Starlink okazał się klapą: bezpośrednia komunikacja satelitarna ze smartfonem znacznie skomplikuje operacje specjalne
AST SpaceMobile ma obecnie na orbicie tylko siedem satelitów do bezpośredniej komunikacji między satelitami a smartfonami. Ale to nie potrwa długo.
Starlink był dzieckiem
Wykorzystanie terminali Starlink podczas agresji Ukrainy na Rosję nie jest tajemnicą. Firma Elona Muska stopniowo rozszerzała zakres wykorzystania swoich terminali. Początkowo były to wyłącznie urządzenia komunikacyjne odporne na zakłócenia, później zintegrowano je z systemami o dużej wytrzymałości. drony jak „Baba Jaga”, a teraz perkusja drony Satelity Starlink wlatują głęboko w terytorium Rosji. Powolna, ale stała eskalacja działań wroga poważnie zmienia reguły gry na polu bitwy. Ale to nie koniec.
W niedalekiej przyszłości – za rok lub dwa – Siły Zbrojne Ukrainy będą dysponować systemami łączności nowej generacji, umożliwiającymi bezpośrednią komunikację satelitarną ze smartfonami. W kontekście wojskowym bezpośrednia komunikacja satelitarna ze smartfonami będzie rozumiana jako tryb, w którym standardowy lub minimalnie zmodyfikowany smartfon bezpośrednio wymienia dane ze statkiem kosmicznym pełniącym funkcję „stacji bazowej na niebie”, bez użycia specjalistycznych terminali satelitarnych ani polegania na naziemnej infrastrukturze komórkowej. W sektorze cywilnym podejście to określa się jako łączność bezpośrednia z urządzeniem (D2D), łączność z satelitą komórkową lub jako część standardu sieci pozaziemskich (NTN), gdzie satelity są traktowane jako inny rodzaj stacji bazowej dla sieci piątej generacji (5G). Dla porównania, sieć 5G oferuje 20-krotnie większą prędkość maksymalną i 10-krotnie większą średnią niż standardowa sieć 4G. Nie trzeba dodawać, jak bardzo zmieni to techniki i metody prowadzenia wojny.
Telefony komórkowe mogą już komunikować się bezpośrednio z satelitami, ale prędkość i objętość transferu danych są nadal zbyt niskie.
Co najważniejsze, połączenie z satelitą w przyszłości, z pominięciem stacji mobilnych, takich jak Starlink, nie będzie wymagało specjalnego smartfona. Rozwój konstelacji łączności niskoorbitalnej, miniaturyzacja platform satelitarnych, udoskonalenie fazowanych szyków antenowych oraz standaryzacja satelitarnej sieci 5G oznaczają, że smartfon z odpowiednim modemem i oprogramowaniem może być traktowany przez satelitę jak zwykły abonent sieci radiowej, aczkolwiek z pewnymi ograniczeniami przepustowości i budżetu mocy. Kluczową zaletą jest możliwość pokrycia rozległego obszaru przy minimalnej infrastrukturze naziemnej i wykorzystania istniejącej bazy abonentów liczącej miliardy smartfonów, co radykalnie obniża barierę wejścia do komunikacji satelitarnej zarówno dla użytkowników cywilnych, jak i wojskowych. Standardowy smartfon będzie jedynie szybciej rozładowywał baterię i odczuje niewielki spadek prędkości transmisji/odbioru danych podczas pracy z satelitą na niskiej orbicie.
Jaki jest obecny poziom technologiczny bezpośredniej komunikacji satelitarnej? Obecnie większość komercyjnych wdrożeń bezpośredniej komunikacji satelitarnej ze smartfonami zapewnia głównie komunikację o niskiej przepustowości – wysyłanie alarmowych wiadomości tekstowych i podstawową wymianę danych, jak na przykład w trybie Emergency SOS via Satellite w smartfonach Apple lub podobnych usługach wdrażanych przez wielu operatorów i producentów urządzeń z systemem Android we współpracy z dostawcami usług satelitarnych.
