Starlink - Satellitenkonstellation

Der Vergleich kam aus dem von mir verlinkten Artikel (Business Insider) und mag durchaus übertrieben sein. Wie gesagt, die zuletzt ausgesetzten Iridium NEXT Satelliten wogen pro Stück ca. 860 kg (richtig klein waren die auch nicht (siehe Bilder)) und davon passten 10 Stück in ein Falcon 9-Fairing, wobei damit ohnehin die strukturelle Limitierung durch das PAF (Payload Attach Fitting) fast erreicht war. Warum nun die SpaceX-Satelliten bei halbem Gewicht vermeintlich größer ausfallen sollen, eröffnet sich mir auch nicht.

SpaceXs Satelliten haben nur elektrischen Antrieb, die Iridiumsatelliten haben chemischen Antrieb, der macht den Satelliten kleiner und schwerer.

Hallo tobi, danke für den erklärenden Hinweis.

Da die Latenz kaum an der Verarbeitungzeit im Sat hängen kann, wird das im wesendlichen die mittlere Signallaufzeit sein. Dabei kann man mit 300km/ms rechnen, was bei 35ms ca 10500km ergibt. Allerdings würde ich hier nur 2x die Strecke rechnen also ca. 5000km.
Das sollte unter Berücksichtigung von Weiterleitungen ausreichen um zu einem Zugangspunkt ins Seekabel Glasfasernetz einzuspeisen.
Worst case wäre da wohl eine Position etwa halbe Strecke zwischen Chile und New Seeland. Das ganze geht aber nicht direkt, weil zwischen dem Sat und einer Bodenstation unter 2800km liegen dürfen (Erdkrümmung).
An der Stelle kommt dann wohl eher eine Weiterleitung mit Laser zum Einsatz und das aus dreierlei Gründen:
1) Man hat eine zusätzliche Einnahmequelle weil man damit auch dort schnelle Links anbieten kann wo es keine Zugangspunkte gibt.
2) Man schaft die Basistechnologie für Hochgeschwindigkeitsverbindungen zwischen Erde-Mars
3) Die Sats werden so konstruiert, das man sie auch zum Mars schicken kann.

Das wird eine typische Sache von EM, alles so zu machen das sowohl die kommerziellen Ziel hier erreicht werden, wie die benötigten Techniken um den Mars zu Besiedeln.
Das ist übrigens mit ein Grund warum ich es für sehr wahrscheinlich halte das GPS und Kameras in den Sats mit verbaut werden, die zusätzlichen Kosten sind bei Stückzahlen von 4400Stück oder 1200Stück/a als Ersatz ziemlich klein.

Würde mich interessieren ob es in höheren Bahnen noch weitere Sats geben wird damit man mit weniger Zwischenstationen auskommt?

GPS und Cameras in Kommunikationssatelliten halte ich auch für eher unwahrscheinlich, aber vielleicht bringt SpaceX eigene Dienste in diesen Bereichen auf den Weg? Billiger und besser können die das mit Sicherheit. Ist nur die Frage ob es sich finanziell lohnt. Überhaupt könnte ich mir vorstellen das ein weltweites Internet via Satellit sehr lukrativ sein wird, einfach weil sämtliche Flugzeuge, Schiffe und zukünftige Flotten autonomer Fahrzeuge so ständig online ihre Positionen und Daten weiterleiten können und stets erreichbar sind.

Zumindest vorerst wird es sich wohl um ein reines Internetsystem handeln. Bei Interesse kann ich mir aber durchaus vorstellen, dass spätere Satellitengenerationen aufgerüstet werden. Um mal bei GPS zu bleiben, als zusätzliche Payload wäre dies vermutlich günstiger als ein eigenständiges Satellitennetz.

Dass ihr hier ein GPS-System verheiraten wollt, ist unrealistisch, technisch und konzeptionell.

Raumsegment:
Wenn man von Airbus hört, wie sie OneWeb-Satelliten entwickeln, dann kommt dort vergleichsweise einfache, massenproduzierbare Hardware rein, eben um preiswert zu sein. Eine hochgenaue und stabile Atomuhr auf einem Satelliten ist genau das Gegenteil! Das passt technologisch nicht zusammen und wenn man versucht es zu verheiraten, wird's irrwitzig teuer ... Eine Atomuhr ist eben nicht mit handelsüblichen Komponenten zu bauen.


