SpaceX vil betale for Mars-kolonien med internett fra 4000 satellitter
Hva er Starlink?
Starlink er ment å levere internett til hele Jorda ved hjelp av minst 4000 satellitter i lav jordbane, mellom 550 og 1200 kilometer over bakken. Nettet skal være like godt som vanlig fastlinje-bredbånd, og kundene får tilgang med en mottaker på størrelse med en pizzaeske. Det er romselskapetSpaceX som står bak Starlink, og hensikten med er å skaffe inntekter til en by på Mars. De første 60 satellittene i nettverket ble skutt opp i mai 2019, etter planen skal et basisnettverk med ca 600 satellitter være på plass og i drift i løpet av 2020.
Forhistorie
I februar 2018 ble to små satellitter, kalt Tintin A og B, skutt opp med en Falcon 9-rakett fra Vandenberg-basen i California. Satellittene er bygd av SpaceX, selskapet som også bygger Falcon 9, og går i en såkalt polar bane 500 kilometer over bakken. Slike baner, som går fra nord til sør over polene, gjør at satellitter etter noen omløp får utsikt til alle punkter på Jorda fordi kloden roterer under dem. Det er viktig, fordi satellittene er ment å være en del av et globalt nettverk som skal tilby bredbånd fra rommet.
Det er ikke sagt mye om disse satellitene utover at de veier 400 kg per stykk og skal kommunisere med bakken, men det er den første testen i rommet av teknologien til SpaceX-prosjektet Starlink. Det skal tilby én gigabits bredbåndsnett over hele kloden, via satellitt med så lav latens (forsinkelse) at det vil oppleves som normalt bredbånd av brukeren. Hensikten med konseptet er skaffe penger til en koloni på Mars. Som Elon Musk sa i 2015:
This is intended to generate a significant amount of revenue, and help fund a city on Mars. So in looking in the long term, and saying what’s needed to create a city on Mars, well, one thing’s for sure: a lot of money. So we need things that will generate a lot of money.
Bredbånd fra satellitt er ikke en ny idé, det tilbys blant annet av Inmarsat idag. Men dagens nettsatellitter går i geostasjonær bane 36 000 km over bakken, og er tregere og gir dårligere dekning enn hva som er akseptabelt for vanlige kunder. Starlink kutter avstanden til Jorda kraftig og fjerner dermed 97% av forsinkelsen som skyldes tiden radiosignaler bruker til og fra satellitten i bane. Samtidig skal satellittene altså gå i polare baner som gir full dekning av hele Jorda.
Men jo nærmere jorda satelittene går, desto mindre område dekker hver satelitt. Dermed trengs det langt flere for å få full dekning av kloden. Og for at satellittbasert bredbånd skal være stabilt og raskt for alle potensielle kunder på Jorda hele tiden, enten de bor ute i Gobi-ørkenen eller blant skyskraperne i New York, trengs det mange satellitter. Ekstremt mange satellitter.
Mellom 4000 og 12 000 satellitter i lav jordbane
Siden 2015 har SpaceX søkt de føderale kommunikasjonsmyndighetene FCC om tillatelse til å sende opp til sammen 12 000 satellitter i lav jordbane. Dette ser ut til å være et maksimumstall, og i februar 2018 skrev vanligvis godt informerte Ars Technica at SpaceX planlegger 4425 satellitter i baner rundt 1200 kilometers høyde innen 2024. Siden leverandører også er pålagt å oppgi hvordan de skal unngå at satellitter blir romsøppel vet vi at SpaceX antar en snittlevetid på fem til sju år per satellitt, som etter bruk skal styres ned i atmosfæren der de vil brenne opp.
Tar vi utgangspunkt i SpaceX’ anslåtte levetid må det byttes ut rundt 700 satellitter i året etter at de 4400 er skutt opp. Dette må settes opp mot de rundt 8000 menneskeskapte gjenstandene som er skutt opp i hele romfartens historie og de 1500 aktive satellittene i 2018. Hvert år skytes det 80-100 satellitter, sonder og romfartøy opp i rommet, det er et tall som har vært stabilt ganske lenge. Legg så til at en typisk kommunikasjonssatellitt koster 100 millioner dollar eller mer, og man får et regnestykke som verken går opp økonomisk eller logistisk.
