Starlink - Satellitenkonstellation

Einen weiteren großen Nutzerkreis sehe ich auch in Autos. Tesla setzt ja jetzt schon stark auf die Einbindung des Internets in die Nutzeroberfläche, aber auch in den "Service", wie regelmäßiger Softwareupdates.
Ab 2020 will Tesla ca 500.000 Fahrzeuge verkaufen und bis mitte der 2020er in die "several millions" Skala vordringen, auch wenn man Musk`sche Zeitpläne zugrundelegt kommt da doch ein Haufen zusammen, die Bandbreiten passen da sicher auch ganz gut, so vom Nutzungsverhalten in einem Auto. Und das mit den Frequenzen auch, Autos bewegen sich ja meist unter freiem Himmel...

Tweet von PBDS:

Sat industry official: We're always on lookout for new ITU Ku/Ka filings. We havent seen any SpaceX networks....

Wer sagt, das würde jetzt schon unter dem Namen SpaceX laufen? Klingt wie pfeifen im Walde.

Vielleicht nicht "SpaceX", aber das jemand so ein System anmeldet, sollte doch auffallen. Dazu gibt es ja gerade die ITU-Regularien, damit solche Ideen/Pläne transparent werden und man dann zwischen den verschiedenen Funksystemen koordinieren kann.

Sogar SpiegelOnline berichtet:
http://www.spiegel.de/wirtschaft/unternehmen/google-erwaegt-einstieg-bei-spacex-fuer-internet-per-satellit-a-1013865.html

Eine Milliarde erstmal von Google, das kann sich ja schonmal sehen lassen. Das Geld dürfte reichen um in 5 Jahren Version 1 des Systems zu bauen (mit stark reduzierter Kapazität). Dann vielleicht erstmal nur 400 Satelliten (also 10%, sind ja auch nur 10% vom veranschlagten Gesamtbudget).

Für 4000 Satelliten muss SpaceX in Seattle eine Fließbandproduktion starten, außerdem soll ja jeder Satellit so "komplex" wie ein großer im GTO sein. Und das bei deutlich günstigeren Baukosten aufgrund der Serienproduktion.

Hallo Klakow

Wie ist den das, wenn man allen diesen Satelliten Atomuhren spendiert, kann man die dann auch als eine Art GPS nutzen?

Ein Satellitennavigationssystem funktioniert ja nicht nur durch "Atomuhren an Bord". Die sind notwendig, um ein hoch genaues und -stabiles Zeitsignal an Bord zu erzeugen. Das reicht aber noch nicht. Der Satellit muss auch seine Position hoch genau kennen, und braucht dazu ein leistungsfähiges Bodensegment, das ihm regelmäßig genau sagt, wo er ist und wie er sich bewegt. Die Sender an Bord müssen dann auch sehr zuverlässig und robust sein, um verlässliche Navigations- und Zeitsignale abzustrahlen. Auch die Verarbeitungszeit all dieser Informationen an Bord muss sehr genau bekannt und kontrolliert sein.

Außerdem steigt mit solchen zusätzlichen Funktionen (=Subsystemen) die Komplexität der Satelliten an sich und des Gesamtsystems insgesamt. Das wäre wahrscheinlich schon betriebswirtschaftlich nicht das Ziel dieser Unternehmung.

Es sind nicht "nur" 4000 Satelliten zu bauen. Bei einer Lebensdauer von 5 Jahren müssen permanent 800 Satelliten im Jahr gebaut werden. Eine nette Produktionsrate, selbst wenn sie im Lauf der Zeit langlebiger werden.

Nochmal zu den Frequenzen. Ich war zunächst auch verblüfft, daß Frequenzen nicht knapp sein sollen. Aber Elon Musk hat natürlich recht, wie immer. Die Signale sind eng gebündelt. Knapp sind sie aus der Richtung der GEO-Comsats. Das läßt 98% der Richtungen frei. Da die abgedeckte Fläche dieser Satelliten-Beams viel kleiner ist als bei den geostationären, kann man sicher mehr als das tausendfache der jetzigen Bandbreite nutzen. Bandbreite, die im Augenblick noch praktisch leer ist.

Irgendwie kommt mir bei dem Plan Teledesic in den Sinn. Mal sehen, ob SpaceX ein besseres Geschäftsmodell und einen längeren Atem hat. Aber ich bezweifel, dass man für 1 Milliarde auch nur in die Nähe von 100 Satelliten kommt.

Und ich würde mir als Nation gut überlegen, unter welchen Bedingungen ich jemandem erlaube den LEO voller Satelliten zu stellen. Wenn bei 4000 nur 1 Promille Amok läuft und andere Satelliten trifft, wird das teuere Folgekosten für die Nationen geben, aus denen die Satelliten gestartet wurden.  Alleine das Bahnmanagement dürfte bei der Menge eine harte Aufgabe werden.

Ausserdem kann mir nicht vorstellen, dass man ein zuverlässiges Deorbit-Konzept bei dem Preis einbauen kann. Also wird es am Ende vermutlich richtig mehr Geld kosten.

Klar ist bisher, dass SpaceX die Konstellation designen, bauen, starten und betreiben will. Auch macht SpaceX wieder alles selber, externe Raumfahrtfirmen dürften hier nicht zum Zuge kommen.

Interessant ist natürlich, ob er die Endkundengeräte auch selbst bauen möchte.

PS: Nach der Werbungsveranstaltung dürften tausende Bewerbungen bei SpaceX in Seattle eingehen. Ein Drittel der Mitarbeiter bei SpaceX sind von Boeing, Lockheed & Co abgewandert. Ähnliches dürfte jetzt auch bei den Satelliten passieren.

Eigentlich dürfte es wegen dem Bahnmanagement keine Probleme geben. Musk will die Satelliten alle fest in einer Höhe von 1200km parken. In diesen Orbit sind nicht sehr viele Satelliten. Die meisten sind entweder Geostationär(36000km), im Low-Earth Orbit(400km) oder im GPS-Orbit(22000km) Höhe.

Naja, so viele Satelliten schon allein untereinander zu managen, ist eine Herausforderung, da müssen noch nicht mal fremde Satelliten kreuzen. Einer der Satelliten verliert die Kontrolle und beginnt auf seinem Orbit zu driften ... alle Nachbarn auf dem Orbit müssen dann sukzessive ausweichen ... und sich ggf. verschieben, um die Lücke zu füllen. So eine systematische Verschiebung auf einer Bahnebene könnte sich dann auch die Satelliten auf benachbarten Bahnebenen auswirken, um die Gesamtabdeckung sicherzustellen ... usw.

Stimmt des könnte eher zum Problem werden. Ich habe gerade eben nochmal nachgeschaut.
Globalstar-Satelliten sind auf 1400km und Irdium auf 900km

Der Aspekt Entsorgung ist schon in den Plänen enthalten. Daß Elon Musk das erwähnt in einer Veranstaltung, die auf das Anwerben von Angestellten ausgerichtet ist, ist bemerkenswert. Er ist da staatlichen Stellen wieder mal weit voraus.

Man kann also davon ausgehen, daß es beim Design entsprechend hohes Gewicht bekommt. Die meisten Satelliten werden in der Lage sein, sich selbst aus der Konfiguration zu entfernen, selbst wenn schon defekt. Einige sicher nicht. Aber die sind nicht gleich eine Gefahr, sondern erst mittelfristig. Ich denke an die Möglichkeit, daß Satelliten des Netzes aneinander koppeln können. Dann kann ein Satellit am Ende seiner Lebensdauer bei Bedarf einen nicht mehr aktiven Satelliten mitnehmen. Oder es gibt Satelliten speziell für diese Funktion. Bei so vielen Satelliten in gleichen Bahnen lohnt sich das. Ich schätze, daß zwei, maximal drei verschiedene Inklinationen reichen, die gesamte Erdoberfläche abzudecken. Die Abdeckung geschieht durch phasenversetzte Bahnen, zwischen denen leicht gewechselt werden kann. Ob Phase der richtige Begriff ist, weiß ich nicht, vielleicht kann jemand das korrigieren, falls falsch.

Solche Konstellationen könnten quasi zum echten, ersten business-case für Servicing-/Deorbiting-Dienste und -Technologien werden.

Vor ein paar Tagen kam eine Nachricht das die Telekom, ich glaube, 23Milliarden € in den Netzausbau stecken will,
ich schätze das weltweite Markvolumen auf weit über 100G€ oder $ (je nachdem was mehr wert ist )

Ich hab es hier schon mehrfach geschrieben, SpaceX macht die starts billiger und das vergrößert enorm das Markvollumen, was natürlich wiederum die Start billiger macht.
Dann eine meiner Lieblingsideen ein Taxi und Lastendienste im All, bei so vielen Satelliten ist das eine absolute Notwendigkeit, auch deswegen weil sie so hoch sind, das der Müll von alleine nie wieder runter kommen wird.
Ich würde fast wetten, dass recht bald noch die Solarsysteme für diese Anwendungen hinzukommen und er dann auch noch elektrische Triebwerke baut.

Was kommt noch? Eine große Raumstation mit tausenden Qubikmetern Volumen, wo man mal so das Hubble in einem Stück reinschieben kann, vielleicht ohne zuvor die Solarträger einzuklappen.
Ach ja, Arbeitsplätze im All, aber nicht für 6-10 Hansel Sondern für hunderte Angestellten. Es mus ja Leute geben welche Servicedienstleistungen machen da oben, für Hotels, Repraturwerkstatt und vieles mehr.

Ich hoffe nur der Kerle bleibt so und lebt noch lange.

Vor ein paar Tagen kam eine Nachricht das die Telekom, ich glaube, 23Milliarden € in den Netzausbau stecken will,
ich schätze das weltweite Markvolumen auf weit über 100G€ oder $ (je nachdem was mehr wert ist )

Ich habe diese Meldung nicht gesehen, es klingt aber richtig. Das setzt die vielleicht 15 Milliarden für das weltweite Satellitennetz in die richtige Relation.

Ich würde fast wetten, dass recht bald noch die Solarsysteme für diese Anwendungen hinzukommen und er dann auch noch elektrische Triebwerke baut.

Ja, natürlich, was sonst? Er hat von Hall-Thrustern gesprochen für seine Satellitenkonstellation. Er meinte, die sind robust und einfach herzustellen. Jemand fragte, ob er eine Lizenz für eine Entwicklung nehmen würde. Er meinte, nicht auszuschließen, aber eigentlich sind die einfach genug, daß er das nicht braucht.

Hallo Klakow

Zitat von: Klakow am 19. Januar 2015, 18:35:51

Wie ist den das, wenn man allen diesen Satelliten Atomuhren spendiert, kann man die dann auch als eine Art GPS nutzen?

Ein Satellitennavigationssystem funktioniert ja nicht nur durch "Atomuhren an Bord". Die sind notwendig, um ein hoch genaues und -stabiles Zeitsignal an Bord zu erzeugen. Das reicht aber noch nicht. Der Satellit muss auch seine Position hoch genau kennen, und braucht dazu ein leistungsfähiges Bodensegment, das ihm regelmäßig genau sagt, wo er ist und wie er sich bewegt. Die Sender an Bord müssen dann auch sehr zuverlässig und robust sein, um verlässliche Navigations- und Zeitsignale abzustrahlen. Auch die Verarbeitungszeit all dieser Informationen an Bord muss sehr genau bekannt und kontrolliert sein.

Außerdem steigt mit solchen zusätzlichen Funktionen (=Subsystemen) die Komplexität der Satelliten an sich und des Gesamtsystems insgesamt. Das wäre wahrscheinlich schon betriebswirtschaftlich nicht das Ziel dieser Unternehmung.

