Сегодня около полутора тысяч спутников обращаются вокруг нашей планеты, передавая информацию с одного континента на другой, наблюдая за поверхностью Земли и космическими объектами, обеспечивая уверенную навигацию кораблям, автомобилям и самолетам. В своих ежегодных отчетах Ассоциация производителей спутников (SIA) фиксирует рост рынка за последние 15 лет более чем в три раза. Будучи одним из наиболее доходных направлений космической индустрии, спутниковые услуги пользуются оправданным спросом среди инвесторов, а количество космических аппаратов на орбитах неуклонно растет.
Возрастающие инфопотребности и рост потребления трафика
С каждым днем количество пользователей в глобальной сети увеличивается, равно как суммарное потребление трафика и время, проводимое онлайн. По данным GlobalWebIndex, в среднем мы проводим в Интернете около шести часов в сутки – это, если исключить сон, составляет треть нашей жизни. Мы работаем в сети, общаемся, ищем информацию, смотрим фильмы, слушаем музыку – и с расширением возможностей Сети растут наши потребности. Только за 2017 год примерно на 30% увеличилась скорость мобильного и оптоволоконного Интернета, подсчитали эксперты Ookla. Откликаясь на эту тенденцию, пользователи качают все больше: так, за этот же период среди только владельцев смартфонов потребление трафика увеличилось на 50%.
С учетом динамики развития отрасли операторам спутниковой связи приходится нелегко. Среди целевой аудитории провайдеров значатся не только пользователи из удаленных территорий, впервые подключающие такую услугу, но и бывшие городские жители, перебравшиеся в провинцию. Они привыкли к техническим характеристикам связи в городе, и их информационные потребности очень высоки.
Сегодня провайдеры космической связи могут предложить этой категории клиентов Интернет, сравнимый с проводным, благодаря HTS-спутникам и высокочастотному Ka-диапазону. Однако за 10–15 лет службы таких спутников на орбите ожидания потребителей от услуг кардинально меняются, что мотивирует операторов связи искать новые решения и работать над улучшением сервиса.
Коммерциализация космоса
Космическая индустрия постепенно перестает быть исключительно государственной прерогативой: интерес к орбите со стороны частных инвесторов растет, и это явление в отрасли окрестили эпохой «Space 2.0».
В 2015 г. наблюдался резкий скачок частных инвестиций в космическую индустрию: в спутники и ракеты бизнес вложился в 22 раза больше по сравнению с 2014 г. За 2017 год частные инвестиции в космическую индустрию составили уже 3,9 млрд долл., по данным Space Angels. Итак, частный капитал стимулирует рост наукоемких стартапов и повышение конкуренции, а значит, способствует снижению стоимости космических услуг и продуктов.
В России негосударственные инвестиции в космос – большая редкость, несмотря на то что в Федеральной космической программе на 2016–2025 гг. весомую часть проектов предложено развивать именно на коммерческой основе. Статус «мирового космического извозчика» наша страна, к сожалению, постепенно теряет: на пусковом рынке появляются амбициозные игроки, вышедшие из бизнеса, которые забирают часть заказов (пока речь только о SpaceX – дальше будет видно). Снижение стоимости запуска – плохая новость для отечественного ракетостроения, однако для рынка спутниковой связи она должна обернуться выгодой, так как при благоприятном политическом фоне срок окупаемости космических аппаратов будет сокращаться.
Увеличение и диверсификация полезной нагрузки
Стоимость запуска геостационарного спутника составляет около трети его цены. В связи с этим большое значение имеет полезная нагрузка – тот ресурс космического аппарата, ради которого затевается проект. Чем больше у спутника полезной нагрузки, тем ниже стоимость 1 МГц и тем дешевле конечные онлайн-сервисы для пользователей. Поэтому сегодня запускаются преимущественно мультисервисные спутники, предназначенные для предоставления различных услуг: связи, навигации, трансляции ТВ-сигнала, исследований космоса, дистанционного зондирования Земли и метеорологических наблюдений.
Полезная нагрузка должна быть не только разнонаправленной, но и гибкой. У владельцев спутников появилась насущная потребность в режиме онлайн распределять ресурс по тем районам, где он наиболее востребован в данную минуту. Регулировку спутникового ресурса выведут на новый уровень космические аппараты с цифровой полезной нагрузкой, на программном уровне позволяющей менять модуляцию, протоколы и назначение использования ресурса. В скором времени 15 таких спутников запустит европейский концерн Airbus, аналогичные проекты есть и у других компаний.
