Útskýrt: Skilningur á internetinu í geimnum

SpaceX skaut 60 gervihnöttum á sporbraut í síðustu viku og mun halda því áfram þar til það hefur 12.000 manna stjörnumerki á sínum stað. Eftir tvö ár vonast það til að útvega stanslaust, ódýrt internet alls staðar á jörðinni.

SpaceX Falcon 9 eldflaug með 60 litlum gervihnöttum var hleypt af stokkunum 11. nóvember. (AP mynd)

TheSpaceX, leiðandi einkafyrirtæki heims í geimtækni, skaut í síðustu viku úða úr 60 gervihnöttum á sporbraut, fyrsta rekstrarlotan af því sem ætlað er að þróast á endanum í stjörnumerki næstum 12.000 gervihnötta sem miða að því að útvega ódýrt og áreiðanlegt geim. byggðri internetþjónustu við heiminn. Starlink netið, eins og verkefnið er kallað, er ein af nokkrum viðvarandi tilraunum til að hefja geislun gagnamerkja úr geimnum, og einnig sú metnaðarfyllsta.

Fyrsta lotan af Starlink gervihnöttum - einnig 60 talsins, og svipuð að uppsetningu og þeim sem skotið var á loft 11. nóvember - fór upp 24. maí, en þeir verða ekki hluti af netinu. SpaceX tilkynnti um gervihnöttinn Internet stjörnumerkið í janúar 2015 og sendi frá sér tvo tilraunagervihnetti í febrúar 2018. Eftir skotið í síðustu viku hefur fyrirtækið nú sent 122 gervihnöttum á braut.

Í október virtist SpaceX vera tilbúið til að auka metnað sinn og sagði Alþjóða fjarskiptasambandinu (ITU) í umsóknum í gegnum Alríkisfjarskiptanefnd Bandaríkjanna (FCC) að það hygðist senda 30.000 Starlink gervihnött til viðbótar í Low Earth Orbit (LEO) á næstunni. ár.

ITU er sérstofnun Sameinuðu þjóðanna fyrir upplýsinga- og samskiptatækni, með aðild að 193 aðildarríkjum, um 900 fyrirtækjum, háskólum og alþjóðlegum og svæðisbundnum stofnunum. FCC er lögbundinn samskiptaeftirlitsaðili Bandaríkjanna.

Hvers vegna er nauðsynlegt að skjóta upp gervihnöttum til að veita internetþjónustu?

Þetta er aðallega til að tryggja að áreiðanleg og samfelld internetþjónusta - sem nú er hluti af grunninnviðum mannkyns og mikilvæg leið til að veita lýðum heimsins margvíslega opinbera þjónustu - sé almennt fáanleg í öllum heimshlutum.

Sem stendur hafa um 4 milljarðar manna, meira en helmingur jarðarbúa, ekki aðgang að áreiðanlegum netkerfum. Og það er vegna þess að hefðbundnar leiðir til að afhenda internetið - ljósleiðara eða þráðlaus net - geta ekki borið það alls staðar á jörðinni. Á mörgum afskekktum svæðum, eða stöðum með torfæru, er hvorki framkvæmanlegt né hagkvæmt að setja upp strengi eða færanlega turna.

Merki frá gervihnöttum í geimnum geta auðveldlega sigrast á þessari hindrun.

Hversu gömul er þessi hugmynd um geim-Internet?

Geimtengd internetkerfi hafa reyndar verið í notkun í nokkur ár núna - en aðeins fyrir fáa notendur. Einnig nota flest núverandi kerfi gervitungl á jarðstöðvum sporbraut. Þessi braut er staðsett í 35.786 km hæð yfir yfirborði jarðar, beint fyrir ofan miðbaug. Gervihnettir á þessari braut hreyfast á um 11.000 km hraða á klukkustund og ná einum snúningi jarðar á sama tíma og jörðin snýst einu sinni um ás sinn. Í augum áhorfandans á jörðu niðri virðist gervihnöttur á jarðstöðvunarbraut því vera kyrrstæður.

Svo hvernig mun það hjálpa til við að setja gervitungl á lægri brautir?

Einn stór kostur við að geisla merki frá jarðstöðvum sporbraut er að gervihnötturinn getur þekja mjög stóran hluta jarðar. Merki frá einum gervihnött geta þekja um það bil þriðjung plánetunnar - og þrjú til fjögur gervitungl myndu duga til að ná yfir alla jörðina. Einnig, vegna þess að þeir virðast vera kyrrstæðir, er auðveldara að tengja við þá.

En gervitungl á jarðstöðvum sporbraut hafa líka mikinn ókost. Netið snýst allt um sendingu gagna í (næstum) rauntíma. Hins vegar er töf - sem kallast leynd - á milli notanda sem leitar gagna og þjónsins sem sendir þau gögn. Og vegna þess að gagnaflutningar geta ekki gerst hraðar en ljóshraðinn (í raun og veru eiga þeir sér stað á verulega lægri hraða), því lengri vegalengd sem þarf að fara því meiri er töfin, eða leynd.

Í geimnetum berast gagnabeiðnir frá notandanum til gervihnöttsins og er síðan beint til gagnavera á jörðu niðri. Niðurstöðurnar fara þá sömu ferð í öfuga átt. Sending sem þessi frá gervihnött á jarðstöðvum sporbraut hefur leynd sem er um 600 millisekúndur. Gervihnöttur á neðri brautinni, 200-2.000 km frá yfirborði jarðar, getur fært töfina niður í 20-30 millisekúndur, nokkurn veginn þann tíma sem það tekur landkerfi að flytja gögn.

LEO nær allt að 2.000 km yfir yfirborði jarðar. Starlink gervihnöttunum — þessir 12.000 sem SpaceX hefur leyfi fyrir, ásamt hinum 30.000 sem það vill skjóta á loft — verða settir á hæðarsviðið 350 km til 1.200 km.

En neðri brautir hafa sitt eigið vandamál.

Vegna lægri hæðar ná merki þeirra tiltölulega lítið svæði. Þess vegna er þörf á miklu fleiri gervihnöttum til að ná merkjum til allra hluta jarðar.

Auk þess ferðast gervitungl á þessum brautum á meira en tvöföldum hraða gervihnatta á jarðstöðvunarbraut - um 27.000 km á klukkustund - til að jafna áhrif þyngdaraflsins. Venjulega fara þeir um jörðina einu sinni á nokkurra klukkustunda fresti. Til að vega upp á móti því að ekki sést til þeirra frá jörðu lengur en í nokkrar mínútur þarf miklu fleiri gervihnöttum í netin, svo ekki verði hlé á gagnaflutningi. Það er ástæðan fyrir því að Starlink netið er að tala um 42.000 gervihnött.

Hvenær mun Starlink geta veitt netþjónustu sína sem byggir á geimnum?

Starlink stefnir að því að hefja þjónustu í norðurhluta Bandaríkjanna og Kanada árið 2020 og stækka til að ná til alls heimsins árið 2021. Núverandi áætlun er að dreifa gervihnöttum í tveimur stjörnumerkjum um 4.400 og 7.500. Sjósetur — 60 gervitungl í einu — munu eiga sér stað með tíðu millibili núna og áfram. SpaceX segir að það geti hafið þjónustu í litlum mæli þegar 400 gervitungl tengjast netinu.

Nokkur önnur einkafyrirtæki hafa líka áform um netþjónustu sem byggir á geimnum. Þar á meðal eru Amazon, OneWeb og O3B (að því er virðist nefnt eftir „hinum þremur milljörðum“), sem hvert um sig felur í sér stór stjörnumerki gervitungla á brautum neðri og miðjarðar – en þessi verkefni eru mjög lítil miðað við Starlink.

Þegar þau eru komin í gagnið er gert ráð fyrir að netkerfi sem byggja á geimnum muni breyta ásýnd internetsins. Búist er við að þjónusta á borð við sjálfstýrðan bílakstur verði gjörbylting og Internet of Things (IoT) er hægt að samþætta í nánast hverju heimili, hvort sem er í þéttbýli eða dreifbýli.

Er einhver ókostur við þessa vörpun?

Þrjú vandamál hafa verið merkt - aukið geimrusl, aukin hætta á árekstrum og áhyggjur stjörnufræðinga af því að þessi stjörnumerki geimnetgervihnatta muni gera það erfitt að fylgjast með öðrum geimfyrirbærum og greina merki þeirra.

Til að setja hlutina í samhengi þá eru færri en 2.000 gervihnettir starfhæfir um þessar mundir og færri en 9.000 gervihnöttum hefur verið skotið út í geim frá upphafi geimaldar 1957. Flest starfandi gervitungl eru staðsett á neðri brautum. Þann 2. september á þessu ári þurfti Evrópska geimferðastofnunin (ESA) að framkvæma, í fyrsta skipti nokkurn tíma, árekstraraðgerð til að verja einn af lifandi gervihnöttum sínum frá árekstri við stórstjörnumerki.

Stjörnufræðingar og vísindamenn hafa einnig kvartað yfir aukinni ljósmengun, tilvísun í ljós sem endurkastast frá manngerðum gervihnöttum sem getur truflað - og verið rangt fyrir - ljós sem kemur frá öðrum himintunglum.

Lestu líka | Útskýrt: Einu sinni „konungur“ Karachi vill hann nú fá hæli á Indlandi. Hver er Altaf Hussain?

Deildu Með Vinum Þínum: