Con il recente inizio della nuova rivoluzione spaziale e la rapida crescita della tecnologia delle costellazioni Low Earth Orbit (LEO) negli ultimi anni, ci sono state tonnellate di domande su cosa siano tutte queste nuove innovazioni e tecnologie satellitari LEO.
In questo post, risponderemo:
- Qual è esattamente lo scopo di queste grandi costellazioni LEO?
- Perché sono necessari così tanti satelliti?
- In che modo i satelliti LEO sono diversi dai satelliti tradizionali?,
- Su quali bande di frequenza opereranno queste costellazioni?
- Chi sono gli attuali attori principali in questo spazio? (Nessun gioco di parole)
Fidati di me, vorrai conoscere TUTTE le risposte con così tanto parlare in questo momento intorno a questo argomento.
Si prevede che l’industria LEO salirà alle stelle nel prossimo futuro con molte nuove opportunità innovative derivanti dallo sviluppo di nuove tecnologie. Alcuni addirittura si riferiscono a questa crescita come alla quarta rivoluzione industriale. Stiamo già vedendo i principali attori sorgono in questo settore come SpaceX, OneWeb, e Blue Origin., Queste sono attualmente tra le migliori aziende in una gara per portare Internet in tutto il mondo tramite satelliti in orbita terrestre bassa.
Quindi, tieniti forte! Stai per avere delle ottime informazioni su LEO.
Che cos’è Low Earth Orbit (LEO)?
Un’orbita terrestre bassa è un’orbita intorno alla terra con un’altitudine sopra la superficie terrestre tra 250 chilometri e 2.000 chilometri (1.200 miglia) e un periodo orbitale tra circa 84 e 127 minuti. Qualsiasi oggetto al di sotto di circa 160 chilometri (o 99 miglia) sperimenterà molto rapida perdita di altitudine e decadimento orbitale.
Q1., Qual è lo scopo delle grandi costellazioni satellitari LEO?
Lo scopo di queste grandi costellazioni è di avere una copertura Internet globale costante al 100%. Secondo Internet Live Stats, ci sono poco meno di 4 miliardi di utenti Internet attuali nel mondo.
Infatti, al momento della stesura di questo articolo, ci sono attualmente 3.661.891.984 utenti Internet in tutto il mondo. (Clicca sul link per vedere di cosa si tratta in questo momento in tempo reale). Questo lascia circa altri 4 miliardi di persone nel mondo senza accesso a Internet., Pertanto, solo circa il 40% del mondo intero ha accesso corrente a Internet.
Fonte: www.weforum.org
Che succede?!
Fortunatamente, con i nuovi sviluppi nelle costellazioni satellitari LEO, questo sta per cambiare.
Non solo le costellazioni LEO aiuteranno il mondo ad avvicinarsi al 100% di accesso a Internet, ma possono anche fornire una copertura del 100% in altre aree come la sorveglianza costante in tutto il mondo e l’imaging. Qualche dettaglio in più sugli scopi dei satelliti LEO sarà nella prossima domanda.
Questo ci porta a Q
Q2., Perché vengono utilizzati così tanti satelliti a bassa orbita terrestre?
In primo luogo, per aiutare a rispondere a questa domanda, ecco alcune informazioni rapide su ciò che le orbite LEO e GEO sono in primo luogo:
Un’orbita terrestre bassa (LEO) è un’orbita attorno alla Terra con un’altitudine sopra la superficie terrestre di 2.000 chilometri (1.200 miglia) e un periodo orbitale tra circa 84 e 127 minuti. Gli oggetti al di sotto di circa 160 chilometri (99 miglia) sperimenteranno un decadimento orbitale molto rapido e una perdita di altitudine.,
Un’orbita geosincrona (a volte abbreviato GSO) è un’orbita attorno alla Terra in cui un satellite ha un periodo orbitale che corrisponde alla rotazione della Terra sul suo asse (un giorno siderale) di circa 23 ore 56 minuti e 4 secondi. Un’orbita geostazionaria, orbita terrestre geostazionaria o orbita equatoriale geosincrona (GEO) è un’orbita circolare 35.786 chilometri (22.236 miglia) sopra l’equatore terrestre e seguendo la direzione della rotazione terrestre.,
Migliaia di satelliti più piccoli (costellazioni) vengono lanciati nell’orbita terrestre bassa per lavorare insieme e operare efficacemente come uno. Sono necessarie grandi costellazioni per ottenere una copertura globale data la loro posizione rispetto alla Terra. Poiché i LEO sono più vicini alla Terra, coprono meno territorio a causa del campo visivo limitato dalle antenne a bordo di ogni veicolo spaziale.
Q3. In che modo questi satelliti LEO sono diversi dai satelliti tradizionali?
