с экспертами.

Тяга в космос

Концепция спутникового интернета ненова. Еще в 1990‑е EchoStar, Lockheed Martin, Iridium, Motorola и другие компании запускали орбитальные устройства для обеспечения спутниковой телефонии и интернета. Для конечного потребителя такое решение оказалось не слишком подходящим. Во‑первых, из-за высокой стоимости. Даже сегодня тарифы спутникового интернета стоят в России тысячи рублей в месяц.

Во‑вторых, невысокая скорость обмена данными. Средняя скорость подключения колеблется в районе 100–200 кб/сек., что на несколько порядков ниже, чем у домашнего интернета и сетей 4G. Пинг (время прохождения сигнала от компьютера до сервера и обратно) тоже долгий: от 400 мс против 20–30 мс при хорошем подключении 4G.

В 1990‑е – начале 2000‑х столь несовершенного интернета хватало ввиду отсутствия культуры массового потребления сетевого контента. Мир выходил в онлайн постепенно, и основой веб-паутины выступали оптоволоконные кабели, которые прокладывались под землей, а также по дну океанов для связи между континентами. Но уже тогда возник первый проект, который является предтечей современных SpaceX Starlink и OneWeb – Teledesic, основателями которого выступили американский медиамагнат Крейг Маккоу и создатель Microsoft Билл Гейтс. Они разработали концепцию, которую сегодня подхватили другие компании.

Суть технологии в том, чтобы вывести на низкую околоземную орбиту (на высоту от 350 до 1200 км) группировку из нескольких сотен или даже тысяч небольших спутников. Это в десятки раз ближе к Земле, чем геостационарная орбита, где вращаются крупные телеком-спутники. Благодаря небольшому расстоянию скорость подключения к аппарату с Земли заметно возрастает, и пинг, по подсчетам специалистов, может быть в полтора раза меньше, чем при связи по оптоволокну.

Такая разница не играет существенной роли в пределах одного города, однако ощутима на больших расстояниях, в том числе при обмене данными между континентами. Это может быть критично, например, в авиации, где от скорости получения информации зависят жизни, либо на бирже, где считанные миллисекунды могут стоить брокерам миллионы долларов.

Из-за той же низкой орбиты каждый спутник не может обладать большой зоной покрытия, максимум около тысячи километров в диаметре. Однако сеть спутников, которые обмениваются данными между собой, может обеспечить покрытием всю площадь Земли при условии, что они будут занимать несколько орбитальных плоскостей (вращаться на одной высоте по разным окружностям).

Пока такой проект остается теорией, но практическая реализация не за горами. Проект Teledesic, который оценивался в $9 млрд и предполагал вывод 288 спутников (по 24 аппарата на 12 орбит на высоте 700 км), так и не был реализован. Он сильно опередил свое время: до «смартфонного бума» и экспоненциального роста потребляемого трафика оставалось несколько лет, и даже миллиардные инвестиции магнатов Маккоу и Гейтса не помогли. Сегодня, когда ситуация сильно изменилась, на подходе проекты SpaceX Starlink и OneWeb – их тестовые аппараты уже находятся на орбите. Впрочем, перспективы этих проектов пока неоднозначны.

Ради прибыли, и не только

В середине 2010‑х проникновение интернета резко ускорилось. За один только 2013 год в мире было продано более одного миллиарда смартфонов, после чего рынок рос еще несколько лет. Google, Microsoft, Xiaomi стали разрабатывать «интернет вещей» – концепцию, которая, как считают специалисты, ляжет в основу индустрии нового поколения. А там, где есть активно растущий рынок, возникает и потребность в новых технологиях.

Сегодня главным претендентом на всеобщее обеспечение интернетом считаются сотовые сети 5G. Но даже такой тип связи в конечном счете восходит к обмену данными по оптоволоконным кабелям, которые могут быть протянуты к базовым станциям либо дата-центрам, обеспечивающим широкополосный интернет-трафик.

Поэтому в 2014 году возникает проект WorldVu, позже переименованный в OneWeb. Сначала это была небольшая британская компания, которой в течение года удалось привлечь к разработке недорогих спутников нового поколения (себестоимость каждого – менее $500 тысяч) крупных партнеров – Airbus Defence and Space, Lockheed Martin Space Systems. Среди инвесторов проекта числятся японский телекоммуникационный гигант SoftBank, производитель портативной электроники Qualcomm, концерн Coca-Cola, международный технологический конгломерат Virgin Group.