Bodensegment:
Das Bodensegment eines GPS-Systems ist unheimlich aufwändig, denn von dort werden die Satelliten mit ihrer Zeitbasis und ihren Ephemeriden versorgt. Das ist eine sehr spezielle Infrastruktur, die man nicht einfach mal aufbaut. Das ist teuer im Betrieb.

Wirtschaftlichkeit:
Alle GPS-Systeme sind heute praktisch kostenlos für die Anwender. Galileo hat es nicht geschafft, ein betriebswirtschaftliches Modell hinzubekommen. Man verdient damit nicht direkt Geld. Warum sollte, wenn es schon n Systeme gibt, mit einem weiteren System plötzlich Geld zu verdienen sein?

Immer mehr Feature einbauen? Die Eier legende Wollmilchsau schaffen,  anstatt klar und einfach in Konzept, Features und Produkt bleiben?

Das ist eine Phantomdiskussion ... oder gibt es irgendeine Grundlage (=Quelle)?

Phantomdiskusion. Für einen Laien hört sich so etwas naheliegend an (die Satelliten sind ja schon oben) aber in der Realität ist es eben wesentlich komplizierter

SpaceX möchte nach 4425 Satelliten noch eine zweite Konstellation mit 7518 Satelliten starten:
http://spacenews.com/fcc-gets-five-new-applications-for-non-geostationary-satellite-constellations/

Most companies are describing their potential use of V-band satellites as follow-ons to pre-existing plans for constellations in Ku- or Ka-band. SpaceX, for example, proposes a “VLEO,” or V-band low-Earth orbit (LEO) constellation of 7,518 satellites to follow the operator’s initially proposed 4,425 satellites that would function in Ka- and Ku-band.

Andere Betreiber wollen auch was starten. Jetzt geht es richtig rund.

Ja wo laufen se denn?!?

setzt man die Anzahl zur Fläche der Erde ist das garnicht mal so viel,
ohne die nötige Überlappung sind es ca. 340km Abstand zwischen den Satelitten, mit Überlappung sind es eher 500km.
hieraus folgt das vermutlich immer zumindest ein Satellit mindestens 40° über dem Horizont steht, was wichtig ist um einen guten Empfang z.B. auch in den Bergen zu ermöglichen.

SpaceX möchte nach 4425 Satelliten noch eine zweite Konstellation mit 7518 Satelliten starten:
http://spacenews.com/fcc-gets-five-new-applications-for-non-geostationary-satellite-constellations/

Zitat

Most companies are describing their potential use of V-band satellites as follow-ons to pre-existing plans for constellations in Ku- or Ka-band. SpaceX, for example, proposes a “VLEO,” or V-band low-Earth orbit (LEO) constellation of 7,518 satellites to follow the operator’s initially proposed 4,425 satellites that would function in Ka- and Ku-band.

Andere Betreiber wollen auch was starten. Jetzt geht es richtig rund.

Kann es sein, dass solche Anträge auf Frequenzen, verbunden mit eben jenen oben zitierten Konstellationsplänen einfach nur dazu dienen, Wettbewerber von Frequenzen fernzuhalten, egal wie realistisch die Realisierung ist???
Ich meine, SpaceX Summe summarum 11.000 Satelliten, OneWeb nochmal 2.500, dazu noch Boeing, O3B Telsat und der eine neue Wettbewerber, der im Artikel genannt wurde. Das ist doch absurd, was da an Vorschlägen rumgeistert....

Nein das tut es beileibe nicht. Nimm z.B. mal Iridium, die decken zwar den ganzen Globus ab, aber gerade auf der Erdoberfläche entstehen durch Hindernisse in Sichtlinie zum Satelliten Verbindungsabbrüche. Das ist natürlich für Flugzeuge eher kaum ein Problem weil diese die meiste Zeit eh höher als die Berge sind.
Wenn du dir die Daten anschaust, sieht man das die Satelliten sehr dicht über dem Horizont stehen. Selbst mit 4500 Sat's können immer noch Berge für Abschattung sorgen, aber längstens nicht mehr so oft. Weiterhin steigt  natürlich die Signalstärke wenn die Sendeantenne nicht mehr so eine Große Fläche abdeckt und nicht zuletzt teilen sich natürlich die Satelliten die Bandbreite auf.
Das müsste etwas so aus sehen:
Empfangsquallität ~ Sendeleistung*SatellitenAnzahl²

11.000 Satelliten, das ist doch Irrsinn.
Das würde für jeden Raketenstart eine große Gefahr bedeuten mit einem der Satelliten zu kollidieren.

