Wie verändert Starlink die Konnektivität?

Jun 13, 2024

Das Unternehmen von Elon Musk hat Streitkräften in der Ukraine und Hoh-Studenten in Washington einen Internetzugang bereitgestellt, und die Organisation hat noch viel mehr geplant

Mihir Tripathie, Supercluster

Selbst in den entlegensten Gebieten können Mobiltelefone bald mithilfe von Starlink-Satelliten eine Verbindung zum Internet herstellen.

Anfang 2014 gab es Gerüchte, dass SpaceX-Gründer Elon Musk und Greg Wyler – Gründer von O3b Networks – zusammenarbeiten würden, um eine Konstellation von über 700 Satelliten aufzubauen. Diese als WorldVu bezeichnete Konstellation wäre zehnmal größer als die damals größte Satellitenkonstellation, die von Iridium betrieben wurde.

Diese Diskussionen dauerten nicht lange und SpaceX reichte heimlich einen ITU-Antrag mit freundlicher Genehmigung der norwegischen Telekommunikationsregulierungsbehörde unter dem Namen STEAM ein. Später in Starlink umbenannt, bestand die Mission darin, qualitativ hochwertige Internetbandbreite in Gebieten bereitzustellen, in denen eine Glasfaserverbindung nicht realisierbar ist. Dazu gehören ländliche und abgelegene Gebiete auf der ganzen Welt, einschließlich der Ozeane, und sogar in der Luft für kommerzielle und militärische Kunden.

Jetzt, 8 Jahre später, versprechen SpaceX und TMobile, mithilfe der erdumlaufenden Satelliten Dienste in toten Zonen bereitzustellen, die ausreichen, damit SMS- und Messaging-Apps funktionieren. Mike Sievert, CEO von T-Mobile, erklärte, dass Betreiber von Messaging-Apps wie WhatsApp oder iMessage mit T-Mobile und Starlink zusammenarbeiten müssen, damit ihre Dienste die Satellitenverbindung erkennen und nach dem Start damit arbeiten können.

Der Schritt setzt ein aggressives Debüt des Starlink-Dienstes fort, der aufgrund seiner schnellen Startfrequenz, des Eingreifens bei Naturkatastrophen und der entscheidenden Rolle der Technologie auf dem Schlachtfeld in der Ukraine weltweit für Schlagzeilen gesorgt hat. Während dieser Artikel bearbeitet wurde, kündigte SpaceX den TMobile-Deal an, startete zwei Falcon 9 Starlink-Missionen, aktivierte den Dienst in Norwegen und kündigte einen Deal zur Bereitstellung von Starlink auf Kreuzfahrten der Royal Caribbean an.

Der Hype mag den Anschein erwecken, als wäre Starlink eine neue Erfindung, aber die Übertragung des Internets mithilfe von Satelliten ist keine neue Idee. Unternehmen wie HughesNet, Iridium und Telesat haben bereits Satelliten im Weltraum, die die nicht nutzbaren Gebiete versorgen, aber Starlink unterscheidet sich grundlegend von bestehenden Konstellationen. Traditionelle Unternehmen verfügen lediglich über vier bis fünf riesige Satelliten im geostationären Orbit, von denen jeder einen großen Teil der Erde bedient. Die geostationäre Umlaufbahn ist eine spezielle Umlaufbahn der Erde über 36.000 Kilometern, bei der die Umlaufzeit des Satelliten der Erdrotation entspricht, wodurch der Satellit relativ zu einem Beobachter auf der Erde stationär erscheint.

Satelliten im geostationären Orbit ermöglichen eine weltweite Abdeckung mit weniger Satelliten, aber die Verbindung ist normalerweise lückenhaft und der Ping ist sehr schlecht, hauptsächlich aufgrund der großen Entfernung zwischen Satellit und Empfänger.