В феврале 2019 года компания успешно запустила шесть тестовых спутников с космодрома Куру на ракете-носителе «Союз». В 2020‑м планируется начать формирование полноценной группировки из 648 аппаратов на орбитах 800 и 950 км. Полетят они также на «Союзах» – в апреле генеральный директор ракетно-космического центра Дмитрий Баранов сообщил, что семь ракет уже готовы, еще три будут построены до конца года, а всего планируется провести 21 запуск до 2022 года. Затем предполагается расширение сети еще минимум на 900 спутников.

По заявлению представителей OneWeb, уже в 2021 году пользователи смогут выходить в интернет со скоростью 62 Мб/сек. и задержкой сигнала всего в 30 мс. Эти параметры кажутся реальными: в июле тестовые спутники продемонстрировали возможность передачи данных со скоростью до 50 Мб/сек. Но планы компании будут реализованы только в том случае, если ей удастся привлечь новые инвестиции: с 2014 года расходы на производство и запуск спутников выросли с $3,5 млрд как минимум вдвое.

В том же 2014 году компания Илона Маска SpaceX также решила выйти на телекоммуникационный рынок. Некоторые аналитики предполагали, что Маск станет одним из партнеров OneWeb, однако бизнесмен пошел другим путем и в 2015 году открыл собственное производство интернет-спутников. Его проект еще более амбициозный, чем OneWeb: в рамках SpaceX Starlink планируется вывести на орбиту до 12 000 аппаратов (стоимостью $300 тысяч каждый), из которых примерно 4500 будут находиться на орбите высотой 1100 км и еще 7500 – на высоте 350–550 км.

У Маска перед конкурентами есть важное преимущество – собственные ракеты Falcon 9 и Falcon Heavy с возвращаемыми разгонными блоками, которые делают запуск куда более выгодным. «Уже сейчас у Маска готовых к запуску ракет больше, чем заказов на них со стороны NASA и коммерческих компаний, – объясняет «Профилю» Виталий Егоров, популяризатор космонавтики, известный как блогер Zelenyikot. – А поскольку многоразовая технология предполагает кратное увеличение количества запусков, он надеется на спутниковый интернет как на средство загрузки компании SpaceX. Хотя, разумеется, доходы от предоставления интернета ему тоже интересны».

При расчетной стоимости проекта SpaceX Starlink $10 млрд Маск рассчитывает получать прибыль $30–50 млрд ежегодно. Предполагается, что этот доход будет финансировать амбициозные проекты главы SpaceX, в том числе полеты на Луну и Марс. Эти намерения Маска, к слову, опровергают слух, который ходил в СМИ в 2016–2018 годах, о том, что Starlink будет не просто всемирным интернетом, но еще и бесплатным.

По мнению Егорова, доход – далеко не единственное, на что рассчитывают инициаторы космических проектов. «Один из ключевых инвесторов Starlink – корпорация Google (вложившая в проект $1 млрд. – «Профиль»). Для нее проект важен как средство значительного повышения количества пользователей интернета. Google уже сейчас охватывает практически все подключенное к интернету человечество, а Starlink может существенно расширить аудиторию. Большая перспектива видна в Африке, Индии, Китае. Даже в США и России далеко не везде есть полноценная высокоскоростная связь. Если обеспечить людям подключение через Starlink, Google рассчитывает, что они по умолчанию будут пользоваться ее сервисами». Между тем на пути «небесного» интернета остается много сложностей, которые могут не только помешать бизнесу OneWeb и Starlink, но и лишить высокотехнологичного доступа к Сети многих пользователей. Например, всех россиян.

Двойные стандарты связи

Несмотря на то, что Россия напрямую участвует в выводе на орбиту спутников OneWeb, работать на территории нашей страны эта сеть, скорее всего, не будет. Для ее функционирования принимающие антенны должны связываться со спутниками в определенных диапазонах частот (10.7–12.7, 14–14.5, 17.8–19.3 либо 27.5–30.0 ГГц), а их выделение регламентируется государственными структурами.

