Satelity LEO: Přeplněné nebe

Vysoko nad našimi hlavami začíná být nebe přeplněné. Kolem Země obíhá stále více družic: před čtyřmi lety bylo na oběžné dráze méně než 3 000 aktivních satelitů, nyní jich je více než 7 000. A do roku 2030 by se tento počet mohl zčtyřnásobit. Hlavním motorem tohoto výrazného růstu je nárůst počtu satelitů na LEO.

LEO je zkratka pro nízkou oběžnou dráhu Země – dráhu, po které rychle obíhají komunikační satelity. Oběžné dráhy v oblasti LEO se pohybují ve výšce přibližně 250 až 2 000 km nad povrchem Země. To znamená, že tyto satelity mohou mít krátkou dobu přenosu signálu ve srovnání s družicemi na vyšších oběžných drahách a mohou sem být nasazeny kratšími a tedy levnějšími raketovými lety. Má to však i své nevýhody: nízká oběžná dráha znamená, že k pokrytí celého povrchu Země je zapotřebí více komunikačních jednotek. Navíc odpor vzduchu, který je v této výšce stále přítomen, vede k většímu opotřebení. Zatímco dnešní družice LEO obíhající ve výšce 550 km mají tendenci shořet v zemské atmosféře přibližně po pěti letech, moderní čtyřtunové GPS družice na střední oběžné dráze (MEO) ve výšce přes 20 000 km budou mít životnost 15 let.

Na světě existuje více než tucet globálních operátorů LEO satelitů, kteří nabízejí nejen telefonní služby, ale také širokou škálu datových, multimediálních a video služeb. Nejznámějším a nejambicióznějším příkladem družic LEO je systém Starlink, který vlastní společnost SpaceX amerického podnikatele Elona Muska. Od roku 2020 do poloviny roku 2023 společnost instalovala více než 4 500 satelitů ve výšce 550 km nad Zemí. Každý týden vyslala společnost SpaceX na oběžnou dráhu jednu ze svých opakovaně použitelných raket Falcon 9, aby najednou vynesla na oběžnou dráhu až 50 těchto 300 kg vážících satelitů Starlink – což je ekonomický způsob budování takového systému. Nyní existuje nová generace satelitů Starlink, ale protože váží podstatně více (každý má 1,25 tuny), jejich vynesení do vesmíru nebude tak ekonomické. Přesto jich Starlink plánuje vynést na oběžnou dráhu více než 7 000. Jejich vypuštění již schválily příslušné americké úřady.

Internet z vesmíru

Starlink nabízí především přístup k internetu, který je nezávislý na mobilních sítích a pevném připojení. Uživatelé potřebují vysílací a přijímací jednotky, které jsou velké asi jako krabice od mléka, a satelitní anténu. Testy provedené oddělením pro výzkum a vývoj společnosti DACHSER zaznamenaly rychlost přenosu dat mezi 50 a 200 Mbit/s. Dostupnost a spolehlivost základního připojení k internetu byly hodnoceny jako "dobré" až "velmi dobré".

Komunikační řešení LEO se vyvíjejí úctyhodným tempem: Starlink a jeho partneři oznámili, že v roce 2023 budou testovat satelitní internet pro letadla a chytré telefony. Telefon iPhone 14 od společnosti Apple je již vybaven funkcí nouzového volání SOS přes satelit, která umožňuje uživatelům vyměňovat si krátké zprávy se záchrannými službami, i když není k dispozici mobilní síť. Tuto obousměrnou komunikaci umožňuje 48 satelitů LEO provozovaných společností Globalstar, které obíhají kolem Země ve výšce 1 400 km.

Lídru internetového trhu LEO – Starlinku se snaží konkurovat i další poskytovatelé. Patří mezi ně britský poskytovatel OneWeb, Amazon a vládní iniciativy v Číně a Evropské unii. EU oznámila svůj záměr vynést do roku 2027 na oběžnou dráhu přibližně 170 zařízení LEO, aby vytvořila nezávislou satelitní datovou síť.

Tato technologie budoucnosti se postupně stává realitou a teoreticky nabízí logistice možnost udržovat datovou komunikaci s ložnými jednotkami, vozidly a tranzitními terminály i tehdy, když nejsou k dispozici sítě 4G a 5G. O tom, které aplikace se nakonec ukáží jako životaschopné, bude rozhodovat především velikost, energetické nároky a cena vysílacích a přijímacích zařízení a také skutečná dostupnost šířky pásma pro přenos dat. DACHSER bude tyto možnosti nadále zkoumat v rámci svých výzkumných a inovačních aktivit.

Autor: Andre Kranke, Head of Corporate Research & Development společnosti DACHSER