Internet ze stratosfery: nowy rywal Starlinka chce podłączyć całą Ziemię

Miliony ludzi wciąż żyją poza zasięgiem sieci, choć nad głowami krążą tysiące satelitów. Na horyzoncie pojawia się zupełnie inne podejście.

Coraz więcej firm z branży telekomunikacyjnej stawia nie na kolejne satelity, ale na statki, drony i balony unoszące się wysoko w stratosferze. Ten nowy typ infrastruktury ma wreszcie przynieść szybki internet w miejsca, gdzie nie opłaca się kłaść światłowodów ani stawiać masztów.

Dlaczego mimo Starlinka wciąż tyle osób nie ma internetu

Według danych agendy ONZ zajmującej się komunikacją cyfrową, niemal jedna czwarta ludzkości nadal nie korzysta z sieci albo ma dostęp tak słaby, że praktycznie bezużyteczny. To około 2,2 miliarda ludzi, głównie mieszkańcy wsi, regionów górskich, wysp czy pustyń.

Na papierze wygląda to dziwnie: mamy tysiące satelitów, dynamiczny rozwój Starlinka i innych konstelacji, a mimo tego mapy zasięgu nadal pełne są „białych plam”. Powody są bardzo przyziemne.

Przeczytaj również: Francuscy emeryci rezygnują z Portugalii. Zakochali się w jednym nadmorskim miasteczku

• Przeciążenie – z orbity jedna satelita musi obsłużyć ogromny obszar. Gdy użytkowników jest zbyt wielu, przepustowość spada, prędkości lecą w dół.
• Wysokie koszty – budowa i utrzymanie całej floty satelitów na niskiej orbicie to gigantyczne inwestycje. Odbija się to na cenach dla końcowych użytkowników.
• Drogi sprzęt – terminale satelitarne, anteny, abonamenty. Dla wielu mieszkańców krajów rozwijających się to po prostu za drogie.

Stratosferyczne platformy internetowe próbują wypełnić lukę: zapewnić zasięg tam, gdzie satelity i ziemska infrastruktura przestają być opłacalne lub wydajne.

Do tego dochodzą kwestie techniczne. Im dalej sygnał musi podróżować, tym większe opóźnienia i większe ryzyko zakłóceń. Satelita na orbicie znajduje się około 500 kilometrów nad powierzchnią. Stratosferyczna platforma – zaledwie 18–25 kilometrów nad ziemią.

Internet z wysokości 20 kilometrów: jak to ma działać

Nowe rozwiązania opierają się na platformach określanych skrótem HAPS (High Altitude Platform Station). To różnego rodzaju statki powietrzne, które unoszą się na granicy troposfery i stratosfery:

Przeczytaj również: Tajemniczy sygnał z kosmosu trwał siedem godzin. Naukowcy są zaskoczeni

• sterowce na hel,
• bezzałogowe drony o ogromnej rozpiętości skrzydeł,
• balony i inne lekkie konstrukcje utrzymujące się w powietrzu miesiącami.

Te „anteny na niebie” znajdują się ponad ruchem lotniczym, burzami i większością chmur, ale wciąż dużo bliżej Ziemi niż satelity. Zasilają je panele słoneczne oraz baterie, dzięki czemu nie potrzebują paliwa w klasycznym rozumieniu.

Ich zadanie jest proste: nad konkretnym obszarem mają pełnić rolę nadajnika i odbiornika, podobnie jak wieża komórkowa, tylko z dużo większym zasięgiem. Jedna taka platforma może pokryć sygnałem setki tysięcy kilometrów kwadratowych, a przy tym zapewnić:

Przeczytaj również: Gatunki kluczowe: niewidzialni „inżynierowie” przyrody, od wilków po kelp

• szybkie łącze,
• niskie opóźnienia, odczuwalne dla użytkownika podobnie jak przy LTE czy 5G,
• niższe koszty działania niż satelity.

Umieszczenie nadajników w stratosferze skraca drogę sygnału i obniża cenę dostępu, co jest szczególnie ważne dla najbiedniejszych regionów globu.

Kluczowy cel: zmniejszyć cyfrową przepaść

Internet od dawna przestał być luksusem. Bez dostępu do sieci trudniej o edukację zdalną, pracę, telemedycynę czy zwykłe załatwianie spraw urzędowych. Brak łączności zaczyna być jednym z czynników wykluczenia społecznego.

Stratosferyczne platformy mają szansę stać się „brakującym ogniwem” między światłowodem a satelitą. Z jednej strony mogą wspierać tradycyjne sieci komórkowe i stacjonarne, z drugiej – odciążyć konstelacje satelitarne tam, gdzie zaczynają się dusić od liczby użytkowników.

W praktyce może to wyglądać tak: duże miasta obsługują światłowody i gęsta sieć masztów, mniej zaludnione obszary przejmują HAPS, a skrajnie odseparowane miejsca, jak statki na oceanie czy stacje badawcze na biegunach, korzystają z satelitów. Całość tworzy jedną, spiętą sieć.

Najciekawsze projekty: statki słoneczne i drony na wodór

Sceye: wielki sterowiec na energię słoneczną

Amerykańska firma Sceye rozwija ogromny sterowiec wypełniony helem, o długości około 65 metrów. Konstrukcja pokryta panelami fotowoltaicznymi ma utrzymywać się stabilnie nad wybranym terenem przez wiele tygodni, a w przyszłości nawet miesięcy.

