Не только Starlink: как устроен спутниковый интернет и когда он появится в России
Как зайти в интернет там, где связь не ловит? Ответ — спутниковая связь. Самый известный провайдер сегодня — Starlink, но в России он официально не работает. Когда у нас будет своя интернет-связь с низкой околоземной орбиты, которая даст возможность подключится к сети даже в самых удалённых местах? По какому принципу работает спутниковый интернет и кто составит конкуренцию Илону Маску в ближайшие годы? Обо всём в нашей статье.
Подготовить этот материал нам помог руководитель группы «Квантовая информатика и информационная безопасность» Научного центра информационных технологий и искусственного интеллекта Университета «Сириус» Сергей Петренко.
«Старлинк»
Раз уж Starlink у всех на слуху, рассмотрим на его примере, как работает спутниковая интернет-связь. Мобильный терминал «Старлинка» содержит приемную и передающую фазированные антенные решетки в одной конструкции, работающей на прием и передачу сигнала в режиме разделения по времени. Обмен информацией идёт между антенной абонента, спутником на низкой околоземной орбите и шлюзовой станцией. Последняя представляет собой несколько наземных антенн, объединенных на одной площадке. Они закрыты радиопрозрачным куполом и могут поворачиваться в азимутальной плоскости. Диаметр рефлектора составляет полтора метра. Максимальная скорость передачи данных по каналу «Вверх» — 4 000 Мбит/с, по каналу «Вниз» — 2 000 Мбит/c.
Спутник Starlink
Фото: © Zuma\TASS
Спутник Starlink в сложенном виде — это плоская панель длиной около двух с половиной метров и шириной в один метр. После выведения космического аппарата на орбиту его сложенная гармошкой солнечная батарея раскрывается и начинает заряжать аккумуляторы. На каждом аппарате установлено две параболические антенны для связи с наземными шлюзовыми станциями и четыре фазированные антенные решётки для связи с абонентами. Спутники оснащены электростатическими двигателями, работающими на эффекте Холла, с использованием газа криптона. Они позволяют спутникам поднимать свою орбиту, маневрировать в космосе и сходить с орбиты по окончании срока службы.
Находясь на высоте в 550 км, один аппарат Starlink может покрыть сигналом зону на Земле радиусом 950 км. Поверхность Земли и подспутниковая зона каждого аппарата, разбита на участки, которые делятся на ячейки обслуживания (соты) площадью около 380 км². В каждой из них, по расчетам SpaceX, можно обслуживать 125–130 активных абонентских терминалов.
На низкой околоземной орбите спутник движется с такой скоростью, что время его пролета в зоне видимости абонентского терминала составляет чуть больше четырёх минут. Благодаря большому количеству спутников время переключения на новый спутник составляет менее 25 мс, что незаметно для потребителей.
«Скорость передачи данных по отдельным странам сильно разнится. На практике средняя скорость по всему миру составляет около 90 Мбит/сек «Вниз» (Down Link), и примерно 25 Мбит/сек «Вверх» (Up Link). Задержки передачи пакетов также существенно отличаются между странами и колеблются от 52 мс в Чили и Бразилии до 105 мс в Молдавии и 111 мс в Доминикане. Так что любителям онлайн-игр пока рано смотреть в сторону «Старлинк» — задержки не дадут нормально играть», — объясняет руководитель группы «Квантовая информатика и информационная безопасность» Научного центра информационных технологий и искусственного интеллекта Университета «Сириус» Сергей Петренко.
Набор Starlink mini
Фото: © mailcaroline / Shutterstock / FotoDom
В целом «Старлинк» предоставляет уровень интернет-связи, сравнимый с проводными провайдерами. Но скорость передачи разнится в зависимости от времени суток, погодных условий, загрузки ячеек обслуживания и местоположения шлюзовой станции. Как бы то ни было, официально Starlink не работает в России.
«Цяньфань»
КНР активно вступила в конкуренцию со «Старлинком», но пока о её проекте «Цяньфань» нет так много открытых данных. Известно, что на первом этапе китайская группировка спутников будет насчитывать около 1 300 аппаратов, которые будут работать на круговой полярной орбите высотой около 800 км. На втором этапе появятся спутники на более низких орбитах (300–500 км), что позволит предоставлять более диверсифицированные услуги, например, подключение мобильных устройств к широко- и узкополосному интернету вещей. Общее число спутников на низкой орбите составит около 14 тыс. Они будут покрывать и часть территории России.
Запуск первых 18 спутников прошел в августе 2024 года. Это аппараты, конструктивно напоминающие шасси Starlink первых серийных версий — плоские прямоугольные параллелепипеды с одной раскладной солнечной панелью и возможностью изменять свои орбитальные параметры. В 2025 году эти спутники обеспечили пропускную способность сети на уровне 500 Гбит/с. Сегодня в группировке «Цяньфань» уже больше 160 космических аппаратов.