11.000 Satelliten, das ist doch Irrsinn.
Das würde für jeden Raketenstart eine große Gefahr bedeuten mit einem der Satelliten zu kollidieren.

Kannst Du das irgendwie mathematisch belegen? Oder ist das nur "Sciencefiction Angst aus dem Fernsehen"?

Immerhin gibt es 27.000 Flugzeuge. Warum sollten 11.000 Satelliten auf einmal eine "Große Gefahr" bedeuten, während 27.000 Flugzeuge bisher noch zu keinem einzigen Zusammenstoß geführt haben?

Oder mal mathematisch ausgedrückt, die Erde hat 510.000.000 km² Oberfläche. Wenn man schätzen würde, daß es möglich ist, die Satelliten durch geschickte Umlaufbahnen auf 70% davon zu begrenzen, dann bleiben 357000000 km² für 11.000 Satelliten übrig. Das heißt ein Satellit auf 32455 km² Bodenfläche. Ich kann hier irgendwie keine Gefahr sehen. Zusätzlich sind die Bahnen der Satelliten ja genaustens bekannt. Also man kann jederzeit berechnen, wo welcher Satellit wann ist, und wann sein wird.

Zitat von: Captain-S am 05. März 2017, 15:22:08

11.000 Satelliten, das ist doch Irrsinn.
Das würde für jeden Raketenstart eine große Gefahr bedeuten mit einem der Satelliten zu kollidieren.

Kannst Du das irgendwie mathematisch belegen? Oder ist das nur "Sciencefiction Angst aus dem Fernsehen"?

Immerhin gibt es 27.000 Flugzeuge. Warum sollten 11.000 Satelliten auf einmal eine "Große Gefahr" bedeuten, während 27.000 Flugzeuge bisher noch zu keinem einzigen Zusammenstoß geführt haben?

Oder mal mathematisch ausgedrückt, die Erde hat 510.000.000 km² Oberfläche. Wenn man schätzen würde, daß es möglich ist, die Satelliten durch geschickte Umlaufbahnen auf 70% davon zu begrenzen, dann bleiben 357000000 km² für 11.000 Satelliten übrig. Das heißt ein Satellit auf 32455 km² Bodenfläche. Ich kann hier irgendwie keine Gefahr sehen. Zusätzlich sind die Bahnen der Satelliten ja genaustens bekannt. Also man kann jederzeit berechnen, wo welcher Satellit wann ist, und wann sein wird.

Die Flugzeuge sind auch nicht über dem Startplatz, oder bewegen sich mit 30.000 km/h.
Das ist doch kein logischer Vergleich.

Im LEO ist schon genügend Platz.

Jedoch, Iridium nutzt Polorbits. Wenn sich 11000e Satelliten auf Pol-zu-Pol-Bahnen befinden, klingt schon spannend... Kessler lässt grüßen

Aber innerhalb einer Konstellation gibt es AFAIK keine Kreuzungspunkte zwischen Satelitenbahnen.

Und andere Satellitenkonstellationen werden ziemlich sicher einige km vertikalen Abstand halten.

Und drittens reinigt sich ja der LEO zum Glück recht schnell selbst.

EDIT: Polorbits und SSE sind natürlich wieder eine ganz andere Sache.

Aber innerhalb einer Konstellation gibt es AFAIK keine Kreuzungspunkte zwischen Satelitenbahnen.

Wie soll das gehen? Die Erde ist immer im Zentrum und ein Satellit bewegt sich um dieses Zentrum. Wenn man also Satelliten in mehreren Bahnebenen die Erdoberfläche abdecken lassen will, sind Kreuzungspunkte unvermeidlich.

Hier z.B. die GPS Bahnen...


Quelle:
https://de.wikipedia.org/wiki/Global_Positioning_System

Und drittens reinigt sich ja der LEO zum Glück recht schnell selbst.

Na ja, abhängig von der genauen Höhe und der Größe des Objektes kann das schon Jahrzehnte oder länger dauern. Im Vergleich zu höheren Bahnen gehts aber wirklich schnell. Ist halt die Frage was man als schnell ansieht.