I satelliti commerciali tradizionali sono stati satelliti GEO., Questi satelliti sono fissati in una posizione sulla cintura GEO in movimento con la Terra mentre ruota. È posizionato a una distanza molto grande dalla Terra (deve essere più grande di LEO). Per questo motivo, il satellite può coprire aree più ampie di massa terrestre e corpi idrici., Alcune delle principali limitazioni di satelliti GEO anziché LEO SATs includono:
- L’intero spettro di frequenza condivisa da tutta l’intera area di copertura
- Molti utenti su un singolo satellite area di copertura
- non C’è copertura di tutto il calotte polari
- Ci sono le limitazioni e le sfide per le antenne di telefonia mobile sul terreno rispetto al puntamento di un GEO tv come l’antenna si sposta lontano in longitudine dal orbitale posizione dello slot (effettivamente chiamato l’angolo di inclinazione del veicolo spaziale in orbita GEO)
Q4., Su quali bande di frequenza opereranno le costellazioni satellitari LEO?
Sfortunatamente, al momento non esiste una soluzione diretta che possa essere fornita su quale spettro di frequenza viene utilizzato dai satelliti LEO. Tuttavia, se fosse stata utilizzata la banda C, ci sarebbe stata la necessità di antenne più grandi a terra per supportare una costellazione LEO in banda C. Questo sarà uno svantaggio per queste nuove costellazioni satellitari LEO che stanno cercando di fornire connettività globale a chiunque a casa.,
Anche la banda C è attualmente ampiamente utilizzata, il che significa che anche l’interferenza sarebbe un problema (che si tratti di satelliti LEO che interferiscono con gli utenti esistenti della banda C o invertono). È importante sapere che maggiore è la banda (Ku, Ka, Banda V, in ordine crescente), maggiore è la larghezza di banda disponibile. Inoltre, maggiore è la frequenza, meno viene utilizzata. Ciò significa meno interferenze complessive.
Per giocare a devil’s advocate, maggiore è la frequenza delle operazioni, maggiore è la perdita di propagazione. Pertanto, il segnale sarà più suscettibile alla dissolvenza della pioggia., Esistono linee guida impostate e spettri di frequenza allocati che decidono quali bande possono e non possono essere utilizzate per applicazioni particolari. Rivedere questo grafico che fornisce una buona immagine su quali bande vengono utilizzati e per quali applicazioni.
Lo spettro di frequenza utilizzato da questi satelliti LEO è anche basato sull’approvazione da parte di organismi di regolamentazione governativi come la Federal Communications Commission (FCC) e l’International Telecommunications Union (ITU)., Le imprese che desiderano creare una costellazione satellitare LEO dovrebbero garantire che lo spettro che scelgono di utilizzare non interferisca con i sistemi esistenti di costellazioni satellitari (come le costellazioni GEOGRAFICHE) e le reti terrestri. C’è un processo formale nel deposito di una domanda per ottenere questa approvazione. Inoltre vengono messi in comunicazione pubblica in modo che gli utenti possano sollevare dubbi.
Per darti un’idea di cosa stanno usando le costellazioni LEO attuali…, LeoSat e OneWeb depositato presso la FCC per utilizzare Ku-band per i collegamenti RF tra i satelliti e terminali utente, e Ka-band per i collegamenti RF tra i satelliti e le stazioni di terra gateway. SpaceX originariamente presentato istanza di una soluzione molto simile nell’inverno del 2016, ma poi refiled di utilizzare una soluzione in banda V per tutti i collegamenti in salita e downlink satellitari nella primavera del 2017. Questi documenti sono tutti pubblici e possono essere trovati sul sito web FCC.
Q5. Chi sono gli attuali attori principali in questo spazio?, (Gioco di parole)
Dal momento che i satelliti LEO sono una tecnologia più recente e in crescita, ci sono attualmente solo 3 attori principali nello spazio LEO. Sono:
- SpaceX
- LeoSat
- OneWeb
I satelliti GEO sono stati utilizzati per un periodo di tempo più lungo. Ci sono molti più giocatori nello spazio GEO (tradizionale). Alcuni dei principali operatori sono:
- Intelsat
- SES
- Eutelsat
- Telesat
Ecco un elenco aggiuntivo per gli operatori GEO Satellitari.,
Bonus D: Qual è la differenza tra le costellazioni satellitari LEO e MEO (Medium Earth Orbit)?
I satelliti MEO operano ad un’altitudine compresa tra 2.000 km e 35.786 km. Questa è la regione dello spazio occupata dai satelliti GNSS. I satelliti MEO hanno una vita di progettazione più lunga rispetto ai satelliti LEO, ma non richiedono i progetti altamente ingegnerizzati necessari per lo spazio GEOGRAFICO. In questa orbita sono necessarie fonti di temporizzazione dell’orologio atomico di precisione (come l’orologio atomico al rubidio della serie AR133) accoppiate con un oscillatore ultra stabile (utilizzando il cristallo legacy BG61/BQOTY).
Anche, come Stephen B., menzionato nei nostri commenti (grazie, Steven!), le nuove costellazioni satellitari dell’orbita terrestre media possono consentire una latenza inferiore, collegamenti a velocità più elevate con un minor numero di satelliti e possono anche essere più semplici da tracciare rispetto a LEO. Alcune delle aziende satellitari più innovative di oggi come SES stanno progettando di lanciare i loro satelliti di prossima generazione a MEO nei prossimi anni.
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