Iridium Inmarsat kann durchaus zur Ortung benutzt werden. Leider hat im Fall des verschwundenen Flugs MH370 nur ein Satellit den Ping vom Flugzeug aufgefangen. Und so erstreckt sich der Suchbereich über ein riesiges Gebiet.

Mit dutzenden Satelliten im Empfangsbereich eines jeden Senders sollte die Ortung kein Problem mehr sein. Dazu liefert GPS/Glonass/Beidou/Gallileo die Position der einzelnen Satelliten und die exakte Empfangszeit (Zeitübertragung vom Navigationssatelliten mit Atomuhr aufgrund bekannter Distanz und Signalgeschwindigkeit). Danach erfolgt eine Triangulierung ähnlich wie bei der netzseitgen Handyortung. 

Hallo Quickbird

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Die Iridium Satelliten können durchaus zur Ortung benutzt werden. Leider hat im Fall des verschwundenen Flugs MH370 nur ein Satellit den Ping vom Flugzeug aufgefangen. Und so erstreckt sich der Suchbereich über ein riesiges Gebiet.

Meinst du Inmarsat? Die Boeing hatte mit einem Inmarsat-Satelliten regelmäßig Kontakt. Aus den aufgezeichneten Daten des Trägersignals und der Bewegung des Satelliten konnte man eine Nord- und eine Südroute ableiten.

Mit dutzenden Satelliten im Empfangsbereich eines jeden Senders sollte die Ortung kein Problem mehr sein. Dazu liefert GPS/Glonass/Beidou/Gallileo die Position der einzelnen Satelliten und die exakte Empfangszeit (Zeitübertragung vom Navigationssatelliten mit Atomuhr aufgrund bekannter Distanz und Signallaufzeit). Danach erfolgt eine Triangulierung ähnlich wie bei der netzseitgen Handyortung. 

Klar, man kann da erweitern, ergänzen, unterstützen, so wie durch das EGNOS-System oder Differential-GPS. Aber, das sind eben nur Ergänzungen von GPS und Konsorten und keine eigenen Navigationssysteme. D.h. die Grundfunktion steht und fällt mit dem ursprünglichen Navigationssystem und seinen Atomuhren, Bodenstationen und Sendern.

Mit dutzenden Satelliten im Empfangsbereich eines jeden Senders sollte die Ortung kein Problem mehr sein. Dazu liefert GPS/Glonass/Beidou/Gallileo die Position der einzelnen Satelliten und die exakte Empfangszeit (Zeitübertragung vom Navigationssatelliten mit Atomuhr aufgrund bekannter Distanz und Signallaufzeit). Danach erfolgt eine Triangulierung ähnlich wie bei der netzseitgen Handyortung. 

Fragt sich nur wozu, das Angebot an Navigationssatellitensystemen dürfte bis 2020 mehr als umfassend sein. Übrigens, wenn SpaxeX Daten von GPS/Glonass/Beidou/Gallileo nutzen will, brauchen sie dafür eine Lizenz, und die gibt es nicht umsonst. Ich kann mir nicht vorstellen, das hier ein weiterer Anbieter damit Gewinn erwirtschaften kann.

Der Gewinn muss nicht unbedingt in direkt zahlender Kunschaft liegen, zu wissen wo jemand ist, ist z.B. auch für Google hoch interessant.
Weiterhin sind die Dinger so na, ca. faktor 20, dass der S/N bei gleicher Sendeleistung um den Faktor 400 besser wäre.
Ob man das nur dazu nutzt mit 400x weniger Energie zu senden, oder auch mehr mehr S/N Abstand hat, wird sich ja wohl noch rausstellen.
Aus dem was gesagt wurde, gehe ich mal davon aus das es helfen wird diese Satelliten mit zu nutzen,
Was vielleicht auch sein kann, das diese Satteliten besser als GPS emfangbar sind, und man vieleicht damit auch Akkuleistung sparen kann.