Starlink versucht, diese häufigen Probleme zu beheben, indem es eine große Anzahl von Satelliten – 12.000 – in eine erdnahe Umlaufbahn schickt. Dadurch verringert sich nicht nur die Distanz, die das Signal vom Empfänger zurücklegen muss, erheblich, sondern es erleichtert auch die Eindämmung von Weltraummüll, da Satelliten im LEO leicht aus der Umlaufbahn austreten können. Diejenigen, die sich in einer geostationären Umlaufbahn befinden, sind zu weit von der Erde entfernt, um sie zu verlassen, und müssen in eine spezielle Umlaufbahn gebracht werden, die abseits üblicher operativer Umlaufbahnen liegt, die sogenannte Friedhofsumlaufbahn.

SpaceX testete die Starlink-Technologie erstmals, als es 2018 zwei identische Testsatelliten namens Tintin A und Tintin B startete. Ein Jahr später startete das Unternehmen seine erste Charge von 60 Satelliten. SpaceX wurde nur zu Testzwecken verwendet und konnte mit allen 60 kommunizieren, verlor jedoch den Kontakt zu 3. Im Oktober testete Elon das Netzwerk öffentlich, als er seinen ersten Tweet über Starlink verschickte.

Der Start der betriebsbereiten Satelliten begann im November 2019. Nachdem das Unternehmen genügend Satelliten platziert hatte, um in bestimmten Teilen der USA Internet bereitzustellen, führte es einen kostenpflichtigen Beta-Dienst namens „Better Than Nothing Beta“ ein, bei dem für das Benutzerterminal 499 US-Dollar berechnet werden Dienst von 50 bis 150 Mbit/s und Latenz von 20 bis 40 ms. Bis Januar 2021 wurde der Beta-Dienst auf andere Länder ausgeweitet, beginnend mit dem Vereinigten Königreich.

Washington ist die Heimat der Forschungs- und Entwicklungseinrichtung von Starlink und war einer der ersten Staaten, die Beta-Dienste in den USA erhielten. Im Rahmen dieser Initiative wurde der Hoh-Stamm einer der ersten Nutzer des Breitbandnetzes von SpaceX. Starlink liegt in einem abgelegenen Teil des Staates und ermöglichte der Gruppe von 28 Haushalten und 116 Menschen den Zugang zu einer Hochgeschwindigkeits-Internetverbindung.

„Es schien, als wäre SpaceX aus dem Nichts aufgetaucht und hätte uns einfach ins 21. Jahrhundert katapultiert“, sagte Melvinjohn Ashue, stellvertretender Vorsitzender des Hoh Tribe. „Unsere Jugendlichen haben die Möglichkeit, sich online zu informieren und an Videos teilzunehmen. Telemedizin wird kein Problem mehr sein.“ In einer Zeit, in der die ganze Welt unter den Auswirkungen der COVID-19-Pandemie litt, hätte ein zuverlässiger Zugang zu einer Internetverbindung zu keinem besseren Zeitpunkt kommen können.

Zur gleichen Zeit, als die Schulen aufgrund des COVID-Ausbruchs geschlossen wurden, erhielten die Wise County Public Schools in Virginia Starlink-Terminals, um die Schüler mit Hochgeschwindigkeits-Breitband mit geringer Latenz zu verbinden. Dadurch erhielten über 90 Familien im Wise County Zugang zu Online-Bildungsressourcen.

Die Nachricht aus Virginia verbreitete sich und eine ähnliche Aktion fand in der Appalachen-Region in den USA statt, als der Appalachian Council for Innovation durch eine öffentlich-private Partnerschaft Kapital sammelte, um Studenten in den amerikanischen Zentral-Appalachen zusammenzubringen, die von den terrestrischen Internetanbietern unterversorgt waren.

Da das Unternehmen seine Dienste schrittweise verbesserte und sein Abdeckungsgebiet mit jedem Start vergrößerte, legte es Wert darauf, den Beta-Dienst auf die Notfallhelfer und Gebiete ohne Internet auszudehnen. Im September 2020, als Waldbrände an der Westküste zahlreiche ländliche Gebiete zerstörten, half Starlink sowohl Einheimischen als auch Rettungskräften. Eine der Städte war Malden in Washington, wo Starlink Rettungskräfte unterstützte, die beim Wiederaufbau der verbrannten Stadt halfen.

