satelliittitietoliikenne

Viimeöinen Sojuz-laukaisu vei pikkujättiläisen taivaalle

La, 01/28/2017 - 09:09 Jari Mäkinen

Sojuz-kantorakettien laukaisut Euroopan avaruuskeskuksesta Kourousta ovat rutiinia, mutta tällaiset laukaisut eivät ole: viime yönä tehty VS16 -lento oli Sojuzin ensimmäinen lento geostationaariradalle, ja lisäksi lennon kyydissä oli kokonaan uudenlainen satelliittityyppi.

Suurin osa Maata kiertävistä tietoliikennesatelliiteista sijaitsee päiväntasaajan päällä noin 36 000 kilometrin korkeudessa olevalla kiertoradalla, jolla oleva satelliitti kiertää maapallon yhdessä vuorokaudessa. 

Niinpä tällä ns. geostationaariradalla oleva satelliitti pysyy nimensä mukaisesti paikallaan taivaalla yhdestä paikasta katsottuna, ja siksi esimerkiksi satelliittitelevisioantennit voidaan ruuvata paikoilleen sojottamaan vain yhteen suuntaan – suoraan kohti satelliittia.

Viime vuosina satelliittioperaattorit ovat lähettäneet avaruuteen yhä suurempia ja kyvykkäämpiä satelliitteja. Tällaiset satelliitit ovat massaltaan jopa kuutisen tonnia.

Tälle hurjalle kasvulle on kuitenkin tulossa nyt vastatrendi: pienet geostationaarisatelliitit. Elektroniikan pienentyessä ja tekniikan kehittyessä voidaankin tehdä sellaisia satelliitteja kuin nyt laukaistu Hispasat 36W-1. 

Kyseessä on ESAn ARTES-tietoliikennesatelliittien kehitysohjelman puitteissa suunniteltu ja saksalaisen OHB System -yhtiön tekemä pienikokoinen geostationaarinen tietoliikennesatelitti, joka massaltaan 3 210 kg – siis samaa luokkaa kuin paljon vaatimattomammat tietoliikennesatelliitit olivat vielä 2000-luvun alussa.

Hispasat 36

Tämä "SmallGTO", eli "pieni geostationaariradalle laukaistava satelliitti" on pienestä koostaan ja massastaan huolimatta täysiverinen tietoliikennesatelliitti. Siinä on 20 Ku-alueella olevaa transponderia (suurella tiedonsiirtonopeudella toimivaa laitteistoa, jotka ottavat signaalin vastaan ja lähettävät sen edelleen), kolme Ka-alueen transponderia (hieman suuremmalla taajuudella toimivaa transponderia), nykyaikaiset suuritehoiset aurinkopaneelit sekä antennit, joiden keilan kokoa ja suuntaa voidaan muuttaa kätevästi.

Satelliitit on suunniteltu myös edullisesti ja helposti sarjatuotettavaksi.

Tämä satelliitti, Hispasat 36W-1, on tehty espanjalaiselle tietoliikenneyhtiölle, joka sijoittaa tämän satelliitin Atlantin päälle välittämään tietoa Espanjan ja Portugalin sekä Etelä-Amerikan ja Kanarian saarten välillä.

Ensikerta Sojuzille

Laukaisu oli tavanomaista jännittävämpi myös siksi, että kyseessä oli ensimmäinen Sojuz-kantoraketilla tehty geostationaarilaukaisu. Sojuzeilla on lähetetty matkaan paljon erilaisia satelliitteja ja luotaimia, mutta tyypilliset tietoliikennesatelliitit ovat olleet sen verran painavia, ettei Sojuzin rahkeet ole riittäneet.

Lento kesti kaikkiaan 32 minuuttia, minä aikana Sojuz nousi lentoon, kipusi avaruuteen ja sysäsi satelliittinsa niin sanotulle siirtoradalle kohti 36 000 kilometrin korkeudessa olevaa rataa. Siirtorata on hyvin soikea kiertorata, jonka korkein kohta on geostationaariradan kohdalla. Satelliitin pitää itse käyttää siellä rakettimoottoriaan asettuakseen paikalleen.

Vuodesta on tulossa kiivas Kourousta raketteja laukaisevalle Arianespacelle. Suunnitelmissa on peräti 12 laukaisua, joista kuusi tehdään nyt keväällä. Seuraava on kalenterissa helmikuun 14. päivänä, jolloin Ariane 5 vie kaksi tietoliikennesatelliittia avaruuteen.

OneWeb toteutuu: 600 satelliittia luo maailmanlaajuisen internetverkon

Ti, 06/16/2015 - 01:03 Jari Mäkinen

Tämä on maailman suurin satelliittitilaus ikinä. OneWeb, brittiläinen uusi internet-palveluyhtiö tilasi maanantaina Le Bourget’n ilmailu- ja avaruusnäyttelyssä 900 satelliittia Airbus Defence and Space -yhtiöltä. 

Satelliiteista noin 600 (tarkka luku täsmentyy myöhemmin) lähetetään kiertämään Maata ja loput pidetään toistaiseksi varalla säilössä.