Der Gewinn muss nicht unbedingt in direkt zahlender Kundschaft liegen, zu wissen wo jemand ist, ist z.B. auch für Google hoch interessant.

Dafür muss man doch heute die Kundschaft nicht mehr orten, das teilen die einen freiwillig mit. Ist einfacher die Empfangshardware mit GPS-Modul auszustatten, und die App zum Verbinden nach Hause telefonieren zu lassen. Da freut sich auch die NSA.
 

Klar, man kann da erweitern, ergänzen, unterstützen, so wie durch das EGNOS-System oder Differential-GPS. Aber, das sind eben nur Ergänzungen von GPS und Konsorten und keine eigenen Navigationssysteme. D.h. die Grundfunktion steht und fällt mit dem ursprünglichen Navigationssystem und seinen Atomuhren, Bodenstationen und Sendern.

Hallo Schillrich
Danke für die Korrektur. Es war natürlich Inmarsat.
Worauf ich in meinem Kommentar eigentlich hinaus wollte, ist folgendes: Navigationssatelliten wie GPS haben keine Ahnung wo sich die Empfänger befinden, da diese passiv sind. Bei den Kommunikationssatelitten (oder sollte man in diesem Fall besser den Begriff Netzwerksatelliten verwenden?) gibt es eine Zeiwegekommunikation und somit die Möglichkeit der netzseitigen Ortung.

Im Übrigen ist der Empfang von Navigationssignalen mit niedriger Genauigkeit kostenlos. Wie du bereits erwähnt hast, gibt zudem es diverse Möglichkeiten die Genauigkeit weiter zu steigern. Wie viel Geld und technischen Aufwand man für genaue Positionierungsdieste auszugeben bereit ist, weiss ich nicht. Es bietet sich eben an, alles was mit dem Netzwerk verbunden ist auch zu orten - Stichwort: Internet der Dinge 

SpaceX bestätigt, dass eine Milliarde an Investment eingenommen wurden:
http://www.spacex.com/news/2015/01/20/financing-round

Google & Fidelity besitzen nun fast 10% der Firma, aber Musk dürfte weiter die volle Kontrolle haben.

Gute Analyse zu den Frequenzrichtlinien:
https://www.reddit.com/r/spacex/comments/2t24zv/spacex_satellite_frequency_background_and/

Wenn ichs richtig verstehe, kann SpaceX einfach über 50 GHz gehen, aber da gibts wohl ein Problem mit Regen. Die Verluste sind da recht hoch aber vielleicht gehts mit einem sehr fokussierten Strahl?

Hohe Frequenz ist jedenfalls gut für hohe Datenrate.

Ich bin mal gespannt, wie es der "etablierten" Industrie gehen wird. Wenn SpaceX und Google in 2-3 Jahren nicht "grandios scheitern", dürfte das hier ein Paradigmenwechsel werden. Dann werden Satelliten plötzlich wie Werkzeugmaschinen designed, produziert und betrieben. Wie will die heute etablierte Industrie da mithalten?

Die kommenden Jahre werden spannend ...

Der Knackpunkt ist meiner Meinung nach in der Strahlungsresistenz der Elektronik. In 1000km Höhe ist die schon deutlich stärker als weiter unten, auch stärker als in 36.000km Höhe, wenn ich mich nicht sehr irre.

Ich habe einen Bericht gesehen, wie die Elektronik des SpaceShuttle damit zu kämpfen hatte bei den Hubble Reparaturmissionen. Deutlich mehr als in den normalen LEO-Missionen zur ISS.

Strahlungsgehärtete Elektronik ist langsam und teuer. Es wird also wie bei der Dragon Avionik per Redundanz und schneller Resynchronisation gemacht werden müssen. Das ist bei der nötigen Rechenkapazität eine Herausforderung.

Ich vermute, man wird das Netz so konstruieren müssen, daß selbst häufige kurze Ausfälle von ganzen Satelliten die Servicequalität nicht beeinträchtigen.