Die Auswirkungen waren nicht auf die USA beschränkt. Starlink hat sich mit der brasilianischen Regierung zusammengetan, um Satelliten im Amazonas-Regenwald zu betreiben, um über 19.000 nicht angeschlossene Schulen in ländlichen Gebieten zu verbinden und den Wald zu überwachen. Das Satelliteninternet von SpaceX wurde im Februar dieses Jahres auch in Tonga eingeführt, als die Teams während des Ausbruchs und der Tsunami-Katastrophe von Hunga Tonga-Hunga Nothilfe leisteten.

Die Fähigkeit von Starlink, Internet bereitzustellen, ist nicht auf den Boden beschränkt. Im Jahr 209 zeigte das US Air Force Research Laboratory, dass Starlink an Bord des Beechcraft C-12 Huron-Fluges eine Datenrate von über 610 Mbit/s erreichen konnte. Sie testeten das Terminal auch erfolgreich an einem Lockheed AC-130-Flugzeug. Im Jahr 2020 nutzte die Luftwaffe Starlink während einer Live-Feuerübung zur Unterstützung ihrer fortschrittlichen Gefechtsfeldmanagementsysteme, indem sie es mit einer Vielzahl von Luft- und Landgeräten verband, darunter dem Boeing KC-135 Stratotanker.

Starlink wurde nach dem Einmarsch der Russen zu einem entscheidenden Aktivposten in der Ukraine und demonstrierte, wie Satelliteninternet in einem modernen Konflikt genutzt werden kann. SpaceX war schon lange vor dem Krieg in Gesprächen darüber, Starlink in die Ukraine zu bringen, um die Konnektivität in den riesigen ländlichen Regionen zu verbessern. Der Krieg beschleunigte den Prozess jedoch erheblich, als der Vizepremierminister und Minister für digitale Transformation der Ukraine, Mykhailo Fedorov, eine Anfrage dazu twitterte Starlink-Terminals und der im Land zu aktivierende Dienst. Innerhalb von etwa 10 Stunden bestätigte Elon, dass der Dienst in der Ukraine aktiv war und die ersten Terminals bereits nach zwei Tagen eintrafen.

Wir haben den Ingenieur Oleg Kutkov im Supercluster-Podcast eingeladen, um von seinen Erfahrungen beim Testen von Starlink vor Ort in Kiew, Ukraine, zu berichten, als die Russen angriffen.

SpaceX hat seine Dienste weiter verbessert, um sie besser an den Krieg anzupassen. Durch ein Firmware-Update konnten Terminals über den Zigarettenanzünder eines Autos mit Strom versorgt werden. Das Unternehmen entwickelte auch eine Lösung für russische Versuche, die Starlink-Signale zu stören. Dave Tremper, Direktor für elektronische Kriegsführung im Pentagon, lobte die Geschwindigkeit, mit der SpaceX diese Störung durch ein Software-Update umging. „Wie sie das gemacht haben, hat mir das Wasser im Mund zusammenlaufen lassen“, sagte er auf einer Konferenz über Verteidigungstechnologie und beklagte, dass US-Militärausrüstung nicht so flexibel sei. „Wir müssen in der Lage sein, diese Agilität zu haben.“

Diese schnelle und flächendeckende Einführung von Starlink war ein ungeplantes Experiment zur Bereitstellung von Konnektivität für Menschen, die unter den Entbehrungen eines Krieges oder einer autoritären Regierung leiden. Laut Fedorov zerstörten die Kämpfe in der Region Tschernihiw nordöstlich von Kiew 10 Kilometer Kabel, ein lokaler ISP konnte jedoch alle Menschen in der Gegend mit einem einzigen Starlink-Terminal online bringen.

Bis April schickte SpaceX über 50.000 Terminals in die Ukraine, um die von Russland zerstörten Internetdienste zu ersetzen. Starlink spielte eine Schlüsselrolle in den neuen Artilleriefeuer-Koordinierungssystemen der Ukraine, die der Ukraine in den ersten Kriegsmonaten eine überraschende Überlegenheit verschafften. Was einen solch zuverlässigen Hochgeschwindigkeitsdienst mit geringer Latenz in abgelegenen und vom Krieg heimgesuchten Gebieten ermöglichte, ist die schiere Anzahl der Starlink-Satelliten im Orbit und die Fähigkeit von SpaceX, sie so schnell wie möglich in den Orbit zu bringen.