Глобальный Интернет вещей
Под Интернетом вещей (IoT) чаще всего понимают глобальную распределенную информационную инфраструктуру, в которой количество подключенных устройств превышает население нашей планеты. Сегодня, по разным оценкам, количество таких устройств колеблется от 11 до 24 млрд. По реалистичному прогнозу Juniper Research, уже к 2022 г. количество таких девайсов – трекеров, датчиков, контроллеров, сенсоров и т. д. – удвоится.
Ежемесячно устройства по всему миру обмениваются огромными массивами данных, превышающими 3 петабайта. Эта экосистема скачкообразно растет как за счет частных пользователей, приобретающих все больше «умных» часов и холодильников, так и за счет организаций, стремящихся контролировать и оптимизировать свою работу. IoT-решения востребованы не только в границах городов, но и далеко за их пределами – там, где добываются полезные ископаемые, ведется промысел, развивается сельское хозяйство.
Для того чтобы экосистема Интернета вещей расширялась, ей необходимы глобальные беспроводные технологии: логичным решением такой задачи является использование космической связи. Сегодня преобладающий сегмент рынка – подвижная спутниковая связь: телеметрия авиатранспорта, судов, поездов и автомобилей. С развитием интеллектуального автономного транспорта (Autonomous Transportation on Intelligent Transport) этот рынок будет становиться все более перспективным.
Спутниковые группировки на негеостационарной орбите
Первый пик интереса к негеостационарным спутниковым системам пришелся на конец 1990-х – начало 2000-х гг. Именно в тот период создавались группировки мобильной спутниковой связи, наиболее известные из них – Iridium и Globalsar. Это нишевые системы, которые функционируют до сих пор и служат в первую очередь для голосовой связи. Ни Iridium, ни Globalsar не обеспечивают широкополосный доступ в Интернет.
Сегодня спутниковые группировки на LEO (Low Earth Orbit – низкая околоземная орбита), HEO (Highly Elliptical Orbit – высокая эллиптическая орбита), MEO (Medium Earth Orbit – средняя околоземная орбита) переживают настоящий ренессанс, поэтому о паре-тройке нашумевших проектов LEO известно даже тем людям, которые не интересуются космической индустрией. Чаще всего предметом внимания СМИ становятся многоспутниковые системы, такие как Starlink компании SpaceX или OneWeb, за которым стоит несколько крупных инвесторов, включая Intelsat, Airbus Group, Hughes Network Systems и Virgin Group.
Развертывание таких группировок крайне затратно – стоимость подобных проектов превышает 3 млрд долл., поэтому их создатели стремятся охватить весь спектр клиентских сегментов для скорейшей окупаемости. Так, среди задач Starlink и OneWeb – предоставление глобального доступа в Интернет не только организациям, но и жителям всей планеты.
Если вспомнить кривую развития технологий, то сейчас мы находимся где-то на пути от пика завышенных ожиданий до нижней точки разочарования. Даже СМИ, предрекавшие наступление новой эры Интернета, начинают постепенно все глубже вникать в проблемы многоспутниковых группировок и понимать, что это будущее наступит не скоро.
Один из самых насущных вопросов для нас как оператора связи: каким будет абонентское оборудование и сколько оно будет стоить? Низкоэллиптические спутники в отличие от геостационарных перемещаются относительно Земли: чтобы принять сигнал от них, абоненту необходима следящая антенна. Для таких абонентских терминалов предлагается использовать фазированные антенные решетки, стоимость которых сегодня порой превышает 30 тыс. долл. Высокая стоимость абонентских терминалов – это главный барьер развития спутниковой системы в сегменте B2C.
Другая важная проблема, которая ставит палки в колеса глобальным системам связи иностранной разработки, – безопасность. В России компания OneWeb уже столкнулась с сопротивлением со стороны ФСБ и Роскомнадзора. У нашей страны есть свои планы по созданию отечественной комплексной системы связи «Сфера» к 2023 г., включающей группировку спутников «Экспресс-РВ» на высокоэллиптической орбите. Одна из главных задач «Экспресс-РВ» – обеспечение связи в Арктическом регионе вне зоны покрытия геостационарных спутников.
Однако, несмотря на все сложности, OneWeb планирует запуск системы в коммерческую эксплуатацию в 2020 г., а SpaceX – уже в следующем 2019-м.
Удешевление спутникового ресурса
Логичным следствием всех перечисленных тенденций становится удешевление спутникового ресурса. В среднем за последние три года стоимость ресурса на спутниках фиксированной емкости уменьшилась на 30%, а на спутниках с высокой пропускной способностью (HTS) – более чем наполовину.
Развитие спутниковых систем на негеостационарных орбитах также будет способствовать снижению стоимости ресурса. При этом владельцам космических аппаратов придется решать непростую задачу скорейшей окупаемости спутников, сохраняя баланс между увеличением срока службы на орбите и своевременным обновлением технологической начинки аппаратов.
