Tłumaczenie AMA z pracownikami SpaceX dotyczącego konstelacji Starlink
Terminal Starlink (Źródło: SpaceX)
W sobotę 21 listopada na subreddicie /r/Starlink na portalu Reddit odbyło się AMA (Ask Me Anything – zapytaj mnie o cokolwiek) z udziałem pracowników SpaceX będących członkami zespołu pracującego nad rozwojem konstelacji Starlink. Przede wszystkim mieli oni odpowiadać na pytania związane z rozpoczętym niedawno programem publicznych testów konstelacji i doświadczeniami pierwszych użytkowników.
Poniżej znajdują się przetłumaczone pytania użytkowników Reddita i odpowiedzi zespołu pracowników SpaceX.
W momencie, gdy będzie wyniesione więcej satelitów, jak ważne będzie posiadanie absolutnie czystego widoku terminalu na niebo?
W aplikacji na smartfonie w polu „Sprawdź przeszkody” mam mały ich wskaźnik, może 1-2% i podczas użytkowania mam dość częste przerwy w dostępie do Internetu, część z nich w statystykach aplikacji jest oznaczona jako “Przeszkody”. Spodziewam się, że się to poprawi wraz z czasem, ale zastanawiam się, czy zawsze będę miał jakieś przerwy w dostępie do Internetu z powodu tych przeszkód.
Powinieneś myśleć o komunikacji pomiędzy anteną terminalu, a satelitą w kosmosie jak o „wąskiej wiązce” pomiędzy nimi. Tak więc gdy satelita przelatuje szybko nad głową i na jego drodze pomiędzy anteną będzie stała gałąź lub słup, stracisz połączenie (nota: przeszkody w większości powodują zerwanie połączenia, a nie zmniejszenie prędkości Internetu!).
Pracujemy nad kilkoma usprawnieniami oprogramowania, które to znacząco poprawią i w dłuższej perspektywie czasu będziesz potrzebował mniejszego zakresu czystego nieba wraz ze zwiększeniem liczby satelitów w konstelacji. Więc będzie znacznie lepiej.
Jestem bardzo ciekaw, w jaki sposób terminal Starlink lokalizuje satelity. Przypuszczalnie ma wbudowany katalog elementów orbitalnych i/lub wektorów stanu, albo jakiś inny opis tego, gdzie są satelity, który może pobrać z samej sieci Starlink. Ale w jaki sposób uzyskuje pierwszy kontakt? Czy wykorzystuje szyk fazowany ze szczególnie niską kierunkowością, żeby po prostu ogłosić: „Hej, czy jakieś satelity mnie słyszą? Muszę wiedzieć, gdzie jesteście”? Czy przychodzi z fabryki z załadowanymi wcześniej lokalizacjami satelitów (wydaje się to mało prawdopodobne, elementy orbitalne się dezaktualizują)?
Pracuję przy cubesatach dla mojej szkoły i jestem odpowiedzialny za naszą stację naziemną (po prostu kilka czterometrowych anten Yagi na rotorze), więc informacje o tym, jak działa komunikacja w waszym systemie, są dla mnie niezmiernie interesujące.
Dobre pytanie! Starlink w zasadzie nie ma żadnej wiedzy na temat satelitów, kiedy się włącza. Konstelacja jest cały czas aktualizowana, więc byłoby trudno być na bieżąco. Starlink ma możliwość elektronicznego przeskanowania nieba w ciągu milisekund i namierzenia satelity, pomimo że porusza się on z prędkością 28 tysięcy km/h.
Po wykryciu satelity Starlink skupia się na jego lokalizacji i wysyła żądanie połączenia z Internetem. Następnie terminal jest w stanie pobrać harmonogram tego, z jakimi satelitami łączyć się w następnej kolejności i mając te dane może kierować sygnał bezpośrednio do nich, kiedy przyjdzie na to pora.
Stworzenie Starlinka wiązało się z mnóstwem ekscytujących wyzwań, to kilka najlepszych, które przychodzą do głowy:
- Wybranie wyłącznie anten z szykiem fazowanym dla satelitów i terminali. Był to ogromny „akt wiary”, aby pójść tą bardzo technicznie wymagającą ścieżką i mieć nadzieję, że uda nam się dojść do przystępnego cenowo i skalowalnego rozwiązania.