OneWeb с 2017 года пытался получить разрешение на работу в России, однако в июле 2019‑го получил окончательный отказ. Минкомсвязи против, Роскомнадзор против, ФСБ против – словом, шансов никаких. Starlink, вероятнее всего, ждет та же участь. Причина проста: такие проекты воспринимаются властями как угроза национальной информационной безопасности, а с 2019 года по закону «о суверенном интернете» ни в коем случае нельзя пускать противника в свой интернет-огород. Зато союзника – вполне можно. 19 сентября главы правительств России и Китая Дмитрий Медведев и Ли Кэцян договорились о том, что страны будут совместно разрабатывать собственную версию спутникового интернета. Подробности пока не озвучены, но эксперты уже скептически относятся к подобным сообщениям.

«Это пустой разговор, потому что России такие проекты не по карману, – делится мнением научный руководитель Института космической политики Иван Моисеев. – Китай в состоянии создать подобную группировку и развивать ее. А у нас для равноценного участия в проекте нет ни финансирования, ни технологических решений. Здравый смысл подсказывает один путь: пустить в страну зарубежные аналоги спутникового интернета. Если этого не сделать, страна останется в телекоммуникационном средневековье, а остальной мир уйдет вперед».

Для России это не первый опыт обсуждения национальной системы спутниковой связи. В 2015 году компания «Российские космические системы» анонсировала проект «Эфир», который предполагал вывод около 600 спутников различного назначения на низкую орбиту. Затем гендиректор «Роскосмоса» Дмитрий Рогозин переименовал проект в «Сферу» и анонсировал запуск спутников в течение шести лет – с 2022-го по 2028‑й. Еще позже «Сфера» стала частью национальной программы «Цифровая экономика», а месяц назад прошла согласование в Военно-промышленной комиссии.

Несмотря на обнадеживающие известия, с перспективами проекта не все ясно. Виталий Егоров считает, что коммерчески успешным он стать не сможет, да и не должен: «Сфера» никогда не позиционировалась как глобальный сервис для охвата клиентской базы по всему миру. Проект изначально являлся средством обеспечения государственных интересов только на территории РФ – с контролем трафика Роскомнадзором, подключенным СОРМ и другими службами. «Роскосмосу» же проект интересен как средство загрузки мощностей космической промышленности».

Как отметил собеседник, Китай рассматривается в первую очередь как потенциальный инвестор, а в перспективе – крупный рынок, куда можно было бы поставлять услуги связи. Также, по предположению Егорова, в «Роскосмосе» надеются на то, что КНР возьмет на себя расходы по производству спутников в России, но на такие условия китайцы вряд ли согласятся.

Космическая свалка

Национальные правительства, которые могут отказать в выделении частот связи спутникам SpaceX и OneWeb, – не единственный барьер на пути новой технологии. Один из главных вопросов, который поднимается в космической индустрии и СМИ в связи с потенциальным запуском множества спутников связи на низкую околоземную орбиту, – ее потенциальная перегруженность. Прежде всего это вопрос безопасности – не угрожает ли существующим спутникам и, главное, МКС (в перспективе – другим обитаемым станциям) такое количество новых объектов.

Основания для тревоги есть. Сегодня вокруг Земли вращается около 20 тысяч искусственных объектов (действующих и отслуживших спутников, различного мусора) на разных орбитах. Реализация концепции «всемирного интернета» несколькими компаниями приведет к выводу на низкую орбиту (350–1200 км, МКС летает на высоте 400 км) практически такого же, а в перспективе – еще большего количества аппаратов.

Представители OneWeb и SpaceX (включая Маска) утверждают, что их спутники будут оборудованы большим количеством датчиков, специальным ПО, а также ионными двигателями (Starlink), которые не допустят столкновения с существующими объектами. К тому же компании сотрудничают с NASA, где работает система слежения за спутниками.

«Недавно произошло опасное сближение европейского спутника и аппарата SpaceX, но они благополучно разминулись, – напоминает Виталий Егоров. – В целом предполагается, что основная масса новых спутников будет летать выше 800 км, тогда как МКС и большинство ныне работающих спутников располагаются ниже 600 км. Соответственно, прямой угрозы не будет».