Men Elon Musk har tenkt på saken, selvsagt. Han vil løse prisproblemet med å masseprodusere satellitter selv. Som han sier det: SpaceX vil gjøre «det samme for satellitter som vi har gjort for raketter». En typisk Starlink-satellitt blir ganske liten, med en vekt på ca 250 kilo, og enkel i konstruksjon. Den første fullskala oppskytningen med Starlink i mai 2019 besto av 60 «flatpakkede» satellitter fraktet opp med en gjenbrukt Falcon 9. Fordi SpaceX produserer Falcon 9, kan selskapet sende opp satellittene til selvkost, et klart konkurransefortrinn fremfor aktører som må kjøpe oppskytninger i det åpne satelittmarkedet.
Starlink-prosjektets fokus på lav kostnad og masseproduksjon avspeiler seg også i måten satellittene sendes opp på, omtrent som kortene i en kortstokk. De 60 satellittene ble sluppet ut som én enhet som gradvis fikk drive fra hverandre. Hver satellitt er utstyrt med en liten elektrisk rakettmotor som over tid skal plassere dem i riktig bane, men prosessen vil ta mange måneder.
Før det skjer ligger satellitene tett sammen og på linje, noe som gjør dem svært synlige på nattehimmelen. Den lange linjen av Starlink-satellitter som kunne ses på himmelen i slutten av mai 2019 vakte store kontroverser blant astronomer, som påpekte at dette etterhvert kunne skape store problemer for observasjon av deler av himmelen.
Finnes det et marked for bredbånd fra satellitter?
Elon Musk har antydet en kostnad på rundt 15 milliarder dollar for Starlink, noe som virker en anelse optimistisk med tanke på skalaen. På den annen side: Dersom selskapet kan vise at teknologien fungerer i praksis, vil investorer bli interessert. For SpaceX er ikke alene om å foreslå et slikt system. En gruppe investorer som bl.a. inkluderer Richard Branson står bak OneWeb, som skal levere nett fra rommet fra 2019 og etterhvert skyte opp mer enn 700 satellitter. SpaceX’ viktigste kommersielle utfordrer, Jeff Bezos’ Blue Origin, er også involvert i dette prosjektet.
Forbrukermarkedet burde være der. I 2017 hadde 5 milliarder av Jordas 7,6 milliarder innbyggere et mobilabonnement. Av disse hadde 4,2 milliarder en eller annen form for mobilt bredbånd, mens en milliard hadde linjebasert bredbånd. Det finnes altså milliarder av mennesker som ennå ikke har bredbånd i det hele tatt, eller har dyre og dårlige mobile løsninger. Og dette gjelder ikke bare i fattige land, også i det rike nord er det store soner med dårlig bredbåndsdekning. Opp mot 80 millioner amerikanere har ennå ikke tilgang til bredbånd, for eksempel.
Det er verdt å merke seg at Starlink i første omgang ikke blir tilgjengelig fra Norge. Satellittene vil kretse i bane mellom 53 grader nord og sør, fordi det er mellom disse breddegradene det meste av markedet finnes. For Norges vedkommende er det synd, da satellittnettverket kunne ha gitt langt bedre bredbåndsdekning enn det som idag finnes i mange små bygdesamfunn, til sjøs og i luften. Lykkes prosjektet, finnes det imidlertid planer om å bygge ut dekningen på nordlige breddegrader i løpe av 2020-tallet.
Starlink skal sende og motta på Ka– og Ku-båndene, som dekker frekvensområdet fra 12 GHz til 40 GHz. Det er langt over frekvensene som brukes av wifi og 3G/4G, og brukerne vil ikke kunne bruke noe av utstyret de eier idag. SpaceX planlegger å selge en «user terminal» på størrelse med en pizzaeske til 200 dollar, og selskapet erkjenner at prisen er en bøyg for mange potensielle kunder i den fattige delen av verden. Dette kan kanskje avhjelpes ved at en Starlink-terminal kan levere bredbånd til wifi-routere for bedrifter eller landsbyer i Afrika, for eksempel.
Vil SpaceX konkurrere ut sine egne satellittkunder?
Brorparten av satellittkundene SpaceX har idag er telekommunikasjons- og mediebedrifter som Starlink-systemet kan bli en direkte utfordrer mot. Netflix og Hulu via satellitt kan stjele kunder fra TV-satellitter, mens telefoni via nettet kan kapre mobilkunder. Inntektene fra satellitter er grunnlaget for SpaceX’ eksistens idag, og selv om man kan spare 30 millioner dollar på å bruke Falcon 9 spørs det om kundene er like kjøpelystne hvis de er med på å undergrave sin egen forretningsmodell?
Men den største trusselen mot dette konseptet er og blir de økonomiske grunntallene. Satelittbasert telefoni og internett er risikable foretak som har kostet investorer mye penger tidligere. Det mest kjente eksempelet er Iridium, som leverte telefoni via satellitt på slutten av 1990-tallet og som gikk grundig konkurs. Men at selskapet nå har sendt opp to satellitter i rommet og har begynt å snakke høyt om prosjektet, er et klart tegn på at Starlink er i ferd med å tas på alvor. Som Musk twitret før oppskytningen av prøvesatellittene:
Eksterne kilder
Wikipedia om Starlink
Wikipedia om Starlink-konkurrenten OneWeb
Ars Technica om oppskytningen av testsatellittene
Rapport om mobiltelefon- og bredbåndsmarkedet globalt i 2017
Ars Technica om Starlink
Reddit-gruppen /r/spacex har mange interessante diskusjoner om selskapets prosjekter
Det er tre faktorer som bestemmer hvor mange oppskytninger en trenger for å holde mengden satellitter ved like:
1) Hvor mange satellitter det er totalt
2) Levetiden pr. satellitt
3) Vekt på hver satellitt / hvor mange som kan bli skutt opp på en gang.
Antallet er kjent, og levetiden er anslått til 5-7 år. Men hva om en dobler den? Det vil bli snakk om en masseprodusering av satellitter verden aldri har sett før, og erfaringen viser at dersom noe blir gjort mange nok ganger så vil i praksis alle feil bli luket ut, så en dobling av levetiden er ikke helt urealistisk. Ser man på listen over GPS satellitter ( https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_GPS_satellites ) så ser en at de fleste fra og med 1997 fremdelens er i drift (og en god del av de eldre fremdelens funker men er i reserve. Så her er det snakk om 20 år +, altså 3 ganger så lang levetid.
Vekten pr. satellitt er anslått til 500 kg. Igjen kan masseprodusering gjøre underverket med størrelsen til saker og ting. Hoveddelen av vekten er imidlertid styresystem, og da spesielt systemet for å kunne sikkert styret gamle satellitter ned så de ikke blir søppel. Men her kunne en tenke seg at en brukte et hyperenkelt bremsesystem som hadde som eneste oppgave å bremse farten nok til at satellitten kom inn i atmosfæren. Det ville selvsagt ikke funke hver gang, men ville det ikke vært enklere å bygge en «kosmisk søppelbil» som plukket opp de som de ikke greide å styrte for egen maskin?
En vil da kunne minst kunne halvere antall oppskytninger på grunnlag av økt levetid, og ned til en femtedel på grunn av vekt, da ville antall oppskytninger ikke bli så urealistisk høyt.
Tallene mine er ikke basert på noe nøye studie, men er ment å vise at dersom en endrer noen av faktorene så endres hele regnestykket, og det er forsåvidt det som er ideen bak stort sett alt Elon Musk foretar seg….
Gjermund: Takk for gode poenger! Er stort sett enig med deg. Jeg har tatt utgangspunkt i det som er kjent av tall, som er spekulativt nok. Så er det mulig å ta det videre, og komme til lavere antall oppskytninger. Når det gjelder levetiden til satellitter i lav jordbane, så påvirkes den i hovedsak av den øvre atmosfæren. En satellitt i 1200 kms høyde vil påvirkes langt mer av dette enn GPS-satellitter 20 000 km over bakken. SpaceX’ anslag er konservativt, men det er rimelig å anta at levetiden blir mye kortere enn eksempelet GPS. Den virkelige gamechangeren blir BFR, om man får den til. Ikke bare kan den sende opp satellitter til radikalt lavere pris, den kan også ta med 50 tonn fra rommet. Musk har foreslått å bruke BFR som romsøppeltømmer, i så fall kan neste generasjons Starlink-satellitter ikke trenge noe deorbit-system. Nok en ting som kan gi SpaceX et solid forsprang på konkurrentene…