IT космической важности

The International Day of Human Space Flight


Международный день космонавтики стоит отмечать всем, включая сотрудников IT-компаний и интернет-пользователей. Потому что космос – это не только бесконечное пространство, где вращается наша планета, но и безграничное количество возможностей.



Сбывшаяся мечта человечества

12 апреля мы отмечаем Международный день космонавтики (The International Day of Human Space Flight) уже более полувека. В этот день в 1961 году впервые в истории планеты состоялся полет человека в космическое пространство: Юрий Гагарин облетел Землю за 108 минут и вернулся обратно. Для человечества первый орбитальный космический полет стал подлинным технологическим прорывом. Тысячелетиями люди смотрели в звездное небо, представляли инопланетных жителей, мечтали об объединении планет и звездных систем, о преодолении огромных межгалактических расстояний... И вот первый шаг к исполнению извечной мечты человека был сделан.


Но если совсем уж честно, космос мы готовы использовать точно так же, как и родную планету – исключительно в утилитарных целях, просто расширяя ареал обитания Homo Sapiens. Такова наша природа. И если мы пока не можем полететь в дальний космос, чтобы осваивать новые планеты и строить там свои колонии, то хотя бы в околоземном пространстве стоит похозяйничать себе на пользу. Поэтому орбита Земли кишит спутниками: они передают теле- и радиосигналы, обеспечивают мобильную связь, делают фотосъемку поверхности планеты, фиксируют метеорологические данные и уровень радиации, используются для проведения научных экспериментов в области биологии, географии, астрономии, геологии. Привычная всем функция GPS в смартфонах тоже реализуется с помощью особой программы спутникового глобального позиционирования (Global Positioning System). Словом, спутников много и задач для них – тоже.

Внеземное телевидение

Идея спутникового телевидения вызревала давно. Еще в феврале 1945 года знаменитый впоследствии писатель-фантаст, а на тот момент – лейтенант британских ВВС, радарный эксперт Артур Чарльз Кларк опубликовал статью в Wireless World, где описал концепцию планетарного спутникового телевидения: “Три ретранслятора, размещенные на правильно выбранной орбите, с угловым разнесением в 120°, смогут покрыть телевидением и УКВ-вещанием всю планету”. Вектор движения был задан, но для первых шагов в реализации идеи спутникового телевидения потребовалось два десятка лет. Первые спутники-ретрансляторы вышли в орбитальное пространство Земли в 1960-х.


Сейчас спутниковое телевидение стало привычным атрибутом комфортной жизни. И хотя для того, чтобы обеспечить по-настоящему глобальное телевещание, спутников требуется гораздо больше, чем рассчитывал автор “Космической одиссеи 2001 года”, главная цель была достигнута: телесигнал с околоземной орбиты передается отлично, качество изображения и звука тоже радует, а главное – спутниковое телевидение можно принимать в любой местности, куда не доходят сигналы обычной антенны или не дотягивается кабель (вопрос только в качестве оборудования и отсутствии массивных физических препятствий на пути сигнала).  И хотя атмосферные явления могут порой создавать помехи в вещании, это происходит достаточно редко. Преимуществ у внеземного телевидения все-таки больше.

Интернет из космоса

По мере развития технологий, когда интернет из небольшой сети, соединявшей несколько исследовательских центров, разросся по всем континентам, неизбежно возник вопрос: как добиться по-настоящему глобального охвата и сделать Всемирную Паутину именно всемирной? Высокое качество передаваемого телевизионными спутниками видео- и аудиоконтента позволило предположить, что со скоростью передачи интернет-данных тоже все будет неплохо. Плюс независимость от географического расположения – при условии правильно рассчитанного градуса расположения спутника на геостационарной орбите. Поэтому интернет-провайдеры стали экспериментировать со спутниковым интернет-вещанием, часто используя ТВ-спутники.


Примерно в конце 1990-х спутниковый интернет стал относительно доступен потребителю. Однако, несмотря на очевидные преимущества и действительно высокую скорость трафика, в среднем около 20 Мбит/с, все еще сравнительно высокая стоимость оборудования по-прежнему ограничивает его массовое распространение. Спутниковый интернет ныне по карману большинству жителей Европы и Америки, но практически не по зубам странам третьего мира, население которых составляет почти две трети человечества. Так что о подлинной глобализации интернета говорить пока не приходится.

Планы интернет-глобализации

Мысль о том, что интернетом охвачены не все 100% жителей Земли, не дает покоя тем, кто может и хочет изменить ситуацию. Так, в последние годы много говорят о проекте Илона Маска Starlink. Знаменитый предприниматель, инженер, энтузиаст и технологический евангелист решил вложить часть своего многомиллиардного состояния в проект, обещающий сделать интернет доступным большинству жителей нашей планеты. Почти 12 тысяч спутников создадут сеть интернет-вещания, которая должна покрыть всю планету.