Mane

Einfach mal angucken:  http://licensing.fcc.gov/myibfs/download.do?attachment_key=1190019

Die VLEO-Konstellation soll in einem Orbit mit 335-345 km Höhe aufgebaut werden (Wiedereintrittszeit: ca. 2 Jahre), also rund 60 km tiefer als die ISS aktuell fliegt:

Satellites per Altitude:     2,547         2,478           2,493
Altitude:                         345.6 km    340.8 km      335.9 km
Inclination:                       53º            48º              42º

Aber innerhalb einer Konstellation gibt es AFAIK keine Kreuzungspunkte zwischen Satelitenbahnen.

Ich bin mir nicht sicher, aber eine Satellitenbahn ist ja niemals kreisrund. Sie ist immer Eierförmig. Kann man das nicht konstruktiv nutzen, damit sich die Laufbahnen nicht kreuzen?

Einfach mal angucken:  http://licensing.fcc.gov/myibfs/download.do?attachment_key=1190019

Die VLEO-Konstellation soll in einem Orbit mit 335-345 km Höhe aufgebaut werden (Wiedereintrittszeit: ca. 2 Jahre), also rund 60 km tiefer als die ISS aktuell fliegt:

Satellites per Altitude:     2,547         2,478           2,493
Altitude:                         345.6 km    340.8 km      335.9 km
Inclination:                       53º            48º              42º

Man müsste also alle 2 Jahre die gesamte Satellitenflotte erneuern?

Am Schluss des Berichts steht ja: "Even with these components, the total spacecraft Risk of Human Casualty is no more than
1:17,400, satisfying the requirement of 1:10,000 established by NASA". 

Na das ist doch super! Immerhin ist die Wahrscheinlichkeit von einem dieser Satellitenteile erschlagen zu werden deutlich
höher als ein Lottogewinn.

Sie ist immer Eierförmig.

Genau genommen sind sie nicht eierförmig, sondern elliptisch. Aber das ist hier haarspalterei. 

Kann man das nicht konstruktiv nutzen, damit sich die Laufbahnen nicht kreuzen?

Sicherlich haben die Bahnebenen vertikalen "Sicherheitsabstand" zueinander. Wenn ihr das mit "keine Kreuzungspunkte" gemeint habt, hab ichs falsch verstanden, Sorry.

Mane

Die Gefahr, von einem Satelliten erschlagen zu werden, ist immer genau gleich. Klein.

Die Erde hat eine Oberfläche von 510.000.000 km² und 7.400.000.000 Menschen. Also pro Mensch sind es 68919 Quadratmeter Fläche. Gehen wir mal davon aus, daß man am Boden liegt und Arme und Beine ausgestreckt hat, und so einen Quadratmeter Fläche belegt. Wenn jetzt ein Satellit abstürzt, hat dieser noch 68918 Quadratmeter freie Fläche.

Ein paar Variablen gibt es natürlich immer. Zum einen die Frage, wie viele Teile auf dem Boden einschlagen. Zerbricht ein Satellit im Schnitt in 2 oder in 20 Teile? Oder sind es im Schnitt nur 0,2 Teile, weil der Rest verglüht? Kommen die Teile ggf. im 45° Winkel und ein stehender Mensch kann somit auch vom "Nachbarquadratmeter" getroffen werden? Könnte man ggf. an Absturz als Linie berechnen und jetzt auch die Einwohnerzahlen der jeweilgen Länder mit einbeziehen? Da gibt es viele Möglichkeiten.

Aber die so extrem kleine Gefahr, welche immer ausgerechnet wird, ergibt sich aus dem Verhältnis der Erdoberfläche und der Menschen im Absturzgebiet.

...
Man müsste also alle 2 Jahre die gesamte Satellitenflotte erneuern?
...

Die Satelliten sollen einen Ionenantrieb besitzen, um den Höhenverlust zu kompensieren.  (Quelle such ich noch )

Für den Fall eines Ausfalls wären die 2 Jahre notwendig bis der Schrott runterkommt.

Die höhe der Satelitenbahnen kommt mir doch arg niedrieg vor. Warum geht man so weit runter (Xenon bekommt man auch nicht kostenlos und erhöht Nutzlast)? Nur um kürzere Singnallaufzeiten/PINGs gewährleisten zu können?