Спутники Starlink: частотный диапазон и технологии для быстрого интернета
Ранее спутниковый интернет считался не очень надежной технологией, так как он работал медленнее и стоил дороже, чем подключение через оптоволоконный кабель. Но это мнение кардинально изменилось после запуска спутников Starlink под руководством Илона Маска.
В 2025 году «Старлинк» — это крупнейший в мире провайдер спутникового интернета, который доступен даже в самых удаленных уголках Земли. Рассмотрим особенности спутников Starlink, частоты и технологии используемые для работы спутникового интернета.
Общие сведения о спутниках Starlink
Проект Starlink был анонсирован в январе 2015 года. Владелец американской компании SpaceX Илон Маск представил план план создания спутникового интернета, который обеспечит стабильный высокоскоростной доступ в интернет в отдаленных районах.
Официально разработка проекта началась в 2016 году, когда компания SpaceX подала заявку в Федеральную комиссию по связи США на получение лицензии, которая позволит отправить на орбиту группировку спутников в общем количестве 4425 единиц.
На момент запуска проекта общая сумма инвестиций для реализации проекта Starlink оценивается примерно в 10 млрд долларов. Все доходы от проекта будут вложены в финансирование строительства города на Марсе.
Сеть «Старлинка» состоит из нескольких тысяч небольших спутников, которые вращаются вокруг планеты на низкой околоземной орбите.
Технические особенности спутников Starlink:
- габариты (Д×Ш×В) — 3×1,5×0,2 м;
- вес — около 260 кг;
- стандартное оснащение — солнечная батарея, электростатические двигатели для маневрирования в космосе, антенны для приема и передачи сигналов;
- дополнительное оснащение — лазерные системы связи для передачи информации от спутника к спутнику, минуя наземные станции.
С 2022 года наземные терминалы Starlink используются не только для мирного обеспечения населения доступом к интернету, но и для ведения боевых действий между ВСУ и ВС РФ в зоне СВО.
Частоты, на которых работают спутники Starlink
Сервис Starlink доступен в 123 странах и регионах мира (по состоянию на 2025 год). Его спутники работают на 3 частотах:
- Ка-frequencies с сантиметровыми длинами волн — от 26,5 до 40 ГГц.
- Ку-frequencies с сантиметровыми длинами волн — от 12 до 18 ГГц.
- E-frequencies с миллиметровыми длинами волн — 71–76 ГГц и 81–86 ГГц.
Для обеспечения высокой пропускной способности и стабильной производительности работы интернет-сервиса Starlink используются Ka- и Ku-частоты. При использовании этих частот учитываются технические требования к спутниковой связи и отличия в законодательстве тех стран, в которых спутниковый интернет доступен официально.
Расширение рабочего диапазона при помощи Е-частоты дало возможность спутникам увеличить пропускную способность (примерно в четыре раза больше, чем у спутников первого поколения).
Рассмотрим каждый частотный диапазон более подробно.
Ka-диапазон
Ka-диапазон работает в диапазоне частот от 26,5 до 40 ГГц. Такой диапазон позволяет обеспечивать стабильную связь между спутниковыми системами и наземными станциями.
Более высокие частоты Ka-диапазона дают возможность передавать больший объем данных и увеличить скорость передачи информации. Ка-диапазон сильно превосходит по характеристикам традиционные спутниковые системы. Его высокая пропускная способность позволяет управлять обширной и протяженной сетью.
Средняя частота Ka-диапазона (30–32 ГГц) успешно используется в городах с высокой плотностью населения для воспроизведения потокового видео в формате UHD и поддержки работы облачных вычислительных платформ с высокой пропускной способностью.
Плохие погодные условия, в частности, длительные грозы, сильный дождь или высокая плотность облаков, могут ослаблять сигнал. Однако гроза не сможет сильно снизить скорость сигнала, так как наземные станции «Старлинка» способны регулировать мощность и частоту сигналов в динамическом режиме. А именно это обеспечит почти бесперебойную работу интернета в течение всего дня, даже если на улице плохая погода.
Ku-диапазон
Ku-диапазон — это диапазон частот, который работает в пределах 12–18 ГГц. Этот диапазон необходим для создания безопасной связи между орбитальными спутниками Starlink и терминалами пользователей на Земле.
Ку-диапазон наиболее оптимален для тех потребителей, которые не могут воспользоваться высокоскоростным подключением к интернету. Например, широкополосная технология может быть недоступна в сельской местности или в сильно отдаленных населенных пунктах, так как в этих местах подвод интернета к домам при помощи оптоволоконных кабелей обходится слишком дорого.