Орбитальная высота, км Количество спутников Охват вещания, км
1110 – 1325 4425 1200
335 – 3467518 450


Судя по описанию, у проекта Starlink есть все шансы “дотянуться” интернетом до самых труднодоступных уголков планеты. Но решит ли это финансовую проблему населения, будет ли такой интернет бесплатным? Ранее намеки на это делались, но доподлинно пока неизвестно. Журналисты и эксперты строят собственные прогнозы и более-менее едины во мнении, что стоимость интернета от Starlink будет приблизительно такой же, как и у любого другого провайдера спутникового интернета. Время покажет, причем, судя по твиттеру Маска, достаточно скоро.


Есть и другие подобные проекты. Например, британская компания OneWeb LLC (она же - L5) в 2019 году запускает одноименный проект на 700 спутников.  Интересна разработка Samsung Electronics, в которой запланировано создание сетки 4600 интернет-спутников. Строят свои планы в этом направлении в корпорации Boeing и, конечно, инженеры и исследователи в КНР.

На большом воздушном шаре…

Если все упомянутые проекты действительно будут реализованы в полном объеме, то околоземное пространство будет прямо-таки напичкано спутниками. И неизвестно еще, чем это обернется для планеты впоследствии.


Интересное решение придумали в Google: еще в начале 2010-х в корпорации было создано подразделение Х, основным занятием которого стал проект Google Project Loon. Целью проекта было заявлено создание всемирной сети интернет-коммуникаций для труднодоступных территорий с помощью воздушных шаров, поднимаемых на высоту, достаточную для широкого охвата сигналом. Проект подразумевает партнерство с операторами мобильной связи 4G LTE и использование функционала их стационарных вышек.


Множество зондов Loon с сетевыми маршрутизаторами запускаются в стратосферу на высоту 18-23 км – выше трасс движения самолетов. На каждом таком “шарике” имеются два основных радиопередатчика: базовая станция LTE  с широким покрытием (eNodeB), связывающаяся с телефоном пользователя с поддержкой LTE, и высокоскоростная направленная линия связи, используемая для соединения между аэростатами и возврата сигнала в инфраструктуру мобильного оператора на земле. Пользоваться интернетом от Loon можно с обычного смартфона. Принцип прост: сигнал с данными, отправляемыми с терминала пользователя (смартфон), ловится оборудованием одного из аэростатов, ретранслируется другому, и так по цепочке до приемника на земле, откуда этот сигнал по оптоволоконному кабелю передается в сеть и достигает своего пункта назначения.


Google Project Loon
Источник изображения: https://loon.co/technology


Несмотря на кажущуюся легкость, проект представляет собой настоящий инженерный вызов. Нельзя забывать об атмосферных массах, которые, находясь в постоянном движении, перемещают аэростаты. Чтобы сигнал оставался стабильным и пользователь не страдал от перебоев в связи, инженеры Google используют целый комплекс технологий, среди которых машинное обучение, прогностические модели ИИ, позволяющие рассчитать траекторию движения воздушных шаров с учетом метеорологических и геофизических данных, разнообразные коммуникационные решения. Помимо оборудования для ретрансляции интернет-сигналов, на воздушных шарах Loon размещаются приборы для мониторинга погоды и условий окружающей среды, GPS-устройства для отслеживания схем полета аэростата и авиационный ретранслятор для фиксации данных о положении воздушных шаров. Источник питания – солнечные батареи, которые создают избыточный заряд, чтобы функционирование интернета от Loon было круглосуточным.


По данным проектной команды, скорость интернет-соединения, реализуемого Loon, аналогична скорости современных сетей 4G LTE. Что же касается безопасности данных, то они автоматически шифруются при прохождении через аэростатную сеть и получают те же уровни криптозащиты и аутентификации, какие приняты у мобильного оператора-партнера.


“Боевое крещение” проект Loon прошел в 2017 году, восстанавливая связь в Пуэрто-Рико после разрушительного урагана “Мария”. В активе проекта уже записаны тестовые запуски соединения с Vodafone в Новой Зеландии, Telefonica в Перу и Бразилии, Telstra в Австралии. В 2018 году был подписан первый коммерческий проект с Telkom Kenya для расширения интернет-сети в Кении.

Оторваться от Земли (вместо заключения)

Человечество грезило небом всегда. В XXI веке космические полеты уже не выглядят чем-то экстраординарным, и пришло время двигаться дальше. Мы серьезно нацелились на полеты к Марсу, и уже пора продумывать, как обеспечивать интернетом и хостинг-услугами будущие колонии. История цивилизации насчитывает немало примеров того, как дерзкие фантазии визионеров спустя некоторое время успешно воплощались в жизнь. И если сейчас мы уже вовсю используем облачные технологии на земле, то есть все шансы на то, что через пару десятилетий мы будем строить облачные инфраструктуры в облаках буквально.


Друзья, SIM-Networks поздравляет всех вас с Международным днем космонавтики! Пусть сбываются ваши мечты о высоком!



Автор: Алиса Кандеева

Понравилась статья? Поделитесь ею в социальных сетях!