همه چیز درباره شیوه کار اینترنت ماهواره ای(Satellite Internet)

اینترنت ماهواره ای چیست؟

اینترنت ماهواره ای نوعی از ارائه اینترنت برای مصارف تجاری بزرگ یا حتی مصارف خانگی است. برای ارائه این نوع اینترنت ماهواره ها در مدار های نزدیک به زمین در حرکت هستند تا با ایجاد شبکه ای بزرگ اینترنت را در کل سیاره در دسترس قرار دهند. اینترنت ماهواره ای برخلاف روش های مرسوم موجود در جهان مثل کابلی، فیبرنوری، دایال-آپ یا بی‌سیم محدودیت مکانی زیادی ندارد. البته این نبود محدودیت مکانی به معنی بی مرز و بدون نقطه کور بودن آن ها نیست. به عنوان مثال در قطب ها به دلیل کمبود تراکم ماهواره و زاویه مداری آن ها کیفیت اینترنت ماهواره ای بسیار بد یا خارج از دسترس است. برای افزایش هرچه بیشتر کیفیت اینترنت ماهواره ای باید صورت فلکی عظیم تری از این ماهواره ها اطراف زمین بچرخد.

ابر صورت فلکی اینترنت ماهواره ای چیست؟

صورت فلکی ماهواره‌ای،  یک گروه از ماهواره‌های مصنوعی است که به‌صورت هماهنگ در اجرای یک برنامه شرکت می‌کنند. حال صورت فلکی اینترنت ماهواره ای، نوعی صورت فلکی ماهواره ای است که خدمات اینترنت ماهواره ای را ارائه میدهد. به طور خاص، این اصطلاح برای نسل جدیدی از صورت‌های فلکی بسیار بزرگ ( ابر صورت فلکی ) بکار می رود. این ماهواره ها اغلب در مدار پایین زمین (LEO) برای ارائه سرویس اینترنت در حال چرخش هستند.

روش کار صورت فلکی اینترنت ماهواره ای چگونه است؟

اینترنت ماهواره ای از امواج رادیویی برای برقراری ارتباط با ماهواره های اطراف زمین، استفاده میکند. داده‌ها از طریق شبکه  های ارتباطی ارسال و دریافت می‌شوند. این داده ها از دستگاه شما شروع می‌شود، با مودم به دیش منتقل شده تا به ماهواره ها در فضا ارسال شود. سپس اطلاعات، به ایستگاه‌هایی به نام مراکزعملیات شبکه (NOC) که به دروازه ها (getway) معروف هستند، ارسال می‌گردد. نهایتا ترمینال (گیرنده استارلینک) شما در خانه تان - اطلاعات را از دروازه ها دریافت میکند تا داده ها را بر روی دستگاه شما تحویل دهد. البته با افزایش تعداد ماهواره ها دیگر نیاز به دروازه ها بسیار کاهش می یابد و ماهواره ها با تکنولوژی موسوم به ارتباط لیزری داده ها را میان خود تبادل میکنند که محدودیت دروازه ها را برای پوشش مناطق در زمین کاهش میدهد.

چه شرکت هایی اینترنت ماهواره ای ارائه میدهند؟

شرکت های بسیاری روی اینترنت ماهواره ای کار میکنند. معروف ترین آنها شرکت استارلینک (Starlink) جزو اولین ارائه دهندگانی است که به فاز بهره برداری رسید. شرکت های وایاست (Viasat) و هیوز نتورک (HughesNet) از دیگر رقبای ارائه اینترنت ماهواره ای هستند.

ماهواره بر SpaceX برای انتقال ماهواره های استارلینک

چالش های ارائه اینترنت ماهواره ای چگونه است؟

مهمترین چالش اینترنت ماهواره ای هزینه های تولید، ارسال، پشتیبانی و تعمیر آنها است؛ اغلب این ماهواره ها به دلیل شرایط و مدار قرار گیری آنها اگر پس از ارسال در هر مرحله دچار خرابی شوند عملا غیرقابل تعمیر خواهند بود. این ماهواره ها اغلب انرژی خود را از خورشید میگیرند. اما خورشید همیشه روی خوش به آنها نشان نمیدهد. بادها و طوفانهای خورشیدی بزرگترین دشمن صورت های فلکی متکی بر امواج رادیویی است. باد خورشیدی یا طوفان خورشیدی (Solar wind) جریانی از ذرات یونی (پلاسما) انرژی داری هستند که از طرف خورشید به فضا در تمام جهات ساطع می‌شوند. همین طوفان‌های خورشیدی هستند که در برخورد با سطوح فوقانی جو زمین باعث ایجاد شفق قطبی می‌شوند.خورشید، میدان مغناطیسی شدیدی دارد که بر اثر جریان همرفتی مواد مذاب زیر پوسته آن ایجاد میشود. این میدان های مغناطیسی شدید، انرژیی صد ها برابر بزرگتر از بزرگترین بمب اتم ساخته شده توسط بشر دارد.