В этом случае терминалы Starlink — это лучшее решение. Они подключаются через частоту 12–14 ГГц. Скорость загрузки для пользователей может достигать более 100 Мбит/с. Этой скорости вполне достаточно для комфортного просмотра потокового видео в HD-качестве и участия в видеозвонках без задержек.
Ku-диапазон уступает более высокочастотному Ka-диапазону в ширине полосы пропускания, однако Ку-диапазон не так подвержен влиянию погодных условий. Поэтому частотный диапазон Ku оптимально использовать в тех регионах, в которых сложные погодные явления являются обычным явлением.
Важно! Ku-диапазон устойчив к погодным переменам и обеспечивает хорошую скорость передачи данных. Однако при использовании его в отдаленной местности следует учитывать, что его характеристик и мощности будет недостаточно для быстрого и бесперебойного подключения к платформам для онлайн-обучения или приложениям для телемедицины.
E-диапазон
E-диапазон работает на частотах 71–76 ГГц (в прямом направлении) и 81–86 ГГц (в обратном направлении). Расширение рабочего диапазона дало возможность космическим аппаратам Starlink второго поколения обеспечивать большую пропускную способность (примерно в четыре раза больше, чем у спутников первого поколения). Также E-диапазон выделяется тем что позволяет спутникам «Старлинк» оптимизировать нагрузку по всей сети, используя алгоритмы маршрутизации на основе искусственного интеллекта.
Использование E-диапазона было одобрено в 2024 году Федеральной комиссией по связи США. Правительственное агентство дало согласие на расширение диапазона с уверенностью, что нововведение не нанесет ущерба другим космическим проектам.
С мая 2024 года компания SpaceX начала выводить с орбиты ранние версии спутников связи с конструктивными недостатками, чтобы заменить их новыми. Такое решение было принято из-за мощнейшей вспышки на Солнце. Она вызвала дестабилизацию тысяч спутников: они теряли высоту и были вынуждены расходовать ресурс на возврат. Также из-за ионизированного излучения могло пострадать электронное оборудование аппаратов.
Для сведения спутников с орбитальной станции используется технология самовозгорания в атмосфере, которая заложена в каждую модель спутника. Корпус устройства Starlink изготовлен из оксида алюминия. При сгорании этого материала образуются легкие взвеси, которые в высоких концентрациях остаются в воздухе на протяжении нескольких десятков лет. Они негативно влияют на состояние озонового слоя земли, из-за чего исследователи компании SpaceX уже ищут альтернативные материалы для изготовления корпуса спутника.
С 2024 по 2025 год с орбиты было сведено более 800 спутников, а на орбите до сих пор базируется более 6200 летающих единиц. И количество космических аппаратов продолжает увеличиваться, так как компания Илона Маска продолжает запускать до 200 спутников в месяц.
По информации на март 2025 года, E-диапазон используется только на территории США. Однако SpaceX уже подала заявку на использование E-диапазона в Италии. Но на момент мая текущего года она пока еще не была одобрена.
Технологии, влияющие на работу спутников «Старлинк»
Помимо частотных диапазонов, значительное влияние на работу интернет-спутников оказывают фазированные антенные решетки и технология формирования луча.
Фазированные антенные решетки (ФАР) — это группы антенн, которые направляют сигналы в нужное направление, управляя фазами элементов. Они используются для связи с движущимися объектами, такими как спутники, обеспечивая непрерывный контакт. Антенны динамически корректируют фазы для следования за объектом без физического перемещения. В пользовательских терминалах ФАР также адаптируются к городским условиям, где сигналы могут ослабляться или отражаться.
Технология формирования луча — это технологическое решение, которое дает возможность системе «Старлинк» сфокусировать беспроводной сигнал на конкретном принимающем устройстве. При этом мощность сигнала увеличивается, а скорость интернета значительно повышается. Технология формирования луча в спутниках Starlink актуальна для обеспечения интернет-услугами жителей сел, которые физически рассредоточены по большой территории. Именно формирование луча позволяет передавать сигнал точно на каждый пользовательский терминал.
Фазированные антенные решетки и технология формирования луча в спутниках «Старлинк» позволяют выполнять следующие задачи:
- предоставлять услуги спутникового интернета по всему миру;
- повысить спектральную эффективность за счет сфокусированных узких лучей сигналов;
- эффективно использовать спектр благодаря динамическому изменению направления луча.
- высокое качество сигнала при очень высокой скорости интернет- соединения (от 100 до 200 Мбит/с).
Спутники Starlink работают на частотах Ka, Ku и E. Они предоставляют высокоскоростной доступ в интернет даже в самых отдаленных уголках Земли, что особенно важно в условиях отсутствия оптоволоконной инфраструктуры.