Zum Zeitpunkt der Veröffentlichung dieses Artikels hat SpaceX über 3162 Starlink-Satelliten in die Umlaufbahn gebracht. Davon sind nur 2822 betriebsbereit oder steigen langsam in die gewünschte Umlaufbahn. Der Start so vieler Starlink-Satelliten in so kurzer Zeit ist aufgrund der hohen Startfrequenz von SpaceX und der kurzen Umlaufzeit seiner Arbeitsrakete Falcon 9 möglich.

Im Durchschnitt startet SpaceX alle 6,4 Tage eine Falcon 9, die meisten davon sind Starlink-Missionen. Allein im ersten Quartal dieses Jahres hat SpaceX fast 1,16 Tonnen Fracht in die Umlaufbahn gebracht, die meisten davon waren Starlink-Satelliten.

Das Unternehmen strebt den Aufbau der Starlink-Konstellation in zwei Phasen an. In Phase 1 werden die Satelliten in vier verschiedenen Höhen – zwischen 540 und 570 Kilometern – mit unterschiedlichen Neigungen platziert, um eine weltweite Abdeckung zu gewährleisten. Ziel ist es, dies bis März 2027 zu erreichen. In der nächsten Phase werden Starlink-Satelliten in niedrigere Höhen gestartet Umlaufbahn von etwa 330 bis 340 Kilometern, voraussichtliche Fertigstellung ist November 2027.

Im Mai hatte SpaceX über 400.000 Starlink-Abonnenten auf der ganzen Welt, wie aus einer Unternehmenspräsentation hervorgeht, die das Unternehmen der FCC vorgelegt hat. Dies stellt einen satten Anstieg von 100 Prozent gegenüber März und einen Anstieg von 245 Prozent seit Beginn dieses Jahres dar. Hierzu zählen sowohl Privatkunden als auch Unternehmen. Die monatlichen Kosten für die Starlink-Verbindung betragen 110 US-Dollar pro Monat, ein Anstieg von 99 US-Dollar aufgrund der Inflation, allerdings müssen Neukunden auch eine Vorabgebühr von 599 US-Dollar für die Hardware zahlen.

Neben dem Standardangebot bietet Starlink seit Kurzem auch die Premium-Option an, die monatlich 500 US-Dollar kostet, zuzüglich 2.500 US-Dollar für die Hardware. Das Unternehmen berechnet einen Aufpreis von 25 US-Dollar pro Monat für Benutzer, die ihre Satellitenantenne verlegen, sowie eine Option für Wohnmobile. Dies ist ideal für Kunden, die an Orte reisen, an denen die Konnektivität unzuverlässig oder überhaupt nicht verfügbar war, die Verbindung jedoch nicht für die Verwendung während der Fahrt konzipiert ist. Der Cheffotograf von Supercluster, Erik Kuna, hat gerade einen Starlink für sein Wohnmobil erhalten, das er für die Berichterstattung über den Orbitalstart von Starship aus Texas nutzen wird.

Starlink möchte auch in den WLAN-Markt an Bord einsteigen und hat Verträge mit Hawaiian Airlines und dem Privatjet-Betreiber JSX unterzeichnet, um deren Flugzeuge mit Starlink-Antennen auszustatten. Vorbehaltlich der Genehmigung durch die FCC geht SpaceX davon aus, in etwa einem Jahr mit der Bereitstellung von Diensten für Verkehrsflugzeuge beginnen zu können.

