Jedan od svega nekoliko postojećih globalnih satelitskih komunikacijskih sustava, Iridium, upravo je u fazi nadogradnje na Iridium NEXT i novu operativnu platformu Iridium Certus. Novi sateliti lansiraju se u serijama od po 10 satelita, a omogućuju brzine i sigurnost komunikacije na razini koja još nije postojala

Piše: Goran Vojković

Kako bismo ostvarili pouzdanu bežičnu komunikaciju na velike udaljenosti, moguće je koristiti kratki val koji ima svoje prednosti, ponajviše zato što možemo prenijeti informaciju preko cijelog svijeta bez posrednika, ali i mane – u pitanju je vrlo usko frekventno područje (3-30 MHz), kroz koje je nemoguće zamisliti opseg komunikacije kakav imamo danas. Prijenos podataka od 30-tak slova u sekundi i prijenos jedne fotografije niske razlučivosti mogu biti hobi ili pomoć za slučaj katastrofe, ili način na koji ćete spasiti svijet ako zli izvanzemaljci unište satelite (film “Independence Day”), a ne način komunikacije koji je potreban u današnje vrijeme.

Globalna mreža ukupno 66 satelita pokriva cijelu Zemlju

Suvremene mobilne komunikacije ne mogu se zamisliti bez velikih brzina i visokih frekvencija koje nam omogućuju prijenos ogromnog broja informacija – od kratkih obavijesti do HD videa na mobilnom telefonu. Za tako nešto treba ili mreža baznih stanica, ili u slučaju otvorenog mora ili područja gdje je teško zamisliv sustav baznih stanica, treba nam satelitska komunikacija. Uostalom, i u prilično dobro prekrivenoj Hrvatskoj postoje područja gdje možete voziti kilometrima bez ikakva signala za mobitel.

Stvar je na prvi pogled jednostavna – umjesto bazne stanice na obližnjem brdu, pa onda nekoliko desetaka ili stotina takvih, “baznu stanicu” glumi satelit koji vidimo čim pogledamo nebo, i koji pokriva ogroman dio svijeta. No, u praksi stvari nisu tako jednostavne – poslati satelit u orbitu nije ni jednostavno ni jeftino, okružje u kojem se nalazi nije nimalo ljubazno, od stalnih promjena temperature do zračenja, a u slučaju kvara – desetke ili stotine milijuna dolara skup satelit možemo zaboraviti.

Danas imamo tri operativna globalna sustava satelitske komunikacije. Prije nego što prijeđemo na novost, a to je zamjena sustava Iridium, novim Iridium NEXT, spomenimo ostala dva.

Stara škola geostacionarnih satelita

Najjednostavnije rješenje je postaviti komunikacijski satelit u geostacionarnu orbitu. U pitanju je satelit postavljen iznad Zemljinog ekvatora, pri čemu je period orbite satelita jednak rotaciji Zemlje. Tako će se promatraču sa Zemlje satelit stalno nalaziti u istoj točki na nebu. Usput, takvu orbitu prvi je predložio Herman Potočnik 1929., u svojem djelu “Raketni motor”, a popularizirao je Arthur C. Clarke 1945. godine. Tri satelita (u praksi četiri), i pokrili ste gotovo cijelu Zemlju.

Tu ideju iskoristio je INMARSAT, International Maritime Satellite Organization, neprofitna međuvladina organizacija, osnovana 1979., na poticaj Međunarodne pomorske organizacije (IMO), s ciljem postavljanja sustava satelitske komunikacije za potrebe pomorskog prijevoza, sukladno Konvenciji potpisanoj 1976. godine. U to doba nije se ni moglo zamisliti kako bi se neki privatnik bavio satelitima – to je bio državni ili ovdje, međudržavni posao. Krajem 90-tih godina došlo je do promjena, strategija razvoja prešla je na međuvladinu organizaciju IMSO (International Mobile Satellite Organization), a sustav komunikacijskih satelita je privatiziran, no ostavio je staro ime pa je sada u pitanju Inmarsat plc, smještena u Velikoj Britaniji.

Inmarsat sateliti su geostacionarni – što znači kako su stalno iznad nas, osim u polarnim predjelima, odakle je komunikacija nemoguća, ali da traže relativno velike uređaje i antene za rad – treba dobaciti signal do 36.000 kilometara visine, gdje se satelit nalazi. Inmarsat sateliti tehnološki su napredovali kroz generacije pa tako, za razliku od nekada, kad je bila primarna govorna, teleks ili spora podatkovna komunikacija od 9,6 kilobita – novi sateliti pete generacije omogućuju i brzu podatkovnu komunikaciju.

Inmarsat je tu, razvija se, no uvijek je bio poznat kao relativno skup sustav i prema minuti razgovora i prema megabajtu podatka. Za brod vrijedan stotine milijuna dolara, koji troši dnevno nekoliko desetaka tisuća dolara, odličan sustav – no za krajnjeg korisnika nešto prilično skupo i nepraktično.

