Internet z vesmíru

Vnoci na pátek odstartovala z mysu Canaveral raketa Falcon 9 společnosti SpaceX se svým zatím nejtěžším, sedmnáctitunovým nákladem. Tvořilo jej šedesát družic pro budoucí satelitní síť pokrývající internetem naši planetu. Jak uvádí server Spacenews, takových družic by celkově mělo být ve vesmíru až 12 000. Pohybovat se budou ve výšce 340 kilometrů nad Zemí, tedy níže než dosavadní komunikační satelity. Majitel SpaceX, technologický vizionář Elon Musk, není s touto sítí družic, nazvanou Starlink, jediným, kdo se snaží změnit způsob šíření internet.

Přičinlivá penzistka

Uživatelé internetu v rozvinutých zemích mívají pocit, že tato počítačová síť je všudypřítomná a volně se šíří snad všemi dimenzemi. Ale není tomu tak. Internet není běžně dostupný téměř polovině obyvatel světa, říkají statistiky OSN. A hlavním způsobem přenosu informací po něm jsou zranitelné kabely.

Možná nejkurióznější případ jejich poškození se odehrál v roce 2011 v Gruzii. Pětasedmdesátiletá důchodkyně Hajastan Šakarianová dostala – podobně jako miliony jiných – nápad, že by se na internetu dalo vydělat. Zvolila si k tomu vlastní cestu. Vzala rýč a pilku a vyrazila do lesa poblíž svého bydliště, asi padesát kilometrů od hlavního města Tbilisi. Chtěla najít internetový kabel, který tam vedl, aby měď z něj prodala do sběru. Kabel opravdu našla, jenže optický. I když jej přeřezala, žádnou měď z něj pochopitelně nezískala. Zato na půl dne přerušila internetové spojení pro miliony lidí v části Gruzie, v celé Arménii a ještě v kousku Ázerbájdžánu.

Podmořské kabely jsou ještě zranitelnější. Podle informací populárně vědeckého časopisu New Scientist vede po mořském dně asi 430 kabelů zajišťujících internetové spojení. A každých několik dní je některý z nich přerušený, protože o něj zavadila kotva nebo rovnou trup lodi. Někdy jej poškodí i příroda, třeba zemětřesení. Malé ostrovní království Tonga v Oceánii je závislé na podmořském kabelu, takže v lednu bylo v důsledku jeho přerušení bez internetu téměř dva týdny.

A tak přicházejí vizionáři jako zmíněný Elon Musk a chtějí zvednout internet ze země a umístit jej nad naše hlavy.

Balónům vadí vítr

Nejbližším místem, které se k tomuto účelu nabízí, je stratosféra, atmosférická vrstva zhruba 10 až 50 kilometrů nad hladinou moře.

Společnosti Facebook a Google už připravily prototypy bezpilotních letounů (dronů) osazených slunečními články a bateriemi, aby mohly dlouhé týdny kroužit ve výšce nějakých dvacet kilometrů a přenášet internetové signály. Z takové výšky se dá „obsluhovat“město, ale současně i „dosáhnout“na mobilní telefon, který se proto obejde bez dodatečné antény. V současné době jsou však projekty Facebooku i Googlu pozastaveny, protože lehké pokusné drony měly při přistání příliš mnoho nehod.

Možnosti použít bezpilotní letadla pro přenos internetu zvažují i jiné firmy, například Boeing a Airbus, ale podle zpráv odborných médií se zdá, že jejich technologie ještě potřebuje mnohá vylepšení.

Nicméně Google má v ohni víc želízek. Jeho dalším nápadem je zprostředkovávat internet díky malým stratosférickým balonům. Balony se skutečně už osvědčily jako prostředek pro internetové spojení po přírodních katastrofách na Portoriku a v Peru a brzy by měly začít komerčně fungovat v Keni. Určitým problémem je, že spolehlivosti balónů nepřeje počasí a větry.

Nízko je lepší než vysoko

Zato ve vesmíru klasické větry nevanou, takže tam nevadí. A internet odtud dokážou zprostředkovat družice.

Klasické telekomunikační družice „visí“nad zemským rovníkem na takzvané geostacionární dráze ve výšce přes 35 000 kilometrů. Tedy pohybují se stejnou úhlovou rychlostí, jakou se otáčí Země, takže vůči ní nemění polohu a zůstávají stále nad jedním místem. V této výšce stačí už tři dobře umístěné satelity, aby mohly pokrývat signálem prakticky celý zemský povrch. Používají se pro navigaci, meteorologická pozorování a také pro telekomunikaci. I pro přenos internetových signálů.

Rychlost stahování dat je však pomalejší než při pozemním přenosu, náklady, a tedy i ceny pro uživatele jsou vyšší, a co víc, vzhledem ke vzdálenosti, kterou musí signál urazit, má spojení přes geostacionární družici necelou sekundu zpoždění. Což už vadí při přenosu hlasových hovorů, při skupinovém hraní počítačových her a hlavně při vysokorychlostních finančních spekulacích.

