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1978年に提案したNASAの天体物理学者にちなんで名付けられたケスラー症候群と呼ばれる天文学者の間には、理論（またはおそらく警告物語）があります。 これらの破片は、時速数万マイルで地球の周りを旋回し、他の衛星を含む、経路上のすべてを破壊します。 それは壊滅的な連鎖反応を開始し、無限の惑星を周回する数百万個の機能しないスペースデブリの雲で終わります。
そのようなイベントは、軌道面を機能的に役に立たなくし、そこに送られた新しい衛星を破壊し、他の軌道へのアクセス、さらにはすべての宇宙へのアクセスさえ妨げる可能性があります。
そのため、SpaceXがFCCに低地球軌道（LEO）に4, 425個の衛星を送信してグローバルな高速インターネットネットワークを提供するよう要求したとき、FCCはかなり心配していました。 同社は、ケスラーの黙示録への恐怖を和らげるために「軌道デブリの軽減計画」を提出するなど、申請を拒否する委員会や競合他社からの請願書からの質問に1年以上回答しました。 3月28日に、FCCはSpaceXの申請を許可しました。
FCCが懸念しているのはスペースジャンクだけではありません。次世代の衛星コンステレーションを構築しようとしているのはSpaceXだけではありません。 新旧の少数の企業が、新しいテクノロジーを活用し、新しいビジネスプランを開発し、高速で信頼性の高いインターネットで地球を覆うために必要な通信スペクトルの一部へのアクセスをFCCに請願しています。
リチャードブランソンからイーロンマスクまで、ビッグマネーに加えてビッグネームが関係しています。 BransonのOneWebはこれまでに17億ドルを調達しており、SpaceXの社長兼COO Gwynne Shotwellは、同社のプロジェクトで100億ドルの価格を見積もっています。
もちろん、大きな課題があり、これらの取り組みに必ずしも好ましくない歴史があります。 悪者が違法な衛星をロケットの乗車シェアに滑り込ませたとしても、善良な人たちはサービスが不十分な地域のデジタル格差を埋めようとしています。 そして、それはすべて、データの需要が急増したために（あるいは実際に）起こっています。2016年、世界のインターネットトラフィックは100万バイトを超えました、Ciscoによると、zettabyte時代が始まりました。
以前は何もなかった場所で（良い）インターネットアクセスを提供することが目標であれば、衛星はそれを達成するための合理的な方法です。 実際、企業はこれを何十年もの間、地球上の特定の地点の上に固定された非常に高い軌道にある大型静止（GSO）衛星を介して行ってきました。 しかし、貨物追跡や軍事基地へのインターネットの提供など、いくつかのニッチなアプリケーションを除けば、この種の衛星接続は高速、信頼性、または現代のファイバーまたはケーブルベースのインターネットと競争できるほど十分に敏感ではありませんでした。
非GSOには、地球の表面から1, 200〜22, 000マイルの中間地球軌道で動作するMEOと、LEO（最大約1, 200マイル）が含まれます。 今日のLEOが大流行していなければ、少なくとも大部分はそうです。
一方、非静止衛星の規制は何十年も前のものであり、米国内外の機関間で分割されています。NASA、FCC、DOD、FAA、さらには国連の国際電気通信連合でさえ、このゲームに影響を与えています。
ただし、技術面では大きな利点がいくつかあります。 衛星を構築するためのコストは
SpaceXスターリンク
この技術の裏側で、11社がSpaceXと同じFCCの「処理ラウンド」で申請を提出しましたが、それぞれが少しずつ問題に取り組んでいます。
Elon Muskは、2015年にSpaceX Starlinkプログラムを発表し、シアトルに拠点を置く同社の部門を開設しました。 彼はそこで従業員に、「物事のロケット側でやったように、物事の衛星側に革命を起こしたい」と語った。
2016年、同社はFCC申請を提出し、現在から2021年までに1, 600（後に800に削減）の衛星を上昇させ、その後2024年までに残りの衛星を上昇させることを要求しました。 83の異なる軌道面にある地球。 星座、 グループとして
地上では、顧客が携帯電話がタワーを選ぶ方法と同様に、現在最良の信号を提供している衛星に自動的に接続する電子制御アンテナを備えた新しい種類の端末を搭載します。 LEO衛星は地球に対して移動するため、システムは10分ごとに衛星を切り替えます。 SpaceXのサテライト政府問題担当副社長Patricia Cooperによると、数千人がそこにいるので、少なくとも20人が常に選択できるようになります。