Satelitski mobitel

Ograničenja Inmarsata pokušao je iskoristiti Globalstar, satelitski provider koji je započeo kao projekt 1991., a mreža od 52 satelita bila je postavljena tek 2000. godine, radi problema s lansiranjima.

Iridium 9555 jedan je od modela telefona ove mreže

Sustav je bio zanimljivo zamišljen – sateliti su u niskoj orbiti, dakle ne treba im nikakva posebna antena, već se može telefonirati uređajem koji izgleda kao stariji mobitel s dodanom antenom, veličine samog mobitela. Sustav nije pokrivao more, već urbane zone Amerike, Europe, Azije, Južne Amerike i Australije (Afrika samo dijelom uključena), i zamišljen je za one koji ne mogu bez mobilne veze. Međutim, u praksi se pokazalo da direktori kompanija i slične ciljne skupine nisu baš od volje za svaki razgovor izlaziti iz automobila ili zgrade – unutar objekta veza nije moguća.

Globalstar je prošao teške trenutke, uključivo i predstečajni postupak, no sada je opet “na nogama”, s drugom generacijom od 24 satelita. Zanimljiv je onima koji u SAD-u ili Europi žele pokrivenost signalom na otvorenom u svakom slučaju. No, ono “global” u imenu nije zaživjelo – mreža pokriva, kako smo rekli, samo neke kontinente, i to kopneni dio.

Nova generacija Iridiuma

Treća globalna mreža je Iridium, i o njoj opširnije govorimo u ovom članku, upravo zato što se razvija na drugu generaciju Iridium NEXT. Iridium mreža stara je 20 godina, a sam naziv dolazi od kemijskog elementa iridij – plan je bio da ima 77 satelita, koliko kemijski element iridij ima elektrona u atomu (u stvarnosti je to za sada 66 aktivnih i 6 pričuvnih satelita).

Sateliti Iridium nalaze se na visini od 780 km, a inklinacija im je 86.4 stupnja, dakle gotovo su u polarnoj orbiti, te omogućuju pokrivanje doslovno cijelog planeta, što je važno ne samo za polarne istraživače, već i za sjeverne morske prolaze, koji se radi globalnog zatopljenja sve više koriste. Također, vrlo su korisni i za polarne avionske rute.

Ti se sateliti radi svoje niske orbite dosta brzo rotiraju oko Zemlje – prijeđu cijelu orbitu za nekih 100 minuta, tako da komunikacija obično ide preko nekoliko satelita. Iridium ima i još jednu specifičnost – sateliti prve generacije su takvog oblika da iznimno dobro reflektiraju svjetlost Sunca pa ako noću vidite vrlo svijetao objekt kako ide prema sjeveru, najčešće je u pitanju satelit Iridium prve generacije.

No, došlo je vrijeme da je i Iridium zastario – nova vremena traže nove servise i nove brzine. Krenulo se u realizaciju već nekoliko godina planiranog Iridium NEXT programa, i to lansiranjem po 10 satelita u seriji (takvo lansiranje omogućuje konstelacija satelita). Prva serija od 10 satelita Iridium NEXT lansirana je 14. siječnja 2017., a preuzela funkciju 11. ožujka. Druga serija bila je 25. lipnja. Očekuje se da će se po deset satelita lansirati svakih nekoliko mjeseci.

Novi je i proizvođač – prvu seriju satelita proizvela je Motorola, a sadašnju proizvodi Thales Alenia Space, francusko-talijanska kompanija. U zamjenu satelita uložit će se oko tri milijarde dolara, a tu je i nova komunikacijska platforma, koja bi trebala koristiti prednosti novih satelita – Iridium Certus, koja bi trebala koristiti nove mogućnosti brze komunikacije sa satelitima – do 1,4 megabita.

Niska orbita satelita Iridium omogućuje telefoniranje “iz ruke”, bez traženja položaja satelita i posebnih antena

Redundancija

Iridium je pametno odabrao rad na relativno niskim frekvencijama L banda, konkretno 1616 – 1626.5 MHz. Iako više frekvencije imaju svoje prednosti u smislu mogućnosti prijenosa još većeg broja podataka, uređaji za više frekvencije bitno su skuplji i osjetljiviji. Ta frekvencija omogućuje korištenje danas već konzumne elektronike, jednostavne primopredajne uređaje, a opet je dovoljno visoka da atmosferske promjene vrlo malo utječu na komunikaciju.