Angesichts dieser fantastischen Ergebnisse und der schnellen Entwicklung der Internetkonstellation stellte die FCC im Jahr 2020 im Rahmen des Rural Digital Opportunity Fund SpaceX über einen Zeitraum von 10 Jahren Subventionen in Höhe von über 886 Millionen US-Dollar zur Verfügung, um hochwertige Breitbanddienste für die am schwersten erreichbaren amerikanischen Landbewohner bereitzustellen . Am 10. August hob die FCC jedoch die besagten Subventionen auf und verwies auf die hohen Kosten der Terminals und den Geschwindigkeitsrückgang im letzten Jahr. Während Ookla-Geschwindigkeitstests einen Anstieg der Download-Geschwindigkeit um 38 Prozent zeigten, sanken die mittleren Upload-Geschwindigkeiten von 16,29 Mbit/s auf 9,33 Mbit/s. Die FCC sagte, sie sei nicht zuversichtlich, eine sich noch in der Entwicklung befindliche Technologie zu finanzieren, selbst nachdem das Unternehmen in widrigen Situationen seinen Wert unter Beweis gestellt habe.

Was kommt also als nächstes für Starlink? Das Unternehmen füllt derzeit die zweite Hülle des Sternbildes aus, das sich in einer Höhe von 540 Kilometern und einer Neigung von 53,2 Grad befindet. Derzeit sind alle Starlink-Satelliten im Orbit entweder Starlink 1.0 oder 1.5, aber das Unternehmen möchte seine Satelliten der nächsten Generation so schnell wie möglich in den Orbit bringen. Diese als Starlink 2.0 bezeichneten Satelliten sind leistungsfähiger und deutlich schwerer: Sie wiegen rund 1,25 Tonnen im Vergleich zu 300 Kilogramm beim Satelliten der vorherigen Generation. Aufgrund der erheblichen Massenzunahme sind diese Satelliten schwer für den Start von Falcon 9 in großen Mengen. Falcon 9 und Falcon Heavy verfügen weder über das Volumen noch über die Masse-zu-Orbit-Fähigkeit, die für Starlink 2.0-Satelliten erforderlich sind, und daher setzt das Unternehmen darauf, dass Starship so schnell wie möglich betriebsbereit sein wird.

Wenn diese superschwere Trägerrakete in die Umlaufbahn gelangt, wird sie die Satelliten nicht über eine einziehbare Tür ausfahren, wie wir sie in zahlreichen Starship-Präsentationen gesehen haben. Ingenieure haben eine clevere Lösung gefunden, bei der ein schmaler Schlitz verwendet wird, damit jeweils ein Satellit die Trägerrakete verlassen kann, ähnlich einem gigantischen, glänzenden Pez-Spender.

„Vielleicht sollten wir ein echtes Starship-Modell entwickeln, das Pez für unseren Merchandise-Shop ausgibt“, twitterte Elon, als er ein zweiminütiges Deck aus dem All-Hands-Update eines Unternehmens teilte.

Derzeit wird Starship in der SpaceX-Anlage in Boca Chica, Texas, entwickelt und bereitet sich auf seinen ersten Orbitalflug in den nächsten Monaten vor, vorbehaltlich der Genehmigung durch die FAA. Die Nutzlast für den Jungfernflug könnte die erste Charge der Starlink 2.0-Satelliten sein, die bereits an Starbase geliefert wurden.

Angesichts der drohenden Ungewissheit über die Testkampagne seines Superheavy-Boosters – die mehrere statische Zündungen aller 33 Raptor-v2-Triebwerke umfasst – ganz zu schweigen von seinem ersten erfolgreichen Orbitalstart, hat SpaceX seine Pläne zur Stationierung von Satelliten der Version 2 geändert, was nun den Start verkleinerter Version 2 beinhaltet Satelliten auf ihrer Trägerrakete Falcon 9, um den Einsatz der Konstellation zu beschleunigen. Diese modifizierte Version ist technisch identisch mit den v2-Satelliten, die physischen Strukturen sind jedoch auf die physischen Abmessungen des Falcon 9 zugeschnitten.

Der Einsatz von Starship hat das Potenzial, die Kosten für die Stationierung von Satelliten im Orbit drastisch zu senken und den Dienst für Verbraucher möglicherweise billiger zu machen. SpaceX betont jedoch weiterhin die Notwendigkeit beider Trägerraketen, um die Konstellation zu vervollständigen.

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