- Sprawienie, aby klienci faktycznie musieli tylko podłączyć urządzenie, aby zacząć go używać (ang. plug-and-play). Włożyliśmy w to wiele wysiłku i przeszliśmy przez naprawdę mnóstwo kreatywnych pomysłów, mających sprawić, aby było to jak najprostsze, uwzględniając sposoby montażu, automatyczne ustawianie anteny i generalnie proces rozpakowywania pudełka. Wszelkie pomysły są mile widziane!
- Musieliśmy być też kreatywni, jeśli chodzi o operowanie największą obecnie konstelacją satelitów na świecie. Mamy bardzo mały zespół operacyjny, więc automatyczne kontrolowanie orbit i unikanie kolizji były koniecznością. Podajemy satelitom ich docelowe pozycje orbitalne i one same orientują się, jak tam dotrzeć. Jeśli chodzi o unikanie kolizji, wiele razy dziennie ładujemy dane o zbliżeniach do istotnych satelitów i satelity same wyliczają kiedy i jak zrobić „unik”, jeśli to konieczne. (Trzeba tu wspomnieć Osiemnastą Eskadrę Kontroli Przestrzeni Kosmicznej za bycie świetnymi partnerami!)
Po pierwsze, dziękuję za wszystkie wasze wysiłki. Nie mogę sobie przypomnieć, kiedy ostatnio byłem pod takim wrażeniem nowej technologii i tego, jak szybko rozwija się ona na naszych oczach!
Moje pytanie tyczy się zastosowań mobilnych. Rozumiem, że obecnie system jest zaprojektowany i zoptymalizowany do wykorzystywania w stałej lokalizacji. Ja natomiast żyję i pracuję na 14-metrowej żaglówce, obecnie przywiązanej, dosłownie i w przenośni, do doku w południowej Florydzie. Mobilny system zapewniający mi niezawodną łączność pozwoli mi swobodnie przemierzać wybrzeża USA, Bahamy, a docelowo nawet dalsze rejony (kiedy możliwość połączeń laserowych pomiędzy satelitami będzie gotowa). Jest dużo spekulacji na temat tego, czy obecny sprzęt poradziłby sobie na mobilnej platformie wykorzystując antenę o szyku fazowanym oraz obecne mechaniczne zdolności kierowania anteny, czy jednak byłaby konieczna bardziej rozbudowana aktywna stabilizacja. Cokolwiek, czym możecie się podzielić w tym temacie, byłoby mile widziane, w szczególności to, kiedy mobilny Starlink może stać się rzeczywistością.
W tym momencie możemy jedynie zapewnić usługę pod adresem, z którym rejestrujesz się na starlink.com. Możesz mieć szczęście, próbując wykorzystywać Starlink w pobliskich lokalizacjach, ale jakość usługi może być gorsza.
Opcje mobilności, w tym przenoszenie swojego Starlinka pod inny adres (lub w miejsca, które nawet nie mają adresu!), nadejdą, kiedy będziemy mogli zwiększyć zasięg usługi poprzez wyniesienie większej liczby satelitów i wypuszczenie nowego oprogramowania.
Jakieś nowości dotyczące komunikacji laserowej w kosmosie? O ile lepsze z ich użyciem mogą być opóźnienia? O ile lepsze z nimi mogą być połączenia transkontynentalne? Kiedy rozpoczną się pełne testy?
Prędkość światła jest większa w próżni niż w światłowodach, więc komunikacja laserowa w kosmosie ma ekscytujący potencjał dla połączeń o niskich opóźnieniach. Lasery pozwolą nam również na obsługę użytkowników w miejscach, gdzie satelity nie widzą anten stacji naziemnych – na przykład nad oceanem, czy w regionach słabo połączonych światłowodami.
Wcześniej w tym roku mieliśmy ekscytujący lot testowy z prototypowymi laserami kosmicznymi na dwóch satelitach Starlink, którym udało się przesłać gigabajty danych. Ale obniżenie kosztów kosmicznych laserów i produkowanie ich szybko w dużej ilości to bardzo ciężki problem, nad którym nasz zespół cały czas pracuje.