Celem jest świadczenie usług internetu stratosferycznego w sposób ciągły, bez konieczności częstego sprowadzania statku na ziemię. Stabilne utrzymanie pozycji, odporność na silne wiatry oraz logistyka startów i lądowań to problemy, które w przeszłości pogrążały podobne pomysły. Sceye przekonuje, że poradziło sobie z tym pakietem wyzwań dzięki nowym materiałom i oprogramowaniu sterującemu lotem.

Aalto HAPS i dron Zephyr od Airbus

Kolejnym graczem jest spółka Aalto HAPS, powiązana z Airbusem. Jej flagowy projekt to ultralekki dron solarny Zephyr o rozpiętości skrzydeł około 25 metrów. Maszyna ma potrafić wisieć nad jednym obszarem nawet przez 67 dni bez przerwy.

Zephyr wygląda jak połączenie szybowca z panelami solarnymi. W dzień ładuje akumulatory, w nocy przechodzi w tryb oszczędzania energii i wykorzystuje ją głównie do utrzymania wysokości oraz pracy systemów komunikacyjnych.

World Mobile: drony na wodór i tańszy internet niż Starlink

Brytyjska firma World Mobile proponuje inne podejście. Stawia na drony napędzane wodorem, które mają zapewniać przepustowość na poziomie 200 megabitów na sekundę. To prędkość wystarczająca dla bardzo wielu gospodarstw domowych, łącznie z serwisami wideo w wysokiej rozdzielczości.

Ciekawy jest przykład przeliczony na mieszkańców Szkocji. Według wewnętrznych szacunków przedsiębiorstwa zaledwie dziewięć takich platform wystarczyłoby, aby objąć szybkim internetem 5,5 miliona osób. Koszt? Około 80 groszy miesięcznie na osobę, przy porównaniu z abonamentem Starlinka, który potrafi sięgać kilkudziesięciu funtów.

Jeżeli kalkulacje się potwierdzą, internet stratosferyczny może okazać się nie tylko technicznie skuteczny, lecz także zdecydowanie tańszy od rozwiązań satelitarnych.

Stratosfera, satelity i maszty: kto z kim ma współpracować

Projektanci nowych platform podkreślają, że nie chcą „zastępować” istniejących sieci, ale je uzupełniać. Internet w praktyce to plątanina różnych technologii, a użytkownika tak naprawdę interesuje jedno – czy ma zasięg i jak szybko działa połączenie.

Dlatego coraz częściej mówi się o modelu, w którym:

Takie połączenie ma zbliżyć branżę do celu, o którym mówi się od lat: możliwie powszechnej łączności, niezależnie od miejsca zamieszkania. Barierą nie jest już wyłącznie technologia, ale też prawo.

Prawo, pasmo radiowe i zarządzanie ruchem w sieci

Każde urządzenie przesyłające dane bezprzewodowo korzysta z określonego fragmentu widma częstotliwości radiowych. Ten „tort” trzeba jakoś podzielić między naziemne stacje bazowe, satelity, lotnictwo oraz inne systemy, w tym nowe platformy stratosferyczne.

Dla HAPS oznacza to konieczność wypracowania jasnych zasad współdzielenia pasma, aby nie zakłócały one działania istniejących sieci. Zajmują się tym krajowe urzędy regulacyjne i międzynarodowe organizacje odpowiedzialne za standardy telekomunikacyjne.

Drugi ważny temat to zarządzanie ruchem. Platformy w stratosferze muszą umieć „dogadać się” z sieciami satelitarnymi i naziemnymi. Dane powinny być przekierowywane tam, gdzie w danej chwili jest najwięcej wolnych zasobów. Bez inteligentnego sterowania cały pomysł straci część sensu, bo pojawią się podobne wąskie gardła jak w obecnych systemach.

Co oznaczają terminy: latencja, przepustowość, szerokość pasma

W opisach nowych technologii łatwo zgubić się w żargonie. Trzy pojęcia pojawiają się najczęściej i warto je mieć w głowie:

• Latencja – czas, jaki mija od wysłania danych do ich dotarcia do celu. Użytkownik odczuwa ją jako „responsywność” sieci. Niska latencja jest kluczowa dla wideokonferencji, gier online czy zdalnego sterowania maszynami.
• Przepustowość – ilość danych, którą można przesłać w określonym czasie. To ona w praktyce decyduje, czy film na platformie streamingowej będzie się buforował, czy nie.
• Szerokość pasma – zakres częstotliwości przeznaczony do transmisji. Można to porównać do szerokości autostrady: im szersza, tym więcej „samochodów”, czyli danych, przejedzie jednocześnie.

Internet stratosferyczny celuje w kombinację niskiej latencji i przyzwoitej przepustowości, przy znacznie niższych kosztach niż satelity. Dlatego przyciąga uwagę nie tylko gigantów branży, ale i mniejszych firm, które widzą w nim szansę na wejście na rynek usług telekomunikacyjnych.

Dla zwykłego użytkownika najciekawsze mogą być realne zastosowania takiej infrastruktury. Platformy HAPS mogą w krótkim czasie zapewnić zasięg po klęskach żywiołowych, gdy zniszczone zostały maszty i kable. Mogą też wspierać rolnictwo precyzyjne, sieci sensorów monitorujących lasy czy wybrzeża albo po prostu umożliwić dzieciom z odległych wiosek normalną naukę online. Jeśli regulatorzy i firmy poradzą sobie z kosztami i kwestiami prawnymi, stratosfera może stać się kolejnym „piętrem” internetu – mniej spektakularnym niż rakiety, ale dużo bliższym codziennemu życiu.