Nedavno smo u Mreži pisali o autonomnim brodovima, i u komentarima se postavilo pitanje pouzdanosti komunikacija s nečim što plovi otvorenim oceanom. Inženjeri Iridiuma su pri planiranju mreže očigledno imali na pameti i te potrebe koje će nastati i u budućnosti, no vrlo moguće i korištenje u zrakoplovstvu – iako putnici danas sasvim normalno imaju i satelitske telefone i Internet, iz kabine se komunicira kao i prije pola stoljeća. Tu su ogromne mogućnosti napretka, a time i zarade.

Iridium NEXT uvelike se hvali svojom redundancijom. U pitanju nije samo 66 satelita koji pokrivaju cijelu Zemlju, već i model gdje su sateliti linkani međusobno s četiri susjedna, dva u istoj orbiti i s po jednim u susjednim orbitama. Time stvaraju svojevrsnu mrežu i usmjeravaju međusobno promet – kako bi veza u svakom trenutku bila pouzdana. Takva kombinacija omogućuje kvalitetno pokrivanje u slučaju kada su zemaljske komunikacije u problemima radi bilo kakvih katastrofa. Sustav funkcionira čak i ako zemaljske stanice za kontrolu satelita neko vrijeme postanu nefunkcionalne.

Nadalje, ukupno je 15 pričuvnih satelita, i to šest u orbiti i devet na Zemlji; u slučaju potrebe, primjerice, kvara, pričuvni satelit brzo može biti razmješten u potrebnu orbitu. Već se dogodio jednom takav slučaj u praksi, 10. veljače 2009. godine – Iridium 33, jedan od starijih satelita u sustavu, sudario se sa starim ruskim komunikacijskim satelitom Cosmos 2251. Zamijenjen je pričuvnim satelitom Iridium 91.

Zaključno

Stare brzine digitalne komunikacije više ne zadovoljavaju današnje potrebe automatizacije i prikupljanja ogromnog broja podataka. Dodatno, mobilna komunikacija postala je svugdje potrebna, a pokrivanje zemaljskim signalom nije opće. Signala zemaljskih baznih stanica nema na otvorenom moru, ali uredno ćemo i u Hrvatskoj, da ne spominjemo zemlje s još složenijom konfiguracijom terena, naći kilometre gdje signal mobitela nije dostupan.

U stoljeću automatizacije, kada se svime upravlja daljinski, i prikupljaju podaci na načine na koje je to donedavno bilo nezamislivo (primjerice, tisuće aviona u letu šalju podatke o atmosferi, koje prikupljaju njihovi senzori, prema Big Data modelu), Iridium je shvatio kako će naći svoje mjesto nudeći pouzdanu i brzu komunikaciju, i to tehnologijama koje nisu preskupe za krajnjeg korisnika.

Ako ne bude novih iznenađenja, naredne godine možemo očekivati mrežu satelita Iridium NEXT u punom operativnom pogonu, sa svim novim i poboljšanim servisima koje nude.

Uređaj u prvom planu zove se Iridium GO! i predstavlja osobni hotspot na koji možemo povezati pametni telefon ili računalo preko WiFi protokola te koristiti vezu prema satelitu za prijenos podataka, Skype, Viber ili što već želimo, iz bilo koje točke na Zemlji koja ima pogled prema nebu!

Novi sateliti i novi servisi

Nova platforma za servise Iridiuma zove se Iridium Certus, a nudi poboljšane postojeće i neke nove usluge. Tako za trgovačku mornaricu, ali i službe tipa obalne straže, nude pouzdanu komunikaciju s bilo koje točke, uz male i robusne uređaje kojima se lako rukuje. Također, tu su i komunikacijske usluge za avione – gdje radi u današnje vrijeme čestog korištenja polarnih orbita, preko Sjevernog pola, Iridium praktično nema konkurencije.

Platforma Iridium Certus uspostavlja i nove standarde za one koji trebaju mobilnu mrežu u udaljenim područjima, bez potrebe za stvaranjem zemaljske infrastrukture, integrirajući Internet, mobilnu telefoniju i radiokomunikacije.

Također, nove brzine komunikacije omogućavaju lakše upravljanje na daljinu te nadzor udaljenih industrijskih i drugih sustava, upravo dijelom i zbog gustoće satelita koji omogućavaju pouzdanu vezu na svakoj točci Zemlje. Naravno, kompanija računa i na potrebe raznih vlada – od istraživačkih misija do vojnih sustava komunikacije.

Iridium NEXT (kako je i inače uobičajeno u kod ovih tehnologija) nudi i kompatibilnost unatrag – uređaji i protokoli koji već postoje moći će se i dalje koristiti. Nadalje, tu je naravno bitno veći bandwith i općenito brža komunikacija (čak i u smislu uspostave veze, lakše je „doći“ do 780 km visokog satelita nego tražiti točku i uspostavu veze na 36.000 km). Također, nude se i specijalizirani servisi za avijaciju, ali i otvorenost prema partnerima koji su spremni uložiti u nove projekte temeljem ove mreže.