داستان موفقیت استارلینک: چگونه به فروش یک و نیم میلیونی در سراسر جهان رسید؟

همه چیز برای
استارلینک در سال ۲۰۱۴ آغاز
شد. ایلان ماسک به همراه گرگ وایلر، بنیان‌گذار WorldVu که
اکنون با نام OneWeb شناخته می‌شود طرحی را برای ایجاد یک صورت فلکی از ۷۰۰ ماهواره در مدار پایین زمین (LEO) پیشنهاد کردند. این ماهواره‌ها می‌توانستند تمام
سطح زمین را با اینترنت پهن‌باند پوشش دهند.

این ایده بسیار
جاه‌طلبانه بود، چرا که در آن زمان (اوایل ۲۰۱۴) بزرگ‌ترین صورت فلکی ماهواره‌ای در مدار متعلق به Iridium بود که تنها ۶۶ ماهواره داشت. با این حال، ایلان ماسک با در
اختیار داشتن باارزش‌ترین منبع برای ارسال محموله‌ها به فضا — موشک‌های قابل
استفاده مجدد خودش — نخستین کسی بود که این رویا را به واقعیت تبدیل کرد.

از ایده اولیه
تا شروع توسعه

اواسط سال ۲۰۱۴ مسیرهای تجاری ماسک و وایلر از هم
جدا شد. در نیمه دوم همان سال، اسپیس‌ایکس به‌طور مستقل و از طریق سازمان تنظیم
مقررات نروژ (STEAM)، برای ثبت صورت فلکی ماهواره‌ای خود در
اتحادیه بین‌المللی ارتباطات
(ITU) اقدام کرد. بخش
آمریکایی این پروژه که از سال ۲۰۱۷ نام
«استارلینک» را به خود گرفت، اشاره‌ای بود به رمان علمی‌تخیلی «اشک‌های ستارگان»
نوشته جان گرین. بنیان‌گذاران این پروژه ایلان ماسک، برادر کوچک‌ترش کیمبال ماسک و
گوین شات‌ول، رئیس و مدیرعامل اسپیس‌ایکس، بودند.

در ۱۶ ژانویه ۲۰۱۵، ماسک در یک رویداد خصوصی در سیاتل
برای نخستین‌بار از برنامه‌های خود برای ایجاد صورت فلکی ماهواره‌ای استارلینک و
ایجاد امکان خرید استارلینک صحبت کرد. در همان زمان، اطلاعات محدودی درباره
ماهواره‌های آینده‌ای که ماسک قصد داشت با بودجه‌ای حدود ۱۰ میلیارد دلار راه‌اندازی کند، منتشر شد. قابل
ذکر است که اسپیس‌ایکس تنها شرکتی نبود که چشم‌انداز ارتباطات ماهواره‌ای در مدار
پایین زمین را دیده بود؛ در همان سال، شرکت‌های OneWeb و Amazon نیز قصد خود برای ساخت صورت فلکی‌هایی متشکل از
دست‌کم ۱۰۰۰
ماهواره را اعلام کردند.

طبق برآوردهای
اولیه اسپیس‌ایکس، تنها در ایالات متحده حدود ۶۰ میلیون نفر در مناطقی زندگی می‌کردند که دسترسی
به فیبر نوری نداشتند و می‌توانستند از این سرویس بهره‌مند شوند. بازار جهانی
مشتریان بالقوه حتی بزرگ‌تر بود. ماسک انتظار داشت درآمدی بین ۳۰ تا ۵۰ میلیارد دلار به دست آورد که بتواند آن را صرف
تحقق رویای همیشگی خود یعنی ساخت پایگاهی روی مریخ کند. استارلینک تنها یک مرحله
گذار برای رسیدن به آن هدف بود — و البته فرصتی عالی برای آزمایش فناوری ارتباطات
آینده مریخ.

در همان ارائه ۲۰۱۵، ماسک جزئیاتی از مدار ماهواره‌های
استارلینک را فاش کرد: مدار اولیه قرار بود ۷۵۰ کیلومتر ارتفاع داشته باشد و تعداد
کل ماهواره‌ها از ۴۰۰۰ عدد
فراتر نرود. همچنین اعلام شد که ارائه اینترنت برای کاربران، زودتر از پنج سال
دیگر فعال نخواهد شد.

ماسک احتمالاً
می‌دانست که علاوه بر زمان مورد نیاز برای توسعه ماهواره‌ها، گرفتن مجوز پرتاب و
پخش از کمیسیون ارتباطات فدرال آمریکا
(FCC) هم زمان‌بر
خواهد بود. و پیش‌بینی او درست بود: تا مارس ۲۰۱۸ طول کشید تا FCC مجوز
پخش ۴۴۲۵
ماهواره اولیه در باند فرکانسی
Ku (۱۲ تا ۱۸ گیگاهرتز) و Ka (۲۶.۵ تا ۴۰ گیگاهرتز) را صادر کرد. در نوامبر همان سال نیز
مجوز پخش ۷۵۱۸
ماهواره دیگر در باند
V (۴۰ تا ۷۵ گیگاهرتز) صادر شد. این مجوز بعداً با ابتکار
اسپیس‌ایکس بازبینی شد و نهایتاً در آوریل ۲۰۱۹ تصویب شد، با اعتباری ۹ ساله.

از آن پس اسپیس‌ایکس
فرصت یافت تا از پیچ‌وخم‌های اداری رهایی یابد و تمام تمرکز خود را بر توسعه صورت
فلکی ماهواره‌ای بگذارد.

ویژگی‌های
مدار: چرا استارلینک پیروز شد؟

این سؤال
پیچیده‌تر از آن است که در نگاه اول به نظر می‌رسد. چرا که پیش از ظهور استارلینک،
اینترنت ماهواره‌ای وجود داشت. پس استارلینک چه ویژگی منحصربه‌فردی برای مشتریان
داشت؟

از سال ۲۰۰۳، نخستین ماهواره‌های اینترنت پهن‌باند
در مدار زمین‌ایستا
(GEO) در ارتفاع حدود
۳۶۰۰۰
کیلومتری از سطح زمین قرار گرفتند. این کار منطقی به‌نظر می‌رسید، چرا که هر
ماهواره می‌توانست نیمی از کره زمین را پوشش دهد. اما این ارتفاع زیاد باعث افزایش
زمان رفت‌وبرگشت سیگنال (پینگ) و کاهش سرعت اتصال می‌شد.

نسل جدید
ماهواره‌های پرظرفیت تا حدودی این مشکل را حل کردند. ماهواره ViaSat-1 در سال
۲۰۱۱ با
ظرفیت ۱۴۰
گیگابیت بر ثانیه و نسخه بعدی آن، ViaSat-2 در سال
۲۰۱۷ با
ظرفیت ۳۰۰
گیگابیت، توانستند اینترنت با سرعت ۱۲۰ تا ۱۵۰ مگابیت بر ثانیه (دانلود) و ۳ مگابیت (آپلود) ارائه دهند — با
قیمت ماهیانه‌ای بین ۵۰ تا ۳۰۰ دلار.

اما مشکلاتی
پنهان در همین ارتفاع زیاد نهفته بود. تنها یک سال پس از آغاز به‌کار ViaSat-2، اختلال در دو آنتن دریافت باعث کاهش ظرفیت
آن به ۲۶۰
گیگابیت شد. همچنین، ماهواره‌های
GEO بسیار سنگین و
پرهزینه بودند (هزینه ساخت ViaSat-2 حدود ۶۲۴ میلیون دلار بود)، و تولید و پرتاب آن‌ها بسیار زمان‌بر بود.

در سال ۲۰۱۳، صورت فلکی O3b اولین
تلاش را برای انتقال اینترنت ماهواره‌ای به مدار میانی زمین (MEO) انجام
داد (در ارتفاع ۸۰۶۳
کیلومتری). ماهواره‌های آن فقط ۷۰۰
کیلوگرم وزن داشتند و بسیار ساده‌تر بودند. اما حتی این ارتفاع برای استارلینک
زیاد بود.

اسپیس‌ایکس بر
مدار پایین زمین (LEO) شرط بست. آن‌ها سه لایه مداری برای
ماهواره‌های خود تعریف کردند:

• مدار
  بسیار پایین زمین
  (VLEO): در
  ارتفاع تنها ۳۴۰
  کیلومتر
• مدار
  پایین زمین
  (LEO): ۵۵۰ تا ۶۰۰ کیلومتر
• مدار
  بالاتر از
  LEO: حدود
  ۱۱۵۰
  تا ۱۲۰۰
  کیلومتر

این طراحی
چندلایه به ماهواره‌ها اجازه می‌داد تا با سرعت بالا اینترنت پهن‌باند را به
یکدیگر و به کاربران انتقال دهند. همچنین استفاده از باندهای فرکانسی مختلف باعث
کاهش فشار روی کانال‌های انتقال و دریافت شد. اسپیس‌ایکس پرتاب‌ها را از مدار ۵۵۰ کیلومتری آغاز کرد.