Какими бывают спутники: от боевых с пушками до космических кузниц
Читать«БЮРО 1440»
В России созданием сервиса высокоскоростной передачи данных на базе низкоорбитальной спутниковой группировки занимается аэрокосмическая компания «БЮРО 1440» (входит в группу «ИКС Холдинг»). Она была создана в декабре 2020 года, а три года спустя её специалисты вывели на низкую околоземную орбиту первые три спутника экспериментальной миссии «Рассвет-1». В 2024 году к ним добавились три аппарата миссии «Рассвет-2», оборудованные терминалами лазерной связи (собственная разработка, которая обеспечивает высокоскоростную связь между спутниками) и собственной аппаратурой для работы по протоколам 5G NTN. Тогда на орбите были успешно протестированы обе ключевые технологии для будущего сервиса связи. В частности, с помощью терминалов лазерной связи между космическими аппаратами на расстоянии 1 000 км за один сеанс было передано 450 Гб данных на скорости 10 Гбит/с.
Технология межспутниковой оптической связи снижает потребность в большом количестве шлюзовых станций на земле и спутников на орбите. Но она требует удержания луча между космическими аппаратами на огромном расстоянии. Эффективность этой сложно реализуемой технологии на орбите была подтверждена, причём Россия стала второй страной в мире, которой это удалось сделать. У «БЮРО 1440» межспутниковая оптическая связь была изначально заложена в архитектуру космической группировки, что позволит минимизировать количество аппаратов на орбите для достижения глобального покрытия. Спутники Starlink получили эту технологию лишь с третьего поколения, и для глобальности сервиса SpaceX требовалось кратно большее количество аппаратов.
Название молодой аэрокосмической компании, созданной в 2020 году, отсылает к 1440 виткам первого искусственного спутника Земли
Фото: © ООО «Бюро 1440»
На количество спутников также влияет высота орбиты, на которой они расположены. Аппараты «Старлинка» курсируют вокруг планеты на высоте около 500 километров, их уже больше 12 тысяч. А группировка «Рассвет» спроектирована для высоты 800 километров, и она будет насчитывать сотни штук.
Весной 2026 года специалисты «БЮРО 1440» вывели на орбиту первую партию серийных космических аппаратов. Всего для обеспечения глобального покрытия компании потребуется порядка 250 спутников. Первые тесты спутниковой связи нового поколения с клиентами планируется начать уже в этом году, а по мере увеличения группировки сервис будет запущен в коммерческую эксплуатацию. Целевая скорость передачи данных на абонентский терминал будет составлять до 1 Гбит/с, а задержка сигнала — менее 100 мс. Для сравнения, скорость передачи данных с помощью геостационарных спутников обычно составляет десятки мегабит в секунду, а задержка — сотни миллисекунд.
В «БЮРО 1440» самостоятельно создают не только спутниковую группировку, но и всю наземную инфраструктуру для сервиса связи, в том числе абонентские устройства. Компания уже разработала легкий в подключении и использовании абонентский терминал, который будет сам находить спутники группировки на орбите и устанавливать с ними связь, бесшовно переключаясь между пролетающими аппаратами.
Терминал «БЮРО 1440» для поездов
Фото: © ООО «БЮРО 1440»
В первую очередь в сервисе связи на базе низкоорбитальной группировки заинтересованы пассажирские и грузовые транспортные компании, представители нефтегазодобывающей отрасли, АПК, электроэнергетики, геологоразведки, туризма, а также промышленные производства, телеком-операторы, государственные и образовательные учреждения, оперативные и чрезвычайные службы. Благодаря спутниковому интернету люди в отдаленных и труднодоступных районах смогут пользоваться услугами высокоскоростной связи наравне с жителями мегаполисов. Wi-Fi станет работать в поездах, самолетах, и на борту морских судов по всему миру, включая акваторию Северного морского пути. Покрытие федеральных трасс сделает возможным повсеместное использование умного и беспилотного транспорта. в том числе в сельском хозяйстве.
«БЮРО 1440» уже заключило соглашения или форвардные контракты с федеральными и региональными операторами связи («Мегафон», «Вымпелком», «Арктик-телеком»), представителями промышленности («АЛРОСА», «Северсталь», «Транснефть», «Норникель» и другие) и транспортными компаниями (РЖД, ФПК, «Аэрофлот»), а также правительствами республик и администрациями регионов. Также в этом году было подписано соглашение с национальным спутниковым оператором Белоруссии «Белинтерсат».