SpaceX опубликовала план вывода отработавших срок службы спутников с орбиты – за это будут отвечать те же ионные двигатели. В случае неполадки либо по истечении срока службы, который предположительно составит 5–10 лет, аппарат будет постепенно снижаться под контролем операторов с Земли, а затем сгорит в атмосфере как минимум на 95%, а остальное будет затоплено в океане. «Синдром Кесслера, когда орбитальный мусор сталкивается, за счет чего его количество неконтролируемо растет, пока что вопрос отдаленного будущего», – подводит итог Егоров.

А как насчет помех астрономам? После запуска в мае 60 тестовых спутников Starlink, которые можно было наблюдать в ночном небе невооруженным глазом, в СМИ стали появляться недовольные реплики представителей научных институтов и обсерваторий: мол, если десятки аппаратов уже мешают наблюдению за ночным небом, что же будет, когда Илон Маск запустит тысячи? В SpaceX отреагировали мгновенно, перенастроив спутники так, чтобы минимизировать их свечение (отблески солнца от солнечных панелей). По мнению Ивана Моисеева, при правильных настройках даже тысячи таких аппаратов не повлияют на работу телескопов и астрономические наблюдения.

Тотальный онлайн

Наверняка противниками новой технологии выступят и существующие телекоммуникационные компании. В лице OneWeb и Starlink у них появляются серьезные конкуренты, которые, по мнению Виталия Егорова, в течение 10–15 лет займут большие доли на рынке, а в перспективе и вовсе могут выдавить привычный телеком-бизнес, как это ранее произошло со спутниковой телефонией в пользу сотовой связи.

Для конечного пользователя, вероятно, изменится немногое – у него просто появится дополнительная возможность подключиться к Сети из точек, которые раньше были труднодоступными или вовсе недоступными. «В мире хватает мест, куда протянуть кабель физически невозможно либо невыгодно, – поясняет директор координационного центра доменов «.RU/.РФ» Андрей Воробьев. – Это не только отдаленные уголки стран, но также корабли и самолеты, на которых можно разместить антенну и предоставить пассажирам доступ к интернету через спутниковые каналы связи».

OneWeb уже представила прототип такой приемной антенны, который разрабатывает американский телеком-гигант Qualcomm, но пока не сообщила подробностей о ее стоимости и доступности частным лицам. Илон Маск ограничился заявлениями о том, что для приема сигнала потребуется устройство размером с коробку из-под пиццы стоимостью $100–300.

Антенны будут подключаться напрямую к спутникам и раздавать интернет всем подключенным устройствам по аналогии с сотовыми базовыми станциями или Wi-Fi-роутерами. «Люди будут продолжать работать с привычными устройствами – ноутбуками, планшетами, смартфонами. А значит, нужна привычная схема подключения – через Wi-Fi или сотовые сети. В этих условиях спутниковые терминалы могут выступать интернет-шлюзом, который обеспечивает связь сотовой вышки с глобальной Сетью», – предполагает Воробьев.

Остается открытым вопрос безопасности таких сетей, но об этом специалисты рассуждать не спешат – разработки технологии подключения еще ведутся, спецификации в открытом доступе отсутствуют. Не исключено, что в конечном итоге государства возьмут под управление спутниковые каналы на своей территории.

«Пример Tesla демонстрирует склонность Маска к контролю всей цепочки, начиная от производства и заканчивая конечными услугами. Но поскольку существующие провайдеры подчиняются законам своих стран, а их каналы связи должны отвечать требованиям национальной безопасности, сценарий стопроцентного контроля спутниковых каналов представляется маловероятным», – делится мнением директор практики по цифровизации и трансформации бизнеса CROC Digital Insight Аскар Багавиев.

Таким образом, новая для космоса технология вряд ли произведет мгновенный переворот на Земле. Определенно можно прогнозировать лишь дальнейший рост числа интернет-пользователей, а вот бизнес-модель телеком-индустрии вряд ли сильно поменяется. Появятся новые провайдеры, которые смогут работать на территории многих стран одновременно, но только в том случае, если эти страны согласятся выделить необходимые частоты. Все идет к тому, что жители России могут вовсе не почувствовать космический ветер перемен...

Чем забита земная орбита

Сегодня вокруг нашей планеты вращаются около 2200 действующих спутников, из них 901 принадлежит США, 299 – Китаю, 153 – России, 709 – другим странам.
Также на орбите находятся более 5000 неработающих аппаратов и более 14 000 фрагментов космического мусора.

По данным NASA и открытых источников на апрель 2019 года