انرژی ذخیره شده در این میدان ها زبانه می کشد. حلقه های بزرگ مغناطیسی به طول کیلومتر ها - با انرژی بیشتر از بمب اتم به سطح رانده میشوند. زمانی که دو میدان با هم برخورد میکنند، یک اتصال کوتاه مغناطیسی ایجاد میشود. این زبانه های خورشیدی، همه انرژی به دام افتاده در میدان مغناطیسی را  با دمای 100 میلیون درجه را آزاد میکنند. انفجاری ده ها میلیون بار قوی تر از یک آتشفشان. همه اینها هر روز در همه جهات پرتاب میشوند. بزرگترین آنها میتواند در کسری از ثانیه کل تمدن بشر را نابود کند. کمتر از 90 سال پیش یک طوفان خورشیدی متوسط رخ داده و تمام سیستم های مخابراتی را از کار انداخت؛ به زودی نیز رخ می دهد، راه فراری از آن نیست.

میدان مغناطیسی بسیار ضعیف زمین از ما در برابر این تشعشعات محافظت میکند. ماهواره ها با توجه به مدارشان مثل ما نیستند. هر ساله ده ها  ماهواره بر اثر برخورد با باد های خورشیدی از کار می افتند این اسیب بزرگی برای صورت های فلکی مصنوعی است که ضرر های زیادی به این تاسیسات وارد میکند.

اگر میخواهید تاثیر واقعی این طوفان ها را ببینید به مریخ نگاه کنید. میدان مغناطیسی این سیاره در طول زمان تقریبا از بین رفته است. سطح این سیاره دیگر سپر محافظتی ندارد و باد های خورشیدی سطح آن را برشته کرده اند. این مورد حتی حیات در مریخ را تحت شعاع قرار داده، ماهواره ها در مدار این سیاره بسیار در معرض خطر هستند و پشتیبانی از حیات انسان در این سیاره بسیار ضعیف است. مهندسان در حال تلاش برای غلبه بر این مشکلات هستند، آنها به این فکر میکنند که صورت های فلکی مصنوعی برای تامین اینترنت در مریخ تشکیل دهند. ناسا و اسپیس ایکس در حال توسعه پروژه ای برای اسکان بشر در مریخ در بازه 2025 تا 2010 هستند. گنبد های مقاوم در برابر تشعشعات میتواند مشکل باد های خورشیدی را حل کند. از این سپر ها برای حفاظت از تاسیسات حیاتی در ایستگاه بین المللی (iss) استفاده می شود با این حال هنوز نیاز به توسعه بیشتر دارند تا به صورت انبوه برای همه ماهواره ها مورد استفاده قرار گیرند.

مشکلات صورت فلکی اینترنت ماهواره ای چیست؟

آلودگی نوری

تعداد زیاد ماهواره‌های برنامه‌ریزی‌شده به دلیل نگرانی از آلودگی نوری با انتقادهایی از جانب جامعه نجوم روبرو شده است. ستاره شناسان ادعا می‌کنند که تعداد ماهواره‌های مرئی بیش از ستارگان مرئی است و روشنایی آن‌ها در هر دو طول‌موج نوری و رادیویی به‌شدت بر مشاهدات علمی تأثیر می‌گذارد.

 زباله‌های فضایی

شمار زیاد ماهواره‌های به‌کاررفته در استارلینک همچنین خطر طولانی‌مدت زباله‌های فضایی را به دلیل قرار دادن هزاران ماهواره در مدار و خطر ایجاد برخورد ماهواره‌ها ایجاد می‌کند و به‌طور بالقوه باعث ایجاد پدیده‌ای می‌شود که به سندروم کسلر معروف است. اسپیس‌اکس گفته است که ماهواره‌ها در ارتفاع مداری پایین پرتاب می‌شوند و انتظار می‌رود که ماهواره‌های خراب ظرف مدت ۵ سال بدون پیشرانه از مدار خارج شوند.

سندروم کسلر

آبشار آبریزش؛ که توسط دانشمند ناسا دونالد جی کسلر در سال ۱۹۷۸ پیشنهاد شده‌است، سناریویی است که در آن چگالی اشیاء در مدار پایین زمین (LEO) به اندازه کافی بالا می‌رود که برخورد بین اشیاء می‌تواند یک آبشار ایجاد کند که در آن هر برخورد باعث ایجاد زباله فضایی می‌شود که احتمال برخورد بیشتر را افزایش می‌دهد.یکی از نتایج این اثر این است که توزیع زباله در مدار می‌تواند فعالیت‌های فضایی و استفاده از ماهواره‌ها در مدارهای خاص را برای چندین نسل‌های غیرممکن کند.