Opis konstelacji Starlink
Starlink to budowana przez firmę SpaceX konstelacja satelitarna, mająca świadczyć usługi dostępu do Internetu na całej Ziemi. Jej celem jest objęcie zasięgiem miejsc, w których obecnie dostęp do sieci nie jest możliwy lub jest mocno ograniczony. Dodatkowo, ze względu na zakładane parametry, ma ona stanowić konkurencję dla operatorów naziemnych. W perspektywie długoterminowej przychody ze świadczenia usług satelitarnych mają pomóc firmie SpaceX w realizacji jej planów marsjańskich.
Od momentu ogłoszenia planów związanych z dostarczaniem satelitarnych usług dostępu do Internetu w 2015 roku, w projekcie wprowadzono kilka zmian. Docelowo pierwsza część systemu ma liczyć 4408 satelitów rozmieszczonych na niskiej orbicie okołoziemskiej (LEO) na wysokości od 540 do 570 km.
| liczba płaszczyzn orbitalnych | 72 | 72 | 36 | 6 | 4 |
| liczba satelitów na płaszczyźnie | 22 | 22 | 20 | 58 | 43 |
| łączna liczba satelitów | 1584 | 1584 | 720 | 348 | 172 |
| wysokość | 550 km | 540 km | 570 km | 560 km | 560 km |
| inklinacja | 53° | 53,2° | 70° | 97,6° | 97,6° |
W pierwszej fazie budowy konstelacji zapełnione zostały płaszczyzny orbitalne o inklinacji 53°. W tym celu wykorzystano satelity nieposiadające wszystkich docelowych funkcji. Przykładowo zamiast komunikacji laserowej pomiędzy satelitami na orbicie, wykorzystywane są pasma Ku oraz Ka (10,7 – 30 GHz). Te same pasma są używane do komunikacji ze stacjami naziemnymi oraz terminalami użytkowymi. Miało to uprościć budowę i przyspieszyć uruchomienie usług. Od września 2021 roku rozpoczęlo wystrzeliwanie satelitów w wersji 1.5 (V1.5), wyposażonych w możliwość komunikacji laserowej.
Licencje wydane przez Federalną Komisję Łączności (ang. Federal Communications Commission – FCC) wymagają, aby 50% z 4408 satelitów działających na wysokości od 540 km do 570 km zostało umieszczonych na orbicie i rozpoczęło świadczenie usług do 29 marca 2024 roku (cel ten udało się osiągnąć dużo wcześniej). Reszta powinna zostać uruchomiona do 29 marca 2027 roku.
W dalszej perspektywie planowano także umieszczenie dodatkowych 7518 satelitów na niższych orbitach, na wysokości poniżej 400 km nad Ziemią.
| łączna liczba satelitów | 2493 | 2478 | 2547 |
| wysokość | 335,9 km | 350,8 km | 345,6 km |
| inklinacja | 42° | 48° | 53° |
SpaceX złożyło już jednak wniosek o zezwolenie na zbudowanie konstelacji Starlink drugiej generacji (tzw. Gen2) i zrezygnowało z umieszczania dodatkowych satelitów pierwszej generacji na wysokości poniżej 400 km. Druga generacja ma się składać z 30 tysięcy satelitów na orbitach o wysokości nad Ziemią pomiędzy 328 km i 614 km, w tym ponad 85% satelitów ma być umieszczonych na wysokościach poniżej 400 km. SpaceX chce przynajmniej przez jakiś czas posiadać na orbicie satelity obydwóch generacji.
Federalna Komisja Łączności wydała zgodę na wystrzelenie przez SpaceX pierwszych 7500 satelitów drugiej generacji. Mają one pracować na orbitach o wysokości nad Ziemią wynoszącej 525 km, 530 km i 535 km oraz inklinacji wynoszącej odpowiednio 53°, 43° i 33°. SpaceX wciąż oczekuje na decyzję w sprawie pozostałych satelitów.
Zdaniem dyrektor operacyjnej SpaceX Gwynne Shotwell budowa konstelacji będzie kosztować co najmniej 10 miliardów dolarów. Poza samą masową produkcją satelitów kluczowym elementem obniżenia kosztów ma być wielokrotne używanie rakiet – zarówno pierwszych stopni, jak i aerodynamicznych osłon ładunku, które chronią satelity w czasie lotu przez atmosferę ziemską podczas startu.
Satelity Starlink
W lutym 2018 roku firma SpaceX umieściła na orbicie dwa satelity testowe Tintin A oraz Tintin B. Zostały one wyniesione jako dodatkowy ładunek podczas startu rakiety Falcon 9 z misją PAZ. Zebrane dzięki nim dane pozwoliły na zaprojektowanie pierwszych testowych produkcyjnych satelitów (oznaczonych V0.9), które zostały wyniesione na orbitę 24 maja 2019. Ważące 227 kg satelity wyposażone były w panel słoneczny dostarczający energię elektryczną, szukacz gwiazd umożliwiający orientację w przestrzeni kosmicznej oraz napędzane kryptonem silniki Halla, pozwalające na wykonywanie manewrów orbitalnych, a także deorbitację po zakończeniu kilkuletniej misji. Z pozwoleń wydanych firmie SpaceX przez Narodową Administrację ds. Oceanów i Atmosfery (ang. National Oceanic and Atmospheric Administration – NOAA) wynika, że każdy satelita jest też wyposażony w kamerę niskiej rozdzielczości, pozwalającą na wykonywanie czarno-białych zdjęć zarówno Ziemi, jak i samego satelity. Satelity w wersji 0.9 komunikowały się jedynie w paśmie Ku.