تمام ماهواره‌های
استارلینک دائماً در حرکت هستند. این حرکت دائمی به آن‌ها امکان می‌دهد تا مناطق
صعب‌العبور مانند کوهستان‌ها، دره‌ها و دشت‌ها را نیز پوشش دهند. این مدل ارتباطی
بسیار پیشرفته‌تر از ماهواره‌های
GEO است که در
موقعیت ثابت نسبت به زمین قرار دارند.

پرتاب به مدار
پایین باعث کاهش چشمگیر وزن و پیچیدگی طراحی شد. به گفته ماسک و شات‌ول در سال ۲۰۱۹، هزینه ساخت هر ماهواره کمتر از ۵۰۰ هزار دلار بود — و برخی تحلیلگران
آن را بین ۲۵۰ تا ۳۰۰ هزار دلار تخمین می‌زنند. برای
مقایسه، هزینه یک ماهواره
ViaSat-2 معادل
قیمت تقریبی ۲۰۸۰
ماهواره استارلینک است. همچنین استفاده از موشک‌های فالکون ۹ قابل‌بازگشت، پرتاب را بسیار ارزان‌تر کرد.

آخرین دلیل
برای انتخاب مدار پایین، سرعت بود. در ارتفاع ۵۵۰ کیلومتری، پینگ سیگنال بین ۲۰ تا ۴۰ میلی‌ثانیه بود، در حالی که برای ماهواره‌های GEO این رقم بین ۵۹۴ تا ۶۲۴ میلی‌ثانیه است. برای تحقق رؤیای
بهترین اینترنت ماهواره‌ای دنیا، انتخاب LEO تنها
انتخاب منطقی بود.

پس از تعیین
ساختار مداری، اسپیس‌ایکس به توسعه ارتباطات ماهواره‌به‌ماهواره با سرعت بالا و
جلوگیری از برخورد ماهواره‌ها پرداخت.

ارتباطات لیزری
و قابلیت مانور

برای ایجاد
ساختار ارتباطی مطمئن بین ماهواره‌ها، اسپیس‌ایکس به سریع‌ترین رسانه جهان روی
آورد: نور. سرعت نور (۲۹۹٬۷۹۲٬۴۵۸ متر بر ثانیه) امکان انتقال اطلاعات
بین ماهواره‌ها را در کسری از ثانیه فراهم می‌کرد، آن هم با استفاده از لیزر.

لازم به ذکر
است که همه ماهواره‌های استارلینک از لیزر استفاده نمی‌کنند. نسل اول ماهواره‌ها
از امواج رادیویی استفاده می‌کردند. استفاده از لیزر از ژانویه ۲۰۲۱ و با پرتاب نسخه ۱.۵ آغاز شد.

اکنون روشن است
که اسپیس‌ایکس در آینده ارتباطات لیزری را جایگزین کامل امواج رادیویی خواهد کرد.
زیرا سرعت نور در فضای خلأ بسیار بیشتر از فیبر نوری است، چرا که فوتون‌ها با
مقاومت بسیار کمتری مواجه می‌شوند.

طبق مدل‌سازی
پروفسور مارک هندلی، تأخیر انتقال سیگنال از نیویورک به لندن با لیزر تنها ۵۰ میلی‌ثانیه خواهد بود، در حالی که
فیبر نوری ۷۰ میلی‌ثانیه
طول می‌کشد. این اختلاف در مسیرهایی مانند لندن تا سنگاپور چشمگیرتر است: ۹۰ میلی‌ثانیه با لیزر، در مقابل ۱۵۹ میلی‌ثانیه با فیبر.

اما چالش بعدی،
طراحی سیستمی برای جلوگیری از برخورد ماهواره‌ها بود. هر ماهواره با سرعت میانگین ۷ کیلومتر بر ثانیه حرکت می‌کند، پس
مانورهای مداری ضروری است.

استارلینک از
پیشرانه یونی (Hall
Thruster) برای
مانور استفاده می‌کند. نسل اول این موتورها از گاز بی‌اثر کریپتون استفاده می‌کردند.
عملکرد آن به این صورت بود که اتم‌های گاز خنثی با الکترون‌های منفی برخورد می‌کردند،
یون‌های مثبت تولید می‌شدند و این یون‌ها با کمک میدان مغناطیسی شتاب می‌گرفتند…