Jak wam idą prace nad zmniejszeniem kosztów produkcji terminali? Czy możecie nam powiedzieć, ile kosztuje produkcja?
Prace idą dobrze, ale bez wątpienia jest to jedno z trudniejszych wyzwań, z jakimi się zmagamy i zawsze jest sposób na poprawę.
Wychodzi na to, że obecnie terminal pobiera 100W mocy, co jest całkiem niezłą wartością przy normalnym użytkowaniu. Natomiast na większości małych i średnich żaglówek jest to dość dużo mocy do pobrania. Macie jakieś plany co do stworzenia wydajniejszej wersji w przyszłości?
Dodatkowo żaglówki z założenia cały czas kołyszą się wzdłużnie do 20-30 stopni, zależnie od fal, czy to może powodować problemy z połączeniem? Czy są jakieś ograniczenia dotyczące stopnia ruchu dla anteny?
Mamy kilka elementów, nad którymi pracujemy, aby jeszcze bardziej zmniejszyć pobór mocy.
Pracujemy nad aktualizacjami oprogramowania i sieci, aby umożliwić twojemu terminalowi wejść w głębszy tryb oszczędzania energii zmniejszający pobór mocy przy równoczesnym zachowaniu połączenia z Internetem. Redukcja zużycia energii jest kluczowym aspektem nad którym chcemy się skupić w przyszłości.
Jaką prędkość wiatru wytrzyma talerz anteny? Jak dużo ochrony od wiatru potrzebuje? Czy powinien być chowany przed burzą, czy można zamontować go z tyłu przyczepy jadącej po autostradzie w kierunku gwałtownej burzy? Jak występujące od czasu do czasu silne wiatry (powyżej 48 km/h) wpływają na przewidywany czas działania „UFO”?
Ludzie, którzy mieszkają w wietrznych miejscach, chcieliby to wiedzieć.
Zdecydowanie nie polecamy montowania go na przyczepie i jazdy po autostradzie w kierunku gwałtownej burzy!
Talerz nie jest przystosowany do burz tropikalnych, tornad, itp. Przy silnym wietrze zawsze bezpieczniej schować talerz, jeśli masz jakieś obawy.
Czy macie docelowy poziom opóźnienia, który chcielibyście osiągnąć w przyszłości? W jakich ramach czasowych ten cel zostanie osiągnięty?
Każdego dnia rzucamy sobie wyzwanie, by pchnąć system Starlink na skraj podstawowych ograniczeń fizyki. Obecnie satelity Starlink operują na wysokości 550 km, gdzie czas podróży światła do Ziemi wynosi 1,8 milisekundy. Podróż w obie strony z twojego domu do serwera gier potrwa na tych wysokościach w najlepszym przypadku czterokrotność 1,8 milisekundy lub poniżej 8 milisekund.
Na drodze do osiągnięcia mniejszych opóźnień stoi wiele przeszkód. Na przykład:
- Gdy satelity nie są idealnie nad tobą, twoje dane muszą dłużej podróżować przez atmosferę.
- Niskie poziomy buforowania pakietów są pomocne dla stabilnej usługi, ale szkodzą kwestii opóźnień.
- Ruch internetowy Starlink podróżuje przez światłowód na ziemi. Jest to niebezpośrednia ścieżka, która jest półtora raza wolniejsza, niż fotony w próżni.
Będziemy nieprzerwanie walczyć o zapewnienie najmniejszych możliwych opóźnień, zwłaszcza by dostarczyć reaktywne doświadczenie graczom. Potrzebujemy ekspertów, którzy są pasjonatami przesuwania granic fizyki i przechodzenia najśmielszych oczekiwań związanych z możliwościami Internetu! Przysyłajcie życiorysy na [email protected]. :)
Jak waszym zdaniem prędkości, które obecnie widzimy u użytkowników beta, utrzymają się, gdy Starlink zostanie upubliczniony i o wiele więcej osób zostanie subskrybentami?
To nie będzie jak z twoim zwykłym internetem satelitarnym, gdzie staje się o wiele zbyt tłoczno – gdy z czasem będziemy wystrzeliwać więcej satelitów, sieć będzie stawać się coraz lepsza, nie coraz gorsza.
