Каковы перспективы связи с кубсатами с использованием «нормального» интернет-соединения?

редактировать: если ссылка здесь и конец неясны, меня интересует простота и удобство доступа, частота возможного доступа и задержка, которую обеспечивает интернет-соединение, а не необработанная скорость загрузки.

В настоящее время единственным известным мне способом связи с кубсатом с меньшим бюджетом является использование SatNOGS , краудсорсинговой сети радиолюбительских радиостанций, которые могут связываться (или, по крайней мере, принимать сигналы) со спутниками в космосе. Может есть и другие, просто я о них не знаю .

См. Как работает открытая наземная станция, объединенная в спутниковую сеть? Как это используется? для получения дополнительной информации и обратите внимание, сколько новых наземных станций присоединилось менее чем за год!

Если вы хотите иметь более регулярный график связи со своим кубсатом, не зависящий от орбитальных проходов, совпадающих с наземными станциями, и возможности планирования, вы можете рассмотреть возможность лицензирования и подключения к нему ретранслятора Iridium . Помнится, я где-то читал, что это уже было сделано, но я не помню, где и было ли это проверено.

Но с таким большим количеством компаний, пытающихся вывести на орбиту созвездия спутников, чтобы обеспечить беспроводное подключение к Интернету или, по крайней мере, M2M-соединения для передачи данных на поверхность Земли, например

  • Иридий
  • СпейсИкс
  • Орбкомм
  • O3B
  • Глобалстар
  • другие?

кажется, что по крайней мере один из них может быть доступен с кубсата, по крайней мере, чаще, чем с наземных станций.

Эти созвездия будут настроены для связи с поверхностью, а не со спутником на более низкой орбите, скажем, 400 км, поэтому будут проблемы с синхронизацией и неравномерным покрытием, поэтому, конечно, не факт, что это будет работать без специальных условий.

Вопрос: Каковы перспективы (и препятствия для) связи с кубсатами с использованием «обычных» интернет-соединений, когда у вашего кубсата есть что-то вроде IP-адреса или аналогичного легкодоступного токена или идентификатора, и вы можете просто использовать те же протоколы, что и d использовать говорить, чтобы сказать ваш Raspberry Pi? См. этот интригующий ответ и демонстрацию , например, того, о чем я думаю.

Я предполагаю, что бюджет мощности канала куба и размеры антенн, используемых в космосе и на Земле, позволят только очень медленное интернет-соединение. Что-то очень отличное от того, что в наши дни считается «нормальным интернет-соединением».
@Uwe речь идет о частоте доступа (удобстве), а также о задержке, а не только о скорости. Нисходящая связь с наземной станцией может быть десятками или сотнями Мбит/с, но если между контактами приходится ждать несколько дней, это не «как в Интернете». Я отредактирую вопрос, чтобы сделать его более ясным, но я подумал, что связанный вопрос в начале вопроса вместе со связанным ответом в конце сделал это достаточно ясным.
Я не удивлюсь, если нисходящая связь с кубсата до локального интернет-пользователя будет всего лишь десятками или сотнями кбит/сек. Кубсат не мог сфокусировать передачу только на одного пользователя.
@Uwe nonsequitor
Лично мне интересно, если планы Маска или нескольких других по созданию множества кубсатов, которые доставят Интернет по всему миру, осуществятся, это не будет вариантом: общаться с этой сетью, а не с землей.
точно так же у вас нет сигнала сотового телефона в самолете, нет покрытия, если вы его не сделаете.
RockBLOCK — это спутниковый модем Iridium. Согласно их часто задаваемым вопросам, производительность CubeSat неизвестна, но «[t] здесь вероятны проблемы, вызванные скоростью CubeSat по сравнению со спутниками Iridium».
@МэттьюР. спасибо, отличная находка! Как и все остальное (например, GPS), работа наземного продукта в космосе «из коробки» может потребовать некоторых модификаций. Немного похоже: space.stackexchange.com/a/24337/12102
@МэттьюР. 1 , 2 , 3 , 4 , 5

Ответы (3)

Каковы перспективы (и препятствия для) связи с кубсатами с использованием «нормальных» интернет-соединений, если у вашего кубсата есть что-то вроде IP-адреса или аналогичного легкодоступного токена или идентификатора.

Короткий и милый ответ. Несколько групп использовали или планируют использовать Globalstar для связи со своим CubeSat.

