Satelity LEO: Zatłoczone niebo
Duża liczba nowych satelitów komunikacyjnych na niskiej orbicie okołoziemskiej (LEO) otwiera wiele interesujących możliwości, w tym również dla logistyki. W szczególności sieć Starlink, która już teraz może być wykorzystywana w wielu częściach świata.
Daleko nad naszymi głowami niebo staje się coraz bardziej zatłoczone. Wokół Ziemi krąży dużo więcej satelitów niż jeszcze cztery lata temu: na orbicie znajdowało się wtedy mniej niż 3000 aktywnych satelitów, obecnie jest ich ponad 7000. A do roku 2030 liczba ta może wzrosnąć czterokrotnie. Głównym motorem tego silnego wzrostu jest zwiększenie liczby satelitów LEO.
LEO odnosi się do niskiej orbity okołoziemskiej – ścieżki którą pokonują szybko orbitujące satelity komunikacyjne. Orbity w regionie LEO znajdują się na wysokości od około 250 do 2000 km nad powierzchnią Ziemi. Oznacza to, że satelity te mogą mieć krótkie czasy tranzytu sygnału w porównaniu do tych na wyższych orbitach i mogą być rozmieszczane podczas krótszych – a tym samym tańszych – lotów rakietowych. Ma to jednak swoje wady. Niska orbita oznacza, że aby zapewnić zasięg na całej powierzchni Ziemi, potrzeba więcej satelitów komunikacyjnych. Co więcej, wciąż obecny w tym regionie opór powietrza prowadzi do ich większego zużycia. Współczesne satelity LEO orbitujące na wysokości 550 km mają tendencję do spalania się w atmosferze ziemskiej po około pięciu latach, natomiast nowoczesny, czterometrowy satelita GPS znajdujący się na średniej orbicie okołoziemskiej (ang. MEO), na wysokości ponad 20 000 km będzie miał żywotność 15 lat.
Istnieje ponad tuzin globalnych operatorów satelitarnych LEO oferujących nie tylko telefonię, ale także szeroki zakres usług transmisji danych, multimediów i wideo. Najbardziej znanym i ambitnym przykładem satelitów LEO jest system Starlink należący do firmy SpaceX amerykańskiego przedsiębiorcy Elona Muska. W okresie od 2020 r. do połowy 2023 r. firma zainstalowała ponad 4500 satelitów na wysokości 550 km nad Ziemią. Każdego tygodnia SpaceX wysyłał jedną ze swoich rakiet wielokrotnego użytku Falcon 9, która umieszczała jednocześnie na orbicie do 50 tych 300-kilogramowych satelitów Starlink. Obecnie dostępna jest nowa generacja satelitów Starlink, ale ponieważ ważą one znacznie więcej (1,25 tony każdy), wyniesienie ich w kosmos będzie już mniej opłacalne niż dotychczas używany wyjątkowo ekonomiczny sposób na rozbudowę systemu. Niemniej jednak Starlink planuje umieścić na orbicie ponad 7 000 takich satelitów. Ich uruchomienie zostało już zatwierdzone przez odpowiednie władze USA.
Internet z kosmosu
Rozwiązania komunikacyjne LEO są rozwijane w imponującym tempie: Starlink i jego partnerzy zapowiedzieli, że będą testować internet satelitarny dla samolotów i smartfonów w 2023 roku. Apple iPhone 14 jest już wyposażony w funkcję awaryjnego SOS za pomocą satelity, która umożliwia użytkownikom wymianę krótkich wiadomości ze służbami ratunkowymi, nawet gdy sieć komórkowa nie jest dostępna. Ta dwukierunkowa komunikacja jest możliwa dzięki 48 satelitom LEO krążącym wokół Ziemi na wysokości 1400 km – obsługiwanym przez Globalstar.
Inni dostawcy również próbują konkurować ze Starlink – liderem rynku internetowego LEO. Należą do nich brytyjski dostawca OneWeb, Amazon oraz inicjatywy rządowe realizowane w Chinach i Unii Europejskiej. Do 2027 r. UE ogłosiła zamiar umieszczenia na orbicie około 170 urządzeń LEO w celu stworzenia niezależnej satelitarnej sieci danych.
Technologia przyszłości, która stopniowo staje się rzeczywistością, teoretycznie oferuje logistyce możliwość utrzymania komunikacji danych z jednostkami ładunkowymi, pojazdami i terminalami tranzytowymi, nawet gdy sieci 4G i 5G są niedostępne. O tym, które zastosowania ostatecznie okażą się opłacalne, zadecyduje w dużej mierze rozmiar, zapotrzebowanie na energię i koszt urządzeń nadawczo-odbiorczych, a także faktyczna dostępność przepustowości transmisji danych. DACHSER będzie kontynuować prace nad tymi opcjami w ramach swoich działań badawczych i innowacyjnych.
Autor: Andre Kranke, Kierownik Działu Badań i Rozwoju Korporacji w DACHSER