地上ユニットは、対応するGSO衛星が存在する空の部分を物理的に指すように物理的に配置する必要がある従来の衛星ディッシュよりも安価で簡単にマウントできる必要があります。 SpaceXは、ターミナルをピザの箱のサイズと説明しました（ただし、ピザのサイズはわかりませんでした）。
コミュニケーションが起こります
FCCの申請を超えて、SpaceXはかなり
2月、SpaceXは最初の2つのプロトタイプStarlink衛星を打ち上げました。 翼用のソーラーパネルを備えた円柱のような形をしたタンタンAとBは、1辺が約1メートルであり、ムスクはTwitterを介して正常に通信していることを確認しました。 プロトタイプが引き続き機能する場合、2019年には数百人が参加します。 システムが動作可能になると、SpaceXは、軌道を下げるように指示することで、廃止された衛星をローリングベースで置き換え（および宇宙ゴミを軽減します）、地球に向かって落下し、再突入時に燃焼します。
ウェイバック（1996年頃）
80年代に、HughesNetは衛星技術の革新者でした。 大皿サイズのグレーの皿DirecTVが家の外に取り付けられているのをご存知ですか？ それらは、HughesNetから来ました。HughesNet自体は、航空先駆者であるHoward Hughesから巡回的に来ました。 「衛星を介したインタラクティブな通信を可能にする技術を発明しました」と、EVPマイククックは言います。
当時、当時のヒューズネットワークシステムズは、DirecTVを所有し、情報をテレビに送信する大型の静止衛星を運用していました。 その後、同社はまた、ガソリンポンプでのクレジットカード取引などのサービスを企業に提供しました。 同社の最初の商業顧客はウォルマートであり、全国の従業員とベントンビルにある本社を結びたいと考えていました。
90年代半ばに、同社はDirecPCと呼ばれるハイブリッドインターネットシステムを構築しました。ユーザーのコンピューターがダイヤルアップ経由で要求を送信しました。 Webサーバーに送信され、サテライト経由で完了し、要求されたページをユーザーの料理に送信しました。
2000年頃、ヒューズは最初の双方向インタラクティブシステムの提供を開始しました。 しかし、消費者用機器を含むサービスのコストを、人々が購入するのに十分なほど低く保つことは難題でした。 そのために、同社は独自の衛星が必要であると判断し、2007年にSpacewayを立ち上げました。 ヒューズによると、この衛星はまだ使用されていますが、打ち上げ時に特に重要でした。オンボードパケットスイッチングを最初に組み込んだからです。 その容量：10Gbps。
一方、Viasatという会社は、2008年に最初の衛星を打ち上げるまでに約10年をR&Dに費やしました。ViaSat-1と呼ばれる衛星は、スペクトルの再利用などの新しい技術を取り入れました。 これにより、衛星はさまざまな帯域幅を選択できるため、別の衛星のビームの軌道に隣接している場合でも、干渉なしでデータを地球に送り込み、隣接していない接続でそのスペクトルを再利用できます。
また、より高速で強力でした。 ViasatのRick Baldridge社長によれば、140Gbpsの容量は、米国をカバーする他のすべての衛星を合わせた容量を超えています。
「衛星の市場は、本当に選択の余地のない人々でした」とボールドリッジは言います。 「他に何も手に入らなかった場合、それは最後の手段でした。本質的にどこにでもあるが、実際にはあまりデータはありませんでした。ガソリンスタンドでの取引などに追いやられていました。」
長年にわたり、HughesNet（現在はEchoStarが所有）とViasatは、どんどん高速なGSOを開発しました。 HughesNetは、2012年にEchoStar XVII（120Gbps）、2017年にEchoStar XIX（200Gbps）を発表し、2021年にEchoStar XXIVを発売する予定です。
ViaSat-2は2017年に稼働し、現在は約260Gbpsの容量を持ち、2020年または2021年には3つの異なるViaSat-3が計画されており、それぞれが地球の異なる部分をカバーしています。 Viasatは、これら3つのViaSat-3のそれぞれが
「私たちはスペースに非常に多くの容量があるため、このトラフィックを提供する全体のダイナミクスを変えています。提供できるものに関して固有の制限はありません」と、LeoSatの仕事をしている衛星およびテレコムコンサルタントのDK Sachdev氏は言います。 LEOコンステレーションを開始する企業の1つ。 「今日、私たちが考えていたすべてのことは、衛星にとって不利だと考えられていました。