Podczas kolejnej misji w październiku 2019 roku po raz pierwszy wystrzelono w pełni operacyjne satelity w wersji 1.0 (V1.0), którymi w ciągu niecałych dwóch lat zapełniono wszystkie płaszczyzny orbitalne o inklinacji 53°. Ich masa wynosi około 260 kg i w porównaniu do poprzedników dodano m.in. możliwość komunikacji w paśmie Ka.
Podczas misji Transporter-1 w styczniu 2021 roku po raz pierwszy wyniesiono satelity Starlink na orbitę o inklinacji 97,6°. Zostały one wyposażone w testową wersję sprzętu do komunikacji laserowej. Od września 2021 rozpoczęto wystrzeliwanie operacyjnych satelitów w wersji 1.5 (V1.5) z możliwością komunikacji laserowej. Prawdopodobnie są one o 10 do 15% cięższe w porównaniu do wersji 1.0.
Wpływ na astronomię
Krótko po pierwszym starcie w sieci pojawiły się nagrania przedstawiające przeloty grupy satelitów Starlink. Wywołało to dyskusję głównie wśród astronomów, którzy obawiają się, że docelowa konstelacja mocno utrudni obserwacje nocnego nieba. SpaceX cały czas wspólnie z astronomami pracuje nad wprowadzeniem poprawek, mających doprowadzić do zmniejszenia wpływu satelitów na astronomię. Podczas misji Starlink-3 na orbitę trafił zmodyfikowany satelita, tzw. DarkSat, pokryty powłoką zmniejszającą ilość odbijanego światła. Obserwacje potwierdziły redukcję jasności o około 55%, lecz zmiany te powodowały problemy z zarządzaniem termicznym satelity, więc zdecydowano o konieczności dalszych modyfikacji.
Podczas podnoszenia orbit satelitów są one obecnie przez większość czasu obrócone krawędzią w kierunku Słońca, dzięki czemu odbijają mniej światła. Rozpoczęto również montowanie w satelitach osłon przeciwsłonecznych, mających blokować światło słoneczne przed docieraniem do anten, będących elementem odbijającym najwięcej światła w kierunku powierzchni. Rozwiązanie to przetestowano w czerwcu 2020 roku, natomiast od sierpnia 2020 roku wszystkie satelity są wyposażone w osłony przeciwsłoneczne.
Misje
Listę misji z satelitami Starlink można znaleźć pod tym linkiem.
Kosmiczne śmieci
Ze względu na rozmiary konstelacji, duży nacisk kładziony jest na ograniczenie ilości kosmicznych śmieci, mogących powstawać po zakończeniu pracy satelitów. Biorąc jednak pod uwagę, że satelity są umieszczone na niskiej orbicie okołoziemskiej, to nawet te, które ulegną awarii, zostaną w stosunkowo krótkim czasie zdeorbitowane dzięki szczątkowej atmosferze sięgającej tej wysokości. Z informacji opublikowanych przez firmę SpaceX wynika, że satelity zbudowane są w ten sposób, aby w całości ulegały dezintegracji podczas powrotu na Ziemię. W związku tym, pomimo zastosowania silników o bardzo niskim ciągu, które nie pozwalają na precyzyjne wyznaczenie miejsca deorbitacji, wchodzące w atmosferę satelity nie powinny zagrażać ludności.
Z analiz przeprowadzonych na prośbę Federalnej Komisji Łączności wynika, że w przypadku awarii i braku kontroli nad satelitą bezpośrednio po dotarciu na orbitę o wysokości 350 km, ryzyko jego kolizji z obiektem o średnicy powyżej 10 cm wynosi od 0,000000114 do 0,000000303, co jest wartością znacznie poniżej standardu ustanowionego przez NASA, wynoszącego 0,001. Nawet w przypadku awarii 1584 satelitów (liczebność satelitów na orbitach o inklinacji 53°) umieszczonych na orbicie o wysokości 550 km, łączne ryzyko kolizji wynosi około 0,00048, co wciąż oznacza mniej niż połowę dopuszczalnej wartości.
Obserwacje przelotów satelitów Starlink
Przeloty satelitów Starlink są widoczne krótko po zachodzie Słońca lub krótko przed wschodem Słońca, gdy na Ziemi jest ciemno, ale na wysokości, na której znajdują się satelity, promienie słoneczne jeszcze je oświetlają. Daty i godziny widocznych przelotów oraz ich jasność zależą od położenia geograficznego obserwatora. Jedną ze stron internetowych, na których można sprawdzić widoczność przelotów nad danym miejscem, jest Heavens Above. Po wejściu na stronę należy ustawić swoją lokalizację w prawym górnym rogu, a następnie kliknąć w link Przeloty wszystkich satelitów Starlink. Wtedy pojawi się tabela z najbliższymi przelotami widocznymi z lokalizacji ustawionej przez użytkownika. Z rozwijanej listy powyżej tabeli należy wybrać poszczególne serie satelitów, pogrupowane według daty wyniesienia na orbitę.