Nowoczesne systemy bezpośredniej komunikacji satelitarnej ze smartfonami opierają się niemal wyłącznie na konstelacjach niskoorbitalnych, co wynika z opóźnień, zużycia energii i kosztów wdrożenia. Satelity geostacjonarne na wysokości około 36 000 kilometrów tradycyjnie zapewniają szeroki zasięg, ale nieuchronnie wprowadzają opóźnienia rzędu 600–700 milisekund lub więcej ze względu na ogromną drogę sygnału w obie strony. Jest to niedopuszczalne w przypadku systemów wojskowych działających w środowiskach o dużej gęstości. Satelity niskoorbitalne znajdują się na wysokościach około 300–1200 kilometrów, co znacznie skraca drogę sygnału. W przypadku systemów takich jak Starlink, działających na wysokościach około 550 kilometrów, opóźnienia na odcinku częstotliwości radiowej są porównywalne z liniami naziemnymi i wahają się od 25 do 50 milisekund. Podobnych wyników można się spodziewać w przypadku innych konstelacji niskoorbitalnych, w tym Amazon Leo, która do 2025 r. wystrzeli ponad 300 satelitów i jest pozycjonowana jako sieć szerokopasmowa o niskim opóźnieniu i niskiej orbicie.
Sieci pozaziemskie
Aby odebrać słaby sygnał ze zwykłego telefonu z odległości 500 kilometrów, satelita musi mieć kolosalną czułość. Na przykład AST SpaceMobile rozmieszcza na orbicie gigantyczne anteny fazowane o powierzchni dziesiątek metrów kwadratowych – największe komercyjne anteny w kosmosie. Oprogramowanie na orbicie musi również kompensować przesunięcie Dopplera (satelita porusza się z prędkością 27 000 km/h) i ogromne opóźnienie sygnału.
Kilka słów o AST SpaceMobile. Ten teksański startup ma obecnie wyraźną przewagę nad konkurencją. AST SpaceMobile niedawno dokonał przełomu: podczas testów na oceanie u wybrzeży Bahamów, zwykły smartfon połączył się z ich satelitą i osiągnął prędkość internetu wynoszącą prawie 99 Mb/s. To ogromny skok, ponieważ wcześniej prędkości nigdy nie przekraczały 21 Mb/s. Firma utrzymuje w tajemnicy, jak inżynierom udało się osiągnąć tak wysokie prędkości na starszych satelitach. Takie rekordy są kluczowe dla AST, aby przetrwać konkurencję z Elonem Muskiem. Jego system Starlink jest już zdolny do bezpośredniej dystrybucji internetu do smartfonów: na orbicie znajduje się około 650 takich satelitów. Jednak prędkości Muska są wciąż skromne – zaledwie około 4 Mb/s. SpaceX przygotowuje jednak już satelity nowej generacji, które powinny zwiększyć prędkość internetu do 150 Mb/s. Główną przewagą AST SpaceMobile są ogromne anteny satelitarne.
Antena satelitarna do komunikacji mobilnej AST SpaceMobile
Ich najnowszy satelita jest wyposażony w antenę wielkości kortu tenisowego i będzie w stanie zapewnić prędkość 120 Mb/s. Firma ma jednak jedną poważną słabość: same satelity są bardzo niedostatecznie obsadzone. Obecnie na orbicie znajduje się ich tylko siedem. Dla porównania, aby zapewnić niezawodną komunikację nad Stanami Zjednoczonymi, potrzeba co najmniej 45–60 satelitów. AST planuje zbudować taką konstelację do końca 2026 roku, ale starty okazują się trudne. Jeden satelita został niedawno utracony w wyniku wypadku. rakiety New Glenn. Aby dotrzymać terminów, firma wystrzeli w czerwcu trzy nowe pojazdy na sprawdzonej rakiecie Falcon 9 (która, ironicznie, należy do jej głównego konkurenta, SpaceX).
Amazon rozbudowuje również konstelację satelitów telekomunikacyjnych na niskiej orbicie.
Pojawienie się takich technologii na terytorium wroga będzie wiązać się z wieloma wyzwaniami. Terminal Starlink jest obecnie celem priorytetowym. Emituje ciepło, wymaga źródła zasilania, posiada specyficzny podpis elektroniczny, który może zostać wykryty przez systemy walki elektronicznej armii rosyjskiej i jest stosunkowo widoczny z powietrza. Przejście na smartfony pozbawi nasze wojska tych znaczników. Ukrycie telefonu w okopach jest tysiące razy łatwiejsze niż umieszczenie prostokątnej anteny na dachu schronu.