この速度はすべて、偶然ではなく、
「衛星業界は非常に長い間熱狂しており、主にビデオから現在、そして最終的には主にデータのみに至るまでの過程を把握しています」と、Ronald van der Breggen氏は述べています。
1つの問題が残る
1つの問題が残っています。待ち時間です。 全体の速度とは異なり、待ち時間とは、コンピューターから情報が宛先に到達して戻るまでにかかる時間のことです。 Webサイトへのリンクをクリックするとします。 その情報は（この場合は、衛星まで、そして下に）移動し、要求を示し、サイトを返す必要があります。
サイトのダウンロードにかかる時間は、接続の容量に基づいています。 そのサーバーをpingして開始するのにかかる時間は、待ち時間です。 通常はミリ秒単位で測定されます。PCMag.comを読んでいるときに気付かないことではありませんが、Fortniteをプレイしていてゲームが遅れているときは非常にイライラします。
ファイバーシステムの遅延は距離によって異なりますが、通常は1キロメートルあたり数マイクロ秒です。 ボールドリッジによると、GSO衛星にリクエストを送信しているときのレイテンシは合計で700ミリ秒近くです。光はファイバーよりも空間の真空内を速く移動しますが、これらの種類の衛星は遠く、時間がかかります。 ゲームに加えて、これはビデオ会議、金融取引、株式市場、モノのインターネットの制御、およびその他のアプリケーションに依存する問題です。
しかし、問題の待ち時間がどれほど大きいかは議論の余地があります。 世界中で使用されている帯域幅の多くはビデオ用です。 ビデオが開始され、適切にバッファリングされると、待ち時間は問題にならず、スループットがより重要になります。 当然のことながら、ViasatとHughesNetはほとんどのアプリケーションでレイテンシーの重要性を最小限に抑える傾向がありますが、どちらもシステムでのレイテンシーの最小化に取り組んでいます。 （HughesNetはアルゴリズムを使用して、ユーザーがデータ配信を最適化するために見ているものに基づいてトラフィックに優先順位を付けます.Viasatは、既存の衛星を補完するMEOコンステレーションを発表しました。これにより、レイテンシを減らし、赤道GSOがある高緯度地域を含むカバレッジエリアを埋めます苦労します。）
「私たちはそのボリュームを展開するために、大量かつ非常に低い資本コストに真剣に取り組んでいます」とBaldridge氏は言います。 「遅延は、サポートしている市場の他の機能と同じくらい重要ですか？」
しかし、ポイントは残っています。 LEO衛星は依然としてユーザーにより近いものです。 そのため、SpaceXやLeoSatなどの企業は、20ミリ秒から30ミリ秒の遅延を予想して、より小さく、より近い衛星の星座でこのルートを選択しました。
「それらは低軌道にあるため、LEOシステムからの待ち時間は短くなりますが、システムはより複雑になります。」とクックは言います。 「完了するには、少なくとも数百の衛星が必要です。
この前の2つのエピソードは理解する価値があります。 90年代前半、ビルゲイツといくつかのパートナーは、Teledesicと呼ばれるプロジェクトに投資しました。 840のコンステレーション（後で288に削減）LEO衛星を使用して、ファイバー接続を買う余裕がない、またはまったく見ない地域にブロードバンドネットワークを提供することでした。 その創設者はレイテンシー問題の解決について話し、1994年にKaバンドスペクトルの使用のためにFCCに適用しました。 （おなじみの音？）
テレデシックは、2003年に失敗するまでに推定90億ドルを使い果たしました。
「そのアイデアはうまくいきませんでしたが、今では実現可能です」と、カリフォルニア州立大学ドミンゲスヒルズの情報システムの教授で、テレデシックが始まってからLEOシステムを追跡しているLarry Press氏は言います。 「技術は長い目で見られなかった。」
ムーアの法則と、携帯電話からのバッテリー、センサー、プロセッサテクノロジーのトリクルダウンにより、LEO星座に2番目のチャンスが与えられました。 需要の増加により、経済は食欲をそそるように見えます。 しかし、Teledesicの物語が繰り広げられている間に、別の業界は宇宙への通信システムの打ち上げに関する重要な教訓を学んでいました。 90年代後半、Iridium、Globalstar、およびOrbcommは、携帯電話のカバレッジを提供する目的で、100以上の衛星をLEOにまとめて打ち上げました。
