ما الذي جعل الأقمار الصناعية ذات المدار الأرضي المنخفض LEO Satellites هي سباق جديدا في الفضاء ؟

.
SpaceX has said completing their Starlink network may cost over $10 billion, though Musk says it could bring in $30 to $50 billion per year once operational. [Source]
*
احتل إيلون موسك Elon Musk العناوين الرئيسية في عام 2018 م ، عندما أطلق سيارته القديمة نحو المريخ على متن أحد صواريخ شركته الفضائية Space Exploration Technologies Corp. . حصل على اهتمام أقل في شهر مايو لخطوته الأولى نحو مشروع يحتمل أن يكون أكثر ربحية ، وذلك عندما أطلقت شركة SpaceX أول 60 قمرا  صناعيا من العدد المخطط له وهو 12000 قمر  إلى المدار الأرضي المنخفض Low Earth Orbit LEO . و موسك Musk ليس المستثمر الوحيد الذي يوجه أمواله إلي هذا القطاع : فهناك الرئيس التنفيذي لشركة أمازون Amazon.com جيف بيزوس Jeff Bezos أحد العديد من المنافسين الذين لديهم خطط لإرسال الآلاف من أجهزتهم الخاصة إلى الفضاء القريب . ومع ذلك ، لا تزال هناك شكوك حول ما إذا كانت هذه الأقمار الصناعية الجديدة ستوفر عوائد على استثماراتها الأولية الكبيرة – و شكوك حول توفر مساحة في سماءنا للعديد من الأجهزة الجديدة.
.

ما هي إيلون موسك Elon Musk ؟

من وجهة نظر موسك Musk ، ستشكل أقمار Starlink التابعة لشركة SpaceX شبكة توفر خدمة إنترنت عالي السرعة إلى أماكن لا يكون فيها تركيب كابلات الألياف الضوئية Fiber-Optic Cables قابلاً للتطبيق من الناحية الإقتصادية ، مثل الأسواق الناشئة في إفريقيا وآسيا الوسطى ، إلى جانب المواقع البعيدة في الولايات المتحدة . أيضا تقديم خدمات متخصصة للفئة الراقية من رجال الأعمال. يقول موسك Musk أن شبكة Starlink ، هي الطريقة التي ستمول بها الشركة هدفه النهائي والمتمثل في إرسال البشر إلى المريخ ، وليست أرباح عمليات الشحن الخاصة بـ SpaceX.
.

لماذا المدار الأرضي المنخفض Why Low Earth Orbit ؟

تتواجد الأقمار الصناعية الخاصة بالمدار الأرضي المنخفض Low Earth Orbit LEO على مسافة تتراوح بين 500 كيلومتر (310 ميل) و 2000 كيلومتر فوق سطح الأرض. هذا أقل بكثير من ارتفاع الأقمار الصناعية الثابتة نسبة للأرض Geostationary Satellites والتي تستخدم في الإتصالات و يبلغ ارتفاعها 36000 كم (22000 ميل) من سطح الأرض . والميزة الرئيسية للمدار الأرضي المنخفض LEO هي صغر وقت الإستجابة Latency .
.

ما هو وقت الإستجابة What’s latency ؟

وقت الإستجابة Latency هو التأخير (يقاس عادة بالميلي ثانية) الذي يحدث في نقل البيانات ذهابا وإيابا. تتمتع أنظمة الأقمار الصناعية الثبابة Geostationary Satellite بمتوسط زمن استجابة قيمته 600 مللي ثانية تقريبًا ، مما يجعلها غير مناسبة لتحل مكان أنظمة الكابلات أو الألياف. المدارات السفلية لأقمار المدار الأرضي المنخفض LEO يجب أن تؤدي إلى تحسين قيمة وقت الإستجابة Latency لتقترب من القيمة الخاصة لخطوط الإتصال الأرضية.
.
شركة OneWeb (شركة اتصالات عالمية مقرها لندن والتي تعمل على إنشاء شبكة تضم حوالي 650 قمراً صناعيا في المدار الأرضي المنخفض LEO) ، سجلت متوسط زمن استجابة يبلغ 32 مللي ثانية في شهر يوليو 2019 م. مثل هذه السرعات جعلت الأقمار الصناعية تهم شركات التجارة المالية وغيرها من الشركات التي تعتمد على وجود وصلات اتصالات سريعة في البورصات التجارية.
.

هل تعتبر أقمار المدار الأرضي المنخفض LEO تقنية جديدة ؟

لا. في الواقع ، حيث أن معظم الأقمار الصناعية الحالية والفعالة (أكثر من 2000 قمر صناعي) تعمل في المدار الأرضي المنخفض LEO . شبكة شركة Iridium Communications Inc. – التي تتيح الاتصال الصوتي ونقل البيانات من هواتف الأقمار الصناعية المحمولة عبر 141 أقمار صناعية تعمل في المدار المنخفض LEO – وتعمل منذ عام 1998 م. والجديد هو الحجم الهائل للمقترحات الحديثة ، حيث تخطط الشركات الكبرى لإطلاق الأقمار الصناعية بالآلاف. وكان الدافع وراء هذا الطموح هو التطورات التكنولوجية في الأقمار الصناعية صغيرة الحجم وتطورات الصواريخ القابلة لإعادة الاستخدام ، والتي أدت إلى انخفاض التكاليف وأثارت اهتمام المستثمرين.
.

ما سبب الحاجة لهذا العدد الهائل من الأقمار ؟

الأقمار الصناعية الثابتة تتواجد علي ارتفاعات أكبر بكثير وتستقر في المدار الثابت Geostationary Orbit حيث تتحرك بنفس سرعة تحرك الأرض فتبدوا وكأنها ثابتة في مكانها . بينما أقمار المدار المنخفض LEO تحوم حول الكوكب بسرعة تقارب 8 كيلومترات في الثانية ، لتكمل دائرة كاملة في غضون 90 إلى 120 دقيقة. هذا يعني أنها مرئية لأجهزة الأستقبال علي الأرض خلال جزء صغير من مدارها ، وبالتالي يعد استخدام العديد من الأقمار الصناعية ضرورية لتوفير اتصال دائم بالإنترنت ، ثم بعد ابتعاد القمر عن الأفق المرئي يقوم بتحويل مهمته للقمر التالي. قال موسك Musk إن إرسال عدد يصل إلى 800 قمرا صناعيا سيضمن تغطية “معتدلة” ، بالرغم من الحاجة إلى الكثير منها من أجل اتصال عالمي عالي السرعة حقا.
.

من هم اللاعبون الكبار الآخرون Who are the other big players ؟

في حين أن لدى شركة SpaceX خططًا لإطلاق نحو 12000 قمر صناعي تمت الموافقة عليها من قِبل لجنة الاتصالات الفيدرالية Federal Communications Commission FCC ، إلا أن الشركة لم تقم إلا بعملية إطلاق واحدة لنشر 60 قمرًا صناعيًا في شهر مايو 2019 م. وفي الوقت نفسه ، طلبت شركة Amazon في أوائل شهر يوليو / تموز 2019 م إذنًا لإطلاق 3236 قمرًا صناعيًا من خلال ما يطلق عليه مشروع كويبر Project Kuiper ، مما يخلق معركة عالية المخاطر بين اثنين من أكثر المليارديرات شهرة في العالم. في غضون ذلك ، تأمل شركة OneWeb في بدء إطلاق صواريخ بصورة شهرية على متن كل منها 30 قمرا صناعيا بحلول نهاية العام لبناء شبكة أولية مكونة من 648 قمر. وهي تخطط لتوفير تغطية تجارية عالمية كاملة بحلول عام 2021 م وخدمة جزئية في أوائل عام 2020 م. وحتى الآن ، أطلقت ستة أقمار صناعية. الشركات الأخرى ، مثل المشغلين التقليديين شركة Inmarsat Plc وشركة Eutelsat SA ، في مرحلة مبكرة مماثلة. وفي الصين ، يقترح مشروع Hongyun نشر مجموعة مكونة من 156 قمرًا بحلول عام 2022 م.
.

ما هي العقبات التي تواجهها هذه الجهود ؟

قضية الحطام الفضائي Space Debris تسبب الكثير من الصداع. يشير ما يسمى تأثير كيسلر Kessler Effect – الذي سمي على اسم عالم ناسا دونالد كيسلر Donald Kessler – إلى احتمال حدثو تصادمات تخلق المزيد من الحطام في حالة ما إذا أصبح المدار الأرضي المنخفض LEO مزدحمًا للغاية ، وهذا المزيد من الحطام سيتسبب في المزيد من التصادمات ، إلى أن تتحول مساحات ضخمة من الفضاء في نهاية المطاف إلي مناطق غير قابلة للاستخدام No-Go Zones للمركبات الفضائية. تقول شركة SpaceX أن 95٪ من أقمار Starlink سوف تحترق في الغلاف الجوي للأرض بمجرد وصولها إلى نهاية دورة حياتها. في غضون ذلك ، من المتوقع أن يبدأ تشغيل مشروع “السور الفضائي Space Fence” التابع لسلاح الجو الأمريكي – وهو نظام مراقبة مصمم لتتبع الأقمار الصناعية والحطام – في الربع الأخير من عام 2019 م.
.

من ينظم المدار الأرضي المنخفض LEO ؟

بمعنى ما ، لا أحد. لكن يتعين على مشغلي الأقمار الصناعية الحصول على موافقة على خطط الإطلاق والمدار Launch And Orbit Plans الخاصة بهم من منظم الاتصالات الوطني National Communications Regulator ، وأي شخص يخطط لبيع الخدمات إلى الولايات المتحدة يحتاج إلى الذهاب أولاً إلي لجنة الاتصالات الفيدرالية FCC . وينسق الاتحاد الدولي للاتصالات International Telecommunication Union تخصيص الترددات لخدمات الاتصالات.
.

هل ستكون الأقمار الصناعية مرئية من الأرض ؟

يحتمل. فبعد وقت قصير من إطلاق SpaceX لأقمارها الستين ، قال علماء الفلك إن بعض التلسكوبات تلتقط شرائط من أشعة الشمس المنعكسة ، مما يحجب رؤيتهم للكون الأوسع. منذ الموافقة على حوالي 13000 قمر صناعي في المدار الأرضي المنخفض LEO ، وهو عدد تسبب في اخفاء نحو 1600 نجم مرئي للعين البشرية المجردة ، ولذا أبدى علماء الفلك قلقهم. ورداً على ذلك ، قام موسك Musk بتغريدة “لن تكون Starlink مرئية لأي شخص إلا إذا نظر بعناية فائقة” و على أي حال نحن بحاجة إلى نقل تليسكوبات Telelscopes إلى المدار”. وقال أيضًا إنه أرسل مذكرة إلى فريقه حول “تقليل البياض Albedo Reduction” ، أو خفض نسبة الضوء المنعكسة من المركبة الفضائية Spacecraft .
.

هل سيكسبون المال؟

تقليديا ، كانت الأقمار الصناعية تستنزف رأس المال الكبير والعديد من مشاريع الأقمار لم تجني أي أموال. قالت شركة SpaceX إن استكمال شبكة Starlink الخاصة بهم قد يكلف أكثر من 10 مليارات دولار ، على الرغم من أن موسك Musk يقول أنها قد تحقق ما يتراوح بين 30 و 50 مليار دولار سنويًا بمجرد تشغيلها. المستثمرون محقون في أن يكونوا متشككين في الوعود بزيادة التغطية على الإنترنت بشكل جذري وسوق الاتصالات المتحول – خاصة بالنظر إلى المراحل الأولى من الاختبار. سيقوم المراقبون في الصناعة بتحليل نتائج عمليات الإطلاق التجريبية لتحديد ما إذا كان اللاعبون الكبار قادرين على الوفاء بوعودهم. وفي الوقت نفسه ، من المهم أن نتذكر أنه على الرغم من كل الضجة المثارة حول الموضوع فالمدار المنخفض LEO بعيدا عن أن يكون الوسيلة الوحيدة لنقل الإتصالات . حيث يواصل المشغلون التقليديون مثل شركة ViaSat Inc. وشركة Eutelsat Communications SA الاستثمار في أقمار صناعية ثابتة Geostationary Satellites تكون أكثر قوة ، بالتعاون مع شركات مثل Facebook Inc. و Deutsche Telekom AG لنقل الإنترنت إلى المناطق الريفية والطائرات.
Share this...شارك المقالة
Share on Facebook
Facebook
Tweet about this on Twitter
Twitter
Share on LinkedIn
Linkedin

**************************************

ملاحظة

  • إذا كان لديك مقالة تريد نشرها أو لديك تعديل أو اقتراح جيد ، فمن فضلك سجل اقتراحك في تعليق علي الموضوع .
  • أو راسلنا علي البريد التالي لنشر مقال خاص بك : info@inst-sim.com

مكتبة محاكاة الأجهزة


أترك تعليق