Ale existuje i jiný prostor pro družice. Říká se mu nízká oběžná dráha a je ve výšce asi 160 až 2000 kilometrů nad Zemí. Časopis New Scientist připomíná, že právě sem chtěl umístit své telekomunikační družice už v devadesátých letech multimiliardář Bill Gates, zakladatel Microsoftu. Podporoval tehdy nově vzniklou společnost Teledesic, která si kladla za cíl poslat na nízkou oběžnou dráhu Země 840 družic, jež měly zprostředkovat internetové připojení pro 95 procent světa. Firma skončila v roce 2002, aniž by vyslala do vesmíru jedinou družici. Ba dokonce ani nevyvinula potřebnou technologii.

Ale to už je dávno, mezitím vstala nová generace miliardářů, která si na tento úkol troufá s nadějí, že technologie už dostatečně pokročily.

Společnosti Iridium, Globalstar a Orbcomm už dnes provozují každá několik desítek družic na nízké oběžné dráze a nabízejí základní, pomalé internetové připojení. Avšak to je málo. To společnost OneWeb (dříve známá jako WorldVu Satellites) plánuje, že do roku 2021 vypustí 600 družic – v únoru zatím vzlétlo prvních šest. Společnost je podporována Airbusem, technologickým miliardářem Richardem Bransonem či společností pro výrobu počítačových čipů Qualcomm. V tomto případě však plány zatím směřují k zaplnění děr v kabelovém internetu, po kterém mají data putovat především. Přes vesmír mají přelétnout hlavně v posledním úseku cesty ke konečnému zákazníkovi.

Oproti tomu zmiňovaný SpaceX Elona Muska nebo kanadská společnost Telesat, případně v Lucembursku sídlící LeoSat touží snad už během příštího roku vytvořit internetovou síť, která bude data mezi místem umístění a místem jejich stažení přenášet jen ve vesmíru.

Přesně zamířené lasery

Družice pohybující se na blízké oběžné dráze se z pohledu pozemského pozorovatele náhle vynoří na obzoru a za asi deset minut se zase za obzorem ztratí. Právě proto jich musí v jedné síti navzájem spolupracovat i několik tisíc, aby si mohly předávat signály mezi sebou a pak je ještě vracet na Zemi. K přenosu dat ve vesmíru už nezbývá mnoho vhodných frekvencí rádiových vln, které ještě nikdo neužívá. Podle nynějších představ by tedy ke slovu měl přijít laser.

„Laserové systémy jsou pro komunikaci ve vesmíru vhodnější než rádiové vlny, jsou energeticky efektivnější a díky tomu vysílač a přijímače nemusejí být tak velké,“zhodnotila astronautická inženýrka Kerri Cahoyová z Massachusettské techniky (MIT) pro časopis New Scientist. Jenže lasery potřebují velkou přesnost – jejich paprsek, tenký jako lidský vlas, se musí přesně zaměřit na jiný satelit, který se žene okolo rychlostí pár tisíc kilometrů za hodinu. Nicméně jak Evropská kosmická agentura (ESA), tak americká NASA už v minulých letech laserové spojení ve vesmíru úspěšně vyzkoušely. Samozřejmě, propojit tisíce satelitů bude tvrdí oříšek než jen dva objekty.

Podle předpokladů spojení se Zemí, tedy mezi serverem s požadovanými daty a nejbližší družicí vesmírné sítě a pak mezi poslední družicí a počítačem příjemce, bude probíhat přes rádiové vlny, protože to tak bude třeba v rozvojových zemích technicky jednodušší.

Družice samozřejmě nevydrží na nízké oběžné dráze věčně, zbržďují ji hlavně zbytečky atmosféry. Až tedy družici dojde energie potřebná pro udržení kursu, začne klesat. SpaceX uvádí, že konstrukci a zvolené materiály upravil tak, aby družice mohla celá bezpečně shořet v atmosféře a nedopadla až zemský povrch, kde by mohla někomu ublížit. Od jiných společností, které plánují internetové sítě do vesmíru, zatím takové ujištění nepřišlo.

Internetové připojení nemá k dispozici polovina obyvatel světa. Změnit by to měla propojená síť družic kroužících nad našimi hlavami a přinášející spojení přes kosmický prostor. Skončí díky družicím cenzura internetu? Dnes třeba Čína kontroluje obsah, který do země přichází prostřednictvím kabelových propojení. Satelit by uměla sestřelit.

Budou peníze?

Vesmírné internetové sítě otevírají řadu otázek. Například: skončí díky nim cenzura internetu? Dnes třeba Čína kontroluje obsah, který do země přichází prostřednictvím kabelových propojení. Jak by to ale bylo s vesmírným internetem, kdyby se provozovatel nátlaku nepodřídil?

„Mohli bychom možná pokračovat v našem provozu, ale Čína by se také mohla rozhodnout naše satelity sestřelit. To by dokázala,“komentoval už dříve potenciální situaci Elon Musk.

Ještě složitější otázkou je však ta ekonomická. Mohou se vesmírné projekty zaplatit? Seženou se peníze na provoz v rozvojových zemích? A budou za vesmírný internet chtít platit uživatelé z bohatších států, kteří mají dostatečné spojení už nyní?

Na to odpověď zatím není.