「星座全体を取得するには、
3社すべてが迅速に倒産しました。 そして、それぞれが自身を再発明し、緊急ビーコンや貨物追跡などの特定のアプリケーション向けにサービスの範囲を狭めていますが、タワーベースの携帯電話サービスに取って代わるものはありません。 （ここ数年で、SpaceXはイリジウムの衛星を打ち上げる契約をしました。）
「以前にこの映画を見たことがあります」とマンチェスターは言います。 「現在の状況について本質的に異なるものは見ていません。」
競争
SpaceXと他の11の企業（およびその投資家）は、そうでなければ賭けている。 OneWebは今年、衛星を打ち上げ、来年からサービスを開始する予定で、2021年と2023年にさらに星座を追加し、2025年までに1, 000テラビットを最終目標とします。現在SASの子会社であるO3bは、16個のMEO衛星の星座を持っていますそれは数年間運用されています。 TelesatはすでにGSO衛星を運用していますが、遅延が30ミリ秒から50ミリ秒の光リンクを特徴とする2021年のLEOシステムを計画しています。
また、Upstart Astranisは静止軌道に衛星を設置しており、今後数年でさらに衛星を配置する予定です。 レイテンシーの問題に対処するものではありませんが、同社は地元のISPと協力し、より小さくはるかに安価な衛星を構築することにより、大幅なコスト削減を目指しています。
より高速な衛星インターネットの探求は、より多くのデータを運ぶことができる、より大きくより高速な衛星の構築に大きく依存していた、とファンデルブレゲンは言います。 彼はそれを「パイプ」と呼んでいます。パイプが大きければ大きいほど、より多くのインターネットがそれを通り抜けることができます。 しかし、彼のような企業は、システム全体を変更することで改善する新しい領域を見つけています。
「最小のネットワークを想像してください。2台のCiscoルーターとその間の配線です」とvan der Breggen氏は言います。 「サテライトの誰もが行うことは、2つのボックスの間のワイヤに集中することです。3つのセット全体を宇宙に持ち込んでいます。」
これがどのように機能するかを理解するために、実際の物理的な存在を持つものとしてインターネットを考えることは役に立ちます。 それは単なるデータではありません。 それはそのデータがどこに存在し、どのように移動するかです。 1つの場所に保存されるだけではありません。 世界中にそれを保持するサーバーがあり、アクセスすると、お使いのコンピューターが探しているものを持っている最も近いものからそれを取得します。 それは問題です。 どれくらい離れているかが重要です。 光（別名情報）は、ファイバーよりも宇宙での速度がほぼ半分になります。 そして、そのファイバー接続を惑星の表面の周りで跳ね返すとき、ノードからノードへの遠回りのルートを取り、山や大陸を迂回しなければなりません。 データのソースが消費者から遠く離れている場合、スペースにバインドされた信号が追加する数千マイルの垂直距離を考慮しても、はるかに長い時間がかかります。
van der Breggenが説明しているように、業界全体は、インターネットそのものとは異なり、宇宙でだけではなく、分散ネットワークの開発への進展と見なすことができます。 遅延と全体的な速度の両方が関係しています。
ある会社のテクノロジーは最高のものであるかもしれませんが、完全にゼロサムゲームではありません。 これらの企業の多くは、さまざまな市場をターゲットにしており、お互いが目的の市場に到達するのを助けています。 一部の人にとっては、船、飛行機、または軍事基地です。 他の人にとっては、地方の消費者または発展途上国です。 しかし最終的に、企業は目標を共有します。インターネットがないか、不十分な場所にインターネットを持ち込み、ビジネスモデルを維持するのに十分な低コストでインターネットを実現することです。
「私たちの見解では、これは実際には競合する技術ではありません。ある意味、LEOとGEOの両方が必要であると考えています。
つまり、HughesNetは実際にOneWebと提携して、トラフィックを管理し、システムをインターネットに接続するゲートウェイテクノロジーを提供しています。
LeoSatの提案されたコンステレーションはSpaceXの10倍近く小さいことに気づいたかもしれません。それは大丈夫です、LeoSatは企業および政府のクライアントにサービスを提供するつもりであり、したがっていくつかの特定の領域を照らす必要があるからです。 O3bはロイヤルカリビアンを含むクルーズ船にインターネットを販売しており、有線接続が不十分なアメリカ領サモアとソロモン諸島の通信会社と協力しています。
