24 mei 2019 zijn de eerste zestig satellieten voor draadloos internet in een baan om de aarde gebracht. De lancering van de volgeladen Falcon 9-raket van het ruimtevaartbedrijf SpaceX heeft plaats gevonden in de nacht van 23 op 24 mei vanaf Space Launch Complex 40 (SLC-40) van Cape Canaveral in Florida. Als een trein in de donkere nacht waren de zestig satellieten te zien in Nederland. De eerste hap satellieten die gaan zorgen om het draadloos internet wereldwijd voor iedereen mogelijk te maken. Er zullen nog vele satellieten volgen.

Voor iedereen draadloos internet
Het project van deze internet satellieten is van het bedrijf SpaceX met als eigenaar Elon Musk en met de naam Starlink.

SpaceX (officieel Space Exploration Technologies Corp.)
SpaceX is een Amerikaans bedrijf voor ruimtetransport, gevestigd in Hawthorne, Californië.  Het bedrijf ontwikkelt herbruikbare lanceerraketten om satellieten om de aarde te brengen. De Falcon-raketten, worden gebruikt om Starlink-satellieten in de ruimte te plaatsen. Duizenden Starlink satellieten in een lage aardbaan die  wereldwijd breedbandinterbet kunnen leveren (met name 5G), tegen een prijs die vergelijkbaar is met huidige (bekabelde) internetverbindingen. De gebruiker heeft hiervoor een antenne nodig die “zo groot als een pizzadoos” is.

Wat is een satelliet
Een satelliet is een door mensen gemaakt object dat opzettelijk door een raket in een baan om de aarde is gebracht. De door de mens gemaakte satellieten zijn kunstmatige satellieten die zich onderscheiden van natuurlijke satellieten zoals de maan die om de aarde draait en de manen rond de planeten zoals o.a. Jupiter, Saturnus, Pluto, Uranus en Neptunus. In de 21ste eeuw zwerven er door de ruimte vele satellieten (of kunstmanen) en duizenden voorwerpen zoals afgedankte satellieten of een door een astronaut kwijtgeraakte handschoen. Satellieten zoals de:
-aardobservatie satellieten die de aarde observeren; bijvoorbeeld om de elektromagnetische straling uit de ruimte te detecteren, of zoeken naar zogeheten gravitatiegolven (zwaartekrachtsgolven). Een bekende ruimtetelescoop is de ruimtetelescoop Hubble. De Hubble Space Telescope (HST) bestaat uit een aantal precisie-instrumenten voor astronomische waarnemingen. De Hubble wordt gebruikt voor optische waarnemingen en maakt gebruik van een infraroodcamera en voor opnames in het röntgengolflengtegebied en bijvoorbeeld de Chandra X-Ray Obervatoru, een satelliet  die astronomische waarnemingen doet in het röntgengebied;
-navigatie satellieten, om via Global positioning system (gps) de huidige positie op aarde nauwkeurig te bepalen. Vanaf 1967 is het Amerikaanse satelliet plaatsbepalingssysteem  is de meest gebruikte, maar ook Europa heeft haar eigen systeem (Galileo);
-spionagesatellieten en verkenningssatellieten, waar weinig over bekend is. Dergelijke satellieten bestaan ​​uit infraroodsensoren die raketten opsporen en elektronische sensoren die afluisteren van vertrouwelijke gesprekken onder andere militaire surveillance. Bijna alle landen van betekenis hebben een of meerdere spionagesatellieten;
-weersatellieten of meteorologische satellieten. De satellieten worden gebruikt om het klimaat en het weer op aarde te registreren. Weersatellieten zijn naast het detecteren van wolken zoals beginnende orkanen eveneens in staat om zand- en stofstormen, aurora’s, sneeuwbedekking, energiestromen, branden, vulkanische activiteit, ijsbedekking, smogvorming en oceaanstromingen te detecteren;
-5G satellieten. Satellieten die vanuit de ruimte een draadloze verbinding geven op aarde met het 5G-netwerk. Het doel is om overal toegang tot snel en betaalbaar internet mogelijk te maken. Dat gebeurt via onzichtbare radiogolven, microgolven en infroodstraling (5G) en maakt veel en snelle gegevensoverdracht mogelijk.  

42.000 satellieten van SpaceX voor 5G
Starlink is een gepland satellietnetwerk van het Amerikaanse ruimtevaartbedrijf SpaceX voor het aanbieden van internettoegang. Door duizenden satellieten in een lage aardbaan te plaatsen hoopt het bedrijf wereldwijd draadloos breedbandinternet te kunnen leveren, tegen een prijs die vergelijkbaar is met huidige (bekabelde) internetverbindingen. De gebruiker heeft hiervoor een antenne (small cell) nodig die “zