Snart bliver internettet for hele verden

I løbet af de næste 10 år vil rumfarten helt ændre det internet, vi kender i dag. Det vil blive globalt, og ikke noget, som mere eller mindre er forbeholdt de industrialiserede lande.

Selv i dag er det kun halvdelen af verdens befolkning, der har adgang til nettet, og mange steder er forbindelsen for langsom til, at man for alvor kan udnytte nettets muligheder.

Som situationen er i dag, bor 75 procent af brugerne af internettet i kun 20 lande, og det er naturligvis de rigeste lande med den bedste infrastruktur.

Der er altså et enormt marked, og den udfordring bliver nu taget op af rumindustrien.

Tusinder af satellitter skal skabe nyt internet

Et af de firmaer, der vil ind på markedet, har det meget sigende navn O3b, der står for 'Other 3 billion', en hentydning til de mere end 3 milliarder, der endnu ikke har adgang til nettet.

Der er nu nogenlunde faste planer for ikke mindre end 8 systemer af satellitter, der skal dække hele verden med et superhurtigt internet med over 1 Gb/s.

Der er tale om enorme systemer på flere tusinde satellitter, som skal virke sammen, noget der aldrig tidligere er prøvet.

De firmaer, der står for planerne, er nogle af de største i verden, som SpaceX, Samsung og Boeing, og hertil kommer flere nye firmaer, der er ved at gøre sig parate til at træde ind på dette helt nye marked.

Markedet er blevet åbnet, fordi det nu er blevet muligt at bygge forholdsvis små og billige satellitter, der kan løse opgaven.

Dertil kommer et fald i prisen for opsendelse – især fordi det nu er ved at blive muligt at genbruge i hvert fald noget af raketten.

Endelig må nævnes de computersystemer, som skal holde styr på det hele – og det er en opgave, der er en udfordring for selv moderne computerteknik.

De største systemer er:

• Starlink, der bygges af firmaet SpaceX. Starlink består af ikke mindre end 4.425 satellitter, som skal kredse i højder mellem 1.100 og 1.300 km. Man regner med, at systemet vil være klar i 2024.
• Samsung, som vil opsende 4.600 satellitter i 1.500 km høje baner. Det skal være klar 2028.
• Boeing: Deres system består af 2.956 satellitter i baner 1.200 km oppe. Det vides ikke, hvornår det er klart.
• OneWeb: 'Kun' 900 satellitter, men til gengæld vil de første blive opsendt allerede i 2019, også til baner 1.200 km over Jorden. Satellitterne er med en vægt på bare 150 kg forholdsvis små.

Derfor så mange satellitter

Fælles for alle disse virksomheder er løsninger, der er baseret på systemer med op til flere tusinde satellitter, som skal kredse i ret lave baner, typisk 1.000-1.300 km over Jorden.

Det er den eneste mulige løsning, fordi det er vigtigt, at det ikke må tage for lang tid for et signal at komme fra satellitten og ned til Jorden.

Man taler om en såkaldt latenstid, der er den tid, det tager, fra man trykker på en tast på sin computer, og til vi kan se, at der sker noget på skærmen.

Den tid skal være så lille som muligt, både hvis man vil bruge nettet til et spil som Counterstrike eller vil handle værdipapirer på en børs.

Kort latenstid forudsætter lavere satellitter

Kravet om kort latenstid udelukker stort set satellitter i den geostationære bane 36.000 km over ækvator.

På grund af radiobølgers hastighed vil det ofte tage op mod 0,25 sekunder eller 250 millisekunder (ms) bare at få et signal op til satellitten. Det skal jo også tilbage igen, og det hele kompliceres af, at det normale vil være, at signalet går gennem en jordstation, før det når ud til computeren.

Den eneste måde at bringe latenstiden ned, er ved at anbringe satellitterne i lave baner, hvori de helst skal passere direkte hen over jordstationen.

Men så kommer problemet:

Med de lave baner kan signalet let nå op til satellitten på under 5 ms, men til gengæld er kun en lille del af Jordens overflade synlig fra satellitten.

Det betyder, at man skal have et meget stort antal satellitter, for at der hele tiden er mindst en satellit, der passerer hen over et bestemt sted på Jorden, og det helst på en måde, så satellitten står højt over horisonten.