Starlink posiada zdolność auto-ogrzewania, by radzić sobie z różnymi warunkami pogodowymi. Właściwie będziemy wdrażać aktualizację oprogramowania w przeciągu kilku tygodni, by wprowadzić możliwość topienia śniegu, mając jednocześnie na uwadze dalsze ulepszenia zaplanowane na nadchodzące miesiące.
Właśnie zamówiłem mój zestaw! Odmieniacie życie, chłopaki. Mam naprawdę podstawowe pytanie: Mieszkam w Kanadzie i zimy potrafią tu osiągnąć -45 stopni Celsjusza, czy powinienem się martwić o talerz anteny w takich temperaturach?
Łał, ale zimno! Podczas gdy przeprowadziliśmy testy obejmujące tak niskie temperatury bez żadnych problemów, talerze antenowe są certyfikowane do pracy w zakresie od -30 do +40 stopni Celsjusza.
Czy Starlink będzie wspierany w sytuacji, gdy przeniesiesz go tam, gdzie będziesz go potrzebować? Jeśli mam domek letniskowy, który odwiedzam, czy w porządku będzie przeniesienie go do innej lokalizacji, gdy tam będziemy?
Opcje mobilności – w tym przenoszenie Starlinka do innych adresów usługowych (lub do miejsc, które nawet nie mają adresów!) – nadejdą, gdy będziemy w stanie zwiększyć zasięg poprzez wystrzelenie większej liczby satelitów oraz wdrożenie nowego sprzętu i oprogramowania.
Czy wiecie, jaka jest docelowa data dla w pełni otwartej, nie korzystającej z systemu zaproszeń wersji bety?
Z biegiem czasu stale zwiększamy dostęp do sieci, aby wprowadzić tak dużo osób, jak to tylko możliwe. W szczególności planujemy przejście z limitowanej do szerszej wersji bety pod koniec stycznia, co powinno umożliwić udział większej liczby użytkowników.
Z góry mojej listy: limity danych. Tak? Nie? Sztywny limit, czy elastyczny limit? Wersje usługi: jakie opcje prędkości będą oferowane?
Przenośność: czy jest to coś, co może być używane z małego domku, czy musi być geograficznie mniej więcej w tym samym miejscu? Co z podróżami międzynarodowymi (opłata za jeden serwis internetowy, zamiast za jeden w każdej lokalizacji)?
Czy dla biznesu będą przewidziane biznesowe wersje usługi? Czy dostępne będą stałe adresy IP?
Brak precyzji tej odpowiedzi jest niepokojący.
Podoba mi się, że odpowiedź SpaceX poniżej ma więcej pozytywnych głosów, niż ta.
Tak więc my naprawdę nie chcemy wprowadzać restrykcyjnych limitów danych, które były napotykane w internecie satelitarnym w przeszłości. Obecnie wciąż staramy się pojąć wiele rzeczy – być może w przyszłości będziemy musieli coś zrobić, by zapobiec nadużyciom i zwyczajnie zagwarantować, że wszyscy otrzymają usługi na wysokim poziomie.
Testujemy teraz IPv6 i wkrótce je wprowadzimy! Kiedy będzie gotowe, dostaniesz zarówno adres IPv4 jak i IPv6.
Adresy IPv4 są ograniczonym zasobem – IPv6 jest przyszłością.
To, że mamy to wszystko rozpracowane. :) Jesteśmy bardzo podekscytowani początkową reakcją i przyszłym potencjałem Starlinka, ale nadal mamy jeszcze sporo do nauczenia się. Jeśli znasz jakieś świetne osoby, które mogą nam pomóc, proszę, niech nam wyślą swoje CV na [email protected].
Łapówki nie są potrzebne, naszym ostatecznym celem jest obsługa wszystkich. Jeśli naprawdę chcesz pomóc, to najlepszą rzeczą jaką możesz zrobić, jest wysłanie najlepszych inżynierów oprogramowania do Starlink, którzy pomogą to osiągnąć.
Czy macie jakieś wewnętrzne „przyjazne” ksywki dla poszczególnych satelitów? Komu przypada ich nazywanie? :)
Oryginalne AMA w języku angielskim znajduje się pod tym linkiem.