OneWeb on huima suunnitelma, jonka takana on yhdysvaltalainen yrittäjä Greg Wyler. Hän aloitti rakentamaan pari vuotta sitten O3B-satelliittijärjestelmää, joka koostuu 12 edullisesta satelliitista, jotka tuovat internetin ja muita tietoliikennepalveluita maapallon alueille, missä laajakaistaisia nettiyhteyksiä ei ole juurikaan tarjolla. Tällaisia ovat esimerkiksi keskisen Amerikan maat, missä O3B on tullut hyvin kuuluisaksi.

OneWeb vie tätä samaa ajatusta pitemmälle ja luo koko maapallon kattavan laajakaistaverkon, mihin käyttäjät pääsevät käsiksi pienillä, kannettavilla päätelaitteilla käytännössä mistä päin maapalloa tahansa. Tämä on mullistavaa: ei roaming-maksuja, ei eri maiden omia nettimuodollisuuksia, vaan oma pääte tuo käyttäjälle netin missä vain, milloin vain.

Wylerin ajatuksena on lähettää nuo noin 600 satelliittia kiertämään Maata 20 eri kiertoradalla jotakuinkin 1200 kilometrin korkeudessa siten, että ne kattavat koko asutun maapallon. Koska satelliitteja on kullakin radalla noin 30, on useampi satelliitti käytännössä koko ajan näkyvissä mistä vain.

Satelliitit ovat noin 150 kg massaltaan ja kooltaan vajaan metrin kanttiinsa olevia laatikoita, joista sojottaa sivuille aurinkopaneelit. 

Yhdestä satelliiteista käyttäjien kanssa jaettava netti olisi nopeudeltaan vähintään kahdeksan gigatavua sekunnissa, ja yhdelle käyttäjälle OneWeb lupaa vähintään 50 MB sekunnissa. Tämä vaatii kehitteillä olevan 36 x 16 -senttisen tasoantennin käyttämistä.

Satelliitit olisivat myös yhteydessä toisiinsa avaruudessa ja muodostaisivat itse asiassa oman, nopean verkon keskenään, joka olisi sitten yhteydessä maanpäällisiin servereihin. Päätelaitteina voisivat olla tietokoneiden lisäksi puhelimet ja muut tietoyhteyttä käyttävät laitteet.

OneWeb kertoo tuovansa noin 10 teratavua sekunnissa lisää kapasiteettia maapallon nettiverkostoon, mikä vastaa noin puolta prosenttia koko maapallon vuodelle 2016 arvioidusta nettiliikenteestä.

Valtava urakka - ja kallis

900 satelliitin rakentaminen on varsin suuri hanke, vaikka satelliitit eivät ole suuria ja mutkikkaita. Käytännössä Airbus DS tulee valmistamaan niitä neljä kappaletta vuorokaudessa. Ensimmäiset kymmenen, jotka ovat koesatelliitteja, tehdään yhtiön tiloissa Toulousessa, mutta loput valmistettaneen Yhdysvalloissa, mihin hanketta varten tehdään varta vasten tehdas.

Yhdelle satelliitille lasketaan hinnaksi alle puoli miljoonaa euroa. Koko hanke maksaa kaikkinensa vähintään 1,4 miljardia euroa, ja koska Airbus on mukana projektissa “strategisena partnerina”, laittanee se itse myös rahaa likoon. 

Historia ei ole kovin ruusuinen avaruuden uusille tietoliikenneyhtiöille, sillä esimerkiksi Iridium ja GlobalStar joutuivat pahoihin taloudellisiin vaikeuksiin verkostoaan rakennettaessa, ja nytkin OneWebin täytyy löytää hankkeelleen lisää rahoitusta, jotta se toteutuisi.

Kaikki kuitenkin vaikuttaa nyt lupaavalta, sillä yhtiö on voinut ottaa oppia edeltäjiltään. Toimiva O3B ja Airbusin mukanaolo tekevät jo sinällään hankkeesta lupaavan.

Lisäksi on todennäköistä, että Richard Bransonin Virgin Group tulee mukaan hankkeeseen jossain määrin, sillä Bransonin Virgin Galactic tulee todennäköisesti lähettämään satelliitit avaruuteen kehitteillä olevalla kevyellä kantoraketillaan. LauncerOne -raketti käyttäisi SpaceShip2 -avaruusturismialuksia varten tehtyä lentokonetta hyväkseen siten, että lentokone veisi raketin korkealle ilmakehässä, mistä raketti lähtisi omille teilleen samaan tapaan kuin SpaceShip2 tulee tekemään – paitsi että raketti nousisi avaruuteen kun avaruusturistit joutuvat tyytymään pelkkään loikkaukseen avaruuden puolelle. Kuvahahmotelma rakettia kantavasta kantoaluksesta on yllä.

Satelliittien lähettäminen avaruuteen alkaa suunnitelman mukaan vuonna 2018 ja systeemi voisi olla rajoitetussa käytössä jo vuonna 2019.