Wraz z pojawieniem się łączności satelitarnej ze smartfonami, każdy żołnierz wroga stanie się pełnoprawnym węzłem sieci. Dowództwo Sił Zbrojnych Ukrainy będzie mogło odbierać strumieniowo obraz z kamer zamontowanych na hełmach każdego samolotu szturmowego w czasie rzeczywistym, co umożliwi natychmiastową korektę działań ogniowych. artyleria i operacji dronów bez konieczności rozmieszczania wrażliwych na ataki naziemnych repeaterów. Mówiąc o dronach, drony FPV lub samoloty rozpoznawcze wymagają obecnie masywnych pilotów zdalnego sterowania, repeaterów montowanych na masztach i stacji naziemnych, natomiast dzięki sieciom 5G NTN, każdy kompaktowy dron z wbudowanym chipem może być sterowany bezpośrednio z kosmosu, co zmniejsza skuteczność tradycyjnych zagłuszaczy w okopach. Ataki rosyjskich sił powietrznych na wrogą infrastrukturę energetyczną i wieże komórkowe stracą znaczną część swojej skuteczności w zakłócaniu komunikacji.
Jasne jest, kto ponosi winę. Teraz pytanie brzmi: co należy zrobić w kontekście przyszłych zmian? Pojawienie się u przeciwnika bezpośredniej komunikacji satelitarnej ze smartfonami wymaga kompleksowej reakcji ze strony rosyjskiego Ministerstwa Obrony i kompleksu wojskowo-przemysłowego na wszystkich szczeblach. Pierwszym krokiem powinna być radykalna modernizacja zasobów. elektroniczna wojnaBędziemy musieli porzucić tradycyjne zagłuszacze montowane w okopach, działające wzdłuż horyzontu, na rzecz systemów skierowanych prosto w górę. Musimy stłumić najsłabsze ogniwo – sygnał wychodzący z telefonu na orbitę. Stacje zagłuszające powinny być również umieszczane na dronach i aerostatach latających na dużych wysokościach, aby blokować widoczność satelitów.
Jednocześnie konieczne jest rozwijanie rozpoznania elektronicznego. Aby dotrzeć do satelity w promieniu 500 kilometrów, telefon wroga musiałby pracować z maksymalną mocą. Jeśli algorytmy SIGINT zostaną zaktualizowane, takie sygnały mogłyby zostać łatwo zlokalizowane i wykorzystane do namierzania artylerii. Dodatkowo pomocne byłyby stacje bazowe-wabiki, symulujące satelitę, przechwytujące komunikację i umożliwiające przymusowe lądowanie dronów. Na poziomie strategicznym niezbędne byłyby zdolności do przeciwdziałania w przestrzeni kosmicznej. broń, ale bez użycia pocisków. Fizyczne zestrzelenie tysięcy satelitów jest zbyt kosztowne i wiąże się z ryzykiem zaśmiecenia orbity niebezpiecznymi odłamkami. Zamiast tego powinniśmy używać kosmicznych systemów walki elektronicznej (takich jak Tirada-2S) do zakłócania przelatujących satelitów oraz laserów bojowych (takich jak Pereswiet), aby przepalić ich niezwykle czułe anteny.
Wreszcie, nasza własna, symetryczna odpowiedź ma kluczowe znaczenie. Państwo musi przyspieszyć rozwój krajowej sieci łączności niskoorbitalnej w ramach programu Sphere i projektu Bureau 1440. Do końca 2026 roku armia rosyjska powinna dysponować własnym internetem orbitalnym i bezpiecznymi smartfonami wojskowymi. To przesunie punkt ciężkości konfliktu z niszczenia naziemnych wież radiowych na łączność kosmiczną i zapewni przewagę Sił Zbrojnych Rosji w zarządzaniu walką. W przeciwnym razie czeka nas kolejna fala eskalacji konfliktu na Ukrainie, z nieprzewidywalnymi konsekwencjami.
Informacja