トロントのケプラーコミュニケーションズという小さな新興企業は、極小のCubeSats（一塊のパンの大きさ）を使用して、「遅延耐性」データを提供しています。10分間のパスで5GB以上のデータを提供します。科学、産業、および観光。 Baldridgeによると、Viasatの最大の成長分野の1つは、民間航空会社へのインターネットの提供です。 United、JetBlue、American、およびQantas、SASなどと契約を結びました。
では、このビジネスファーストの営利モデルは、どのようにして「デジタル格差」を埋め、発展途上国やサービスが不十分なコミュニティにインターネットを提供するのでしょうか。 それはシステムの形状に関係しています。 個々の衛星が移動するため、LEO星座は地球の周りに均等に分布する必要があります。 見えなくなったものは、空の別の部分に生息し、一時的に埋没コストになります。
「私は、国によって接続の価格が非常に異なるため、非常に貧しい場所であっても、1か所で手頃な価格にできると考えています」とPress氏は言います。 「衛星の星座が上がると、固定費になります。衛星がキューバ上にあり、誰も使用していない場合、キューバから得られる収入はすべて無料です。」
それがどこにあっても、この消費者市場は最もタップするのが難しいかもしれません。 実際、業界がこれまで成功してきたほとんどのことは、政府や企業に高価なインターネットを提供してきました。 しかし、SpaceXとOneWebは、特にビジネスプランで家庭の顧客が踊るというビジョンを持っています。
この市場にアクセスするには、ユーザーインターフェースが重要になるとSachdevは指摘します。 使いやすく、効果的で、費用対効果の高いシステムで地球を覆わなければなりません。 「それだけでカバーすることは適切ではありません」とSachdevは言います。 「必要なのは十分な容量ですが、それ以前は、手頃な価格の消費者向け機器を用意する能力です。」
とにかく誰が担当しますか？
SpaceXがFCCで対処しなければならない2つの大きな問題は、既存の（および将来の）衛星通信とスペクトルを共有する方法と、スペースデブリを軽減または防止する方法です。 最初の質問はFCCの範囲内ですが、2番目の質問はNASAまたはDODにより適しているようです。 どちらも衝突を防ぐために軌道オブジェクトを追跡しますが、どちらも規制機関ではありません。
「本当にありません
LEO衛星は多くの国を通過するため、問題はさらに複雑です。 国際電気通信連合は、FCCのような役割を果たし、スペクトルを割り当てますが、国内で事業を行うには、企業はその国から許可を得る必要があります。 重要なポイントは、あなたがいる場所に応じて変化することです。したがって、LEO衛星のように衛星が動いている場合は、通信スペクトルを調整することができます。
「SpaceXに特定の地域での接続の独占権を本当に欲しいのですか？」 プレスは言います。 「規制する必要があるのか、誰が規制できるのか？彼らは超国家的だ。FCCは他の国では管轄権を持っていない。」
ただし、FCCが完全に欠歯するわけではありません。 昨年末、Swarm Technologiesと呼ばれるシリコンバレーの小さなスタートアップは、それぞれが文庫本よりも小さい4つのプロトタイプLEO通信衛星を打ち上げる許可を拒否されました。 FCCの主な異議は、小型衛星は追跡が困難すぎて予測不能で危険な可能性があるということでした。
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とにかくSwarmはそれらを送りました。 シアトルの発射サービス会社がインドに彼らを送り、そこで彼らは数十個のより大きな衛星を搭載したロケットに乗せたとIEEE Spectrumが報じた。 FCCが判明し、現在では4つの大型衛星に対するSwarmのアプリケーションは未解決のままであり、会社は秘密裏に運営されています。
他の新しい衛星インターネット企業、および新しいトリックを学んでいる古い企業にとって、今後4〜8年は極めて重要です。需要と技術が今ここにあるのか、TeledesicとIridiumが繰り返されるのかを決定するのです。 しかし、その後はどうなりますか？ マスク氏によると、火星は、彼の目標は、Starlinkを使用して火星探査に収益を提供し、試運転のように振る舞うことだと言いました。
「同じシステムで、火星に星座を作るために活用できる」と彼は従業員に語った。 「火星にはグローバルな通信システムも必要になるでしょう。光ファイバーやワイヤーなどはありません。」