Det fører til, at nogle af de planlagte systemer opererer med over 4.000 satellitter, der ved hjælp af store supercomputere - set fra forbrugerens synspunkt – kommer til at fungere som en satellit, der 24/7 dækker hele verden.

Supernet – eller mareridt?

Det er klart, at internet-satellitterne markedsføres som et fantastisk skridt fremad, der for alvor vil forene og forbinde verden.

Det vil da også være en konsekvens, og satellitterne kan være den genvej, der gør det muligt for de fattigere lande hurtigt at blive en del af den moderne verden. Der er nok ingen tvivl om, at dygtige folk fra disse lande hurtigt vil finde nye måder at anvende nettet på.

Men der er en bagside, nærmere kendt som Kessler-syndromet.

De planlagte systemer vil mangedoble antallet af satellitter i de i forvejen ret fyldte lave baner over Jorden – og det kan ikke undgå at øge risikoen for sammenstød mellem satellitter.

Det har vi oplevet før, men heldigvis kun i begrænset omfang.

Sammenstød med 30.000 km i timen

Problemet er jo, at satellitterne ikke falder ned, når de støder sammen, ofte med hastigheder på over 30.000 km i timen. Vragdelene bliver ude i rummet, og de forøger risikoen for nye sammenstød.

Til sidst vil antallet af sammenstød bare stige og stige, også selv om vi ophører med at opsende nye satellitter.

Det er denne kaskadevirkning, der går under navnet Kessler-syndromet, og som i værste tilfælde kan skabe så mange små vragdele, at bestemte baner omkring Jorden bliver uanvendelige.

Et klassisk eksempel er sammenstødet mellem en russiske Kosmos satellit og en amerikansk Iridium satellit 10 februar 2009. Sammenstødet fandt sted 800 km over Sibirien, altså tæt på de baner, hvor man planlægger at placere internet-satellitterne.

Der er til dato sporet over 2.000 vragdele større end 10 cm og mange tusinde mindre vragdele – og de vil blive i rummet mange år endnu.

Forpligtet til oprydning

Der tales allerede nu om, at de, som opsender internet-satellitter, skal forpligte sig til at rydde dem af vejen, når de ikke længere bruges.

I dag er der en international aftale om, at det skal ske senest 25 år efter endt brug, men den tidsfrist skal måske nedsættes til nogle få år.

Men som rumaffaldseksperten Brian Weeden siger:

»For en satellit 1.100 km over Jorden kan man ikke bare tage sit betalingskort frem og hyre en mand, der med et rumskib kan fragte den døde satellit tilbage til Jorden.«

Det er nemlig stadig et uløst problem, hvordan man billigt og effektivt kan bringe døde satellitter ind i den tætte atmosfære, hvor de kan brænde op.

Almindelige bremseraketter vil nemlig bruge så meget brændstof, at det vil gøre satellitterne alt for store og dyre – de skal jo masseproduceres i tusindvis til en så lav pris som muligt.

Vi spiller hasard med den frie adgang

Naturligvis er det helt afgørende at kunne undgå sammenstød.

Allerede i dag må både rumstationen ISS og også ubemandede satellitter regelmæssigt foretage undvigemanøvrer for at undgå sammenstød med de titusinder af store og små vragdele, som allerede nu flyver rundt om Jorden.

Men det er ikke gratis, for så skal satellitterne udstyres med små raketmotorer, og det gør dem både større og dyrere at bygge – og det betyder en hel del, når man taler om at opsende mange tusinde satellitter.

Det bliver interessant at se, hvordan de store firmaer vil løse dette problem helt konkret. På en måde spiller vi lidt hasard med vor frie adgang til rummet.

Øv - det er regnvejr

Der er også andre problemer. Satellitterne skal jo kunne overføre meget store datamængder til Jorden på kort tid, og det betyder, at man bliver nødt til at anvende meget korte bølgelængder fra godt 2,5 cm og helt ned til bare 4 mm.

Til sammenligning kan nævnes, at FM-båndet har bølgelængder omkring 3 meter.

De korte bølger er meget velegnede til hurtig dataoverførsel, og de har desuden den fordel, at de ikke er meget anvendte. Det nedsætter problemet med interferens mellem satellitterne og andre sendere.

Til gengæld er der et andet problem, nemlig at signalet svækkes af regnvejr og snevejr, ligesom træer også kan genere modtagelsen, især når de har blade om sommeren.

Derfor er det en fordel at få signalet fra en satellit højt på himlen, så det generes mindst muligt både af vejret og landskabet.

Problemet kan naturligvis afhjælpes med nogle store modtageantenner her på Jorden, men det ødelægger næsten hele ideen med at bringe internettet ud til hele folket, altså også dem, som bor i fattige områder, måske langt fra byernes infrastruktur.

Der er også det problem, at satellitter i lav bane farer hen over himlen på få minutter. Det gør det i hvert fald vanskeligt at rette en parabolantenne mod satellitten.

Nu vil der jo altid være et stort antal internet-satellitter på himlen, så det bliver nødvendigt med en teknik, hvor antennen fuldautomatisk skifter fra den ene satellit til den anden – uden nogen form for afbrydelse.

OneWeb regner med at udvikle nogle små modtagestationer, der er meget billige og kan anbringes på et hustag. I den fattige del af verden kan stationerne anbringes på skoler og offentlige bygninger.

Herfra kan internet-signalet sendes videre til de lokale beboere, som dermed ikke skal investere i egne antenner.

Satellitterne skal være store

En anden udvej er at øge satellitternes sendestyrke, men det kræver ret store satellitter.

Det gælder om at finde et kompromis, da store satellitter både er dyre at bygge og opsende. Det er de nu planlagte satellitter fra omkring 150 kg til over 700 kg i hvert fald.

De er små i forhold til de tonstunge satellitter oppe i den geostationære bane 36.000 km over ækvator, men alligevel så store, at det vil kræve forholdsvis store raketter at opsende dem. Af økonomiske grunde er det nødvendigt at opsende mange satellitter med en raket.

Planerne om de mange satellitter er rykket et stort skridt nærmere, fordi det nu er blevet muligt at genbruge første trin af raketten, hvilket jo nedsætter omkostningerne for en opsendelse. Det er en teknik, som SpaceX er langt fremme med i deres Falcon-raketter, og vi kan være helt sikre på, at den teknik vil sprede sig i de kommende år.

Et socialt eksperiment?

Men der kan blive endnu mere overfyldt i rummet omkring Jorden. Kina har nemlig fortalt, at de vil opsende ikke mindre end 700 små satellitter. Det er nu ikke til internettet, men til en 24/7 overvågning af Jorden.

Det har jo især militær betydning, hvis man time for time kan følge et skib til søs, troppebevægelser eller endda fly i luften, selv om det naturligvis også vil være en meget stor fordel at kunne følge skovbrande, oversvømmelser eller forureningskatastrofer døgnet rundt.

Derefter vil der næppe gå mange år før Indien, Japan og andre rummagter følger efter.

Det er desuden ret sikkert, at i hvert fald nogle af de større internet-satellitter i al diskretion også vil kunne overvåge enhver plet på Jorden døgnet rundt. Var der nogen, der sagde Fagre ny verden?

Et nyt teknologisk gennembrud

Det eneste, der er helt sikkert er, at når det 21. århundredes historie en gang skal skrives, så vil man nok pege på netop den globale adgang til internettet som en afgørende faktor for, hvordan verden har udviklet sig.

De her omtalte projekter har jo langt videre perspektiver end de rent tekniske. Der er i virkeligheden tale om et globalt, socialt eksperiment. Hvorledes vil samfund, som hidtil har haft en svag infrastruktur, reagere når hele befolkningen får adgang til internettet på en måde, som i praksis er umulig at styre for en regering? Det er jo ikke alle lande, som ønsker en fri adgang til informationer.

Det kan gå godt og bringe verden et stort skridt fremad, men det vil næppe ske uden et betydeligt antal politiske og sociale problemer undervejs.

Vi har et fortilfælde, nemlig den nuværende globalisering. Den ville næppe have været mulig uden kommunikationssatellitter og den lettelse af transport, som GPS har givet.

Nok er historien ikke alene bestemt af teknologien, men den får en større og større betydning – og i virkeligheden er det næsten umuligt at forudse de sociale virkninger af et nyt, teknologisk gennembrud.