Проверить:

  • Презентация Университета Тейлора
  • Радио LinkStar _
  • Документ НАСА (?) по обсуждению сетей SmallSat GlobalStar и Iridium
  • Проект DaVinci CubeSat
  • Новые " ThinSats ", запуск которых запланирован на апрель этого года, используют радиостанции GlobalStar.
У меня было предчувствие, что это будет вещью. Спасибо!

Я сосредотачиваю этот ответ на контрольно- пропускных пунктах программного обеспечения , поскольку вопрос спрашивает:

Каковы перспективы (и препятствия) для связи с кубсатами с использованием «обычных» интернет-соединений, когда у вашего кубсата есть что-то вроде IP-адреса или аналогичного легкодоступного токена или идентификатора, и вы можете просто использовать те же протоколы, которые вы бы использовали говорить сказать ваш Raspberry Pi?

Касаясь аппаратных проблем (сейчас это не проблема, если не считать денег):

Я бы сказал, что наиболее жизнеспособной формой реализации кубической спутниковой архитектуры будет количество, а не качество, с еще одним уровнем качества для передачи информации обратно на землю. Если вы хотите, чтобы что-то подобное стало возможным, вы прежде всего создадите инфраструктуру с открытым исходным кодом для стандарта данных Cube-Sat. Вероятно, это должно быть гораздо более надежным в проверке ошибок, чем что-либо прежде, из-за падения сигнала на небольших приемниках на больших расстояниях.

Это поднимает нашу вторую проблему. Я уверен, что вы можете посчитать размер, необходимый для определенных конфигураций антенн, чтобы иметь возможность передавать данные на определенное расстояние, но если вы сделаете это с точки зрения размеров кубсатов, мы, вероятно, увидим худшие результаты, чем обычные. Коммерческая дальность от 100 до 6000 км, связанная с обычными спутниками связи. Основная проблема заключается в том, что даже в руководстве NASA CubseSat 101 говорится, что радиочастота является основным уровнем связи кубсата, а это означает, что контроль над поведением будет обязательным. К сожалению, управление ориентацией на некоммерческих кубсатах, как правило, отсутствует, что на самом деле является меньшей проблемой, согласно этому обзору технологий связи кубсатов за 2018 год.Достижения позволили нам миниатюризировать технологию, выходящую за рамки базовой радиочастоты, и использовать ее в более высоких частотных диапазонах без большой полезной нагрузки. Они могут быть развернуты в кубсатах размером до 1U, насколько я читал, в зависимости от другой электроники. В этом заключается следующая вещь — что, по вашему мнению, будет делать этот Интернет?

Самый большой контрольно-пропускной пункт (игнорируя любые спецификации оборудования):

Итак, скажем, вы просто хотите, чтобы кубсаты приветствовали друг друга, когда они находятся в пределах 100 км, чтобы создать самоподдерживающуюся сеть слежения. Прохладный! На самом деле это было бы упрощением. Вам просто нужно написать фреймворк и заставить все стороны, которые вы хотите использовать как часть сети, использовать этот фреймворк в своем коде. Вам нужно сделать эту структуру жизнеспособной почти для всех платформ кубсатов, и вам нужно надежно распространять ее — вероятно, через сети, созданные НАСА. После того, как у вас есть интернет-протокол с открытым исходным кодом или контрольным исходным кодом почти на 50% кубсатов для чего-то простого, подобного этому, будет так же просто, как обновить код с новыми функциями. Простым обновлением этой системы, которое было бы существенным, было бы, например, кэширование всех встреченных кубов и их передача, когда они находятся в пределах досягаемости основного ретранслятора. Трекер Vada Bing Bada Boom Cubesat!

Кубсаты довольно... одноразовые... с точки зрения спутников на сегодняшний день. Хотя есть и исключения — это были орбитальные аппараты «выстрелил и забыл» с механизмами высвобождения проволоки от студентов с ограниченным бюджетом. На мой взгляд, коммерческое развертывание кубсатов в больших количествах было бы исключительным. У вас может быть базовая сеть, возможно, управление ориентацией с помощью ионных двигателей и связь с более надежным спутниковым уровнем с более высокой орбиты, чтобы надежно обновлять вашу структуру. Таким образом, вы можете добавлять новые функции и выполнять регулярные вызовы своего рода API кубов. Если вы являетесь частной компанией, мыслящей в таком масштабе, я сомневаюсь, что вы будете против рассмотрения вопроса о создании выделенного спутника (реального спутника с связью с Землей) на хорошо выровненной орбите, чтобы иметь максимальные возможности восходящей связи куба.макро мышление .

Проблемы с макросами...

Большинство из этих компаний, которые будут запускать эти рои спутников-кубов, привыкли иметь дело с отправкой обновлений на 1-5 спутников одновременно. Одной из самых больших проблем с макровычислениями является согласованность между системами. Например, я работаю в компании с 30 000 сотрудников — это приличное количество, и мы только что прошли масштабное обновление программного обеспечения с Windows 7 до Windows 10. Нам пришлось обновить 30 000 ноутбуков до новой операционной системы, вот что произошло. :

  • ~60% обновлений прошли нормально (это выше среднего).
  • ~15% обновлений были отклонены пользователями, требуется ручное вмешательство.
  • ~10% обновлений не распространялись корректно, требовалось ручное вмешательство.
  • ~ 10% обновлений почти полностью уничтожили компьютер, требовалось ручное вмешательство.
  • ~5% других уникальных проблем, требующих вмешательства в каждом конкретном случае.

Вначале это будет самый большой блокировщик, удерживающий все кубсаты на одной странице без возможности общаться со всеми ими одновременно. Если у вас есть 50% подключенных кубов, когда вы отправляете обновление кода (и у вас нет выделенного обработчика для непрерывной отправки этого запроса, когда другие надежно подключаются к сети), у вас будут плохие времена.

Преимущества/резюме:

Честно говоря, я собираюсь предположить, что преимущества роевых спутников станут очевидными, как только они справятся с большими проблемами:

  • Коммуникация.
  • Повторное использование.
  • Отношение (или, черт возьми, даже высота в данном случае) Контроль.
  • Широко распространенный стандарт и принятие.
    • Политика блокирует.
    • Реклама блокирует.
    • Контроль версий является блокировщиком.
    • Распространение источника является массивным блокировщиком.

Я не могу больше преувеличивать значение последней части. Интернет стал кульминацией соглашения между многими странами по единому протоколу, который был разработан и достаточно хорошо передан, чтобы стать стандартом. Я бы посмотрел стандарты IEEE, форматы сообщений для передачи TCP и UDP, а также многие другие протоколы, если вы хотите узнать больше о том, как Интернет стал программным. Разработка этой программной базы является ключевой. Он должен быть универсальным и широко распространенным, чтобы получить значительную поддержку. Учитывая, насколько они маленькие, вам понадобится их много. Это не сделка одной компании для глобального охвата.

Я предполагаю, что преимущества этого типа спутников будут заключаться в сборе данных на основе точек, чтобы дать картину солнечной активности по всему миру в целом, чтобы можно было сделать глобальные приблизительные оценки орбитальной активности. Еще раз... это при условии, что все аппаратное обеспечение включает ваше программное обеспечение, а ваше программное обеспечение включает все аппаратное обеспечение.

Извините за опечатки - писал с телефона.

в основном, как работает спутниковый интернет, вы, клиент, имеете тарелку, которая отправляет и получает пакеты данных со спутника в космосе. Спутник не фильтрует эти сигналы, а просто передает их на наземную станцию, которая затем направляет сообщения. Наземная станция более известна как ваш интернет-провайдер или интернет-провайдер.

На наземной станции они решают отклонить ваш запрос или пропустить его через Интернет (при условии, что вы им заплатите).

Пока у вашего спутника есть тарелка, совмещенная с тарелкой вашего интернет-спутника, теоретически возможен доступ в Интернет.

Однако это игнорирует тот факт, что вы постоянно движетесь по орбите и редко будете выровнены с этим спутником. Это также означает, что вам, вероятно, придется иметь соглашения с несколькими интернет-провайдерами, если вы когда-нибудь захотите иметь какую-то надежную связь.

РЕДАКТИРОВАТЬ: Если вы действительно просто ищете взаимосвязь между кубсатами, а не спутниками неоднозначно, вы можете попробовать эту спецификацию: https://en.wikipedia.org/wiki/Cubesat_Space_Protocol

Имейте в виду, что это только спецификация, а не закон, и он не затрагивает предмет разрешения. OEM-производители сами решают, хотят ли они, чтобы ваш кубсат общался с их кубсатом (что верно для всех коммуникаций M2M).

Комментарии не для расширенного обсуждения; этот разговор был перемещен в чат .
эй, эти комментарии помогли понять, чего, черт возьми, хотел ОП. Что довольно важно, поскольку мы неоднозначно говорим о такой целой отрасли, как орбитальные телекоммуникации.
Комментарии все еще в чате. Комментарии здесь не постоянны. Если информация должна быть сохранена, она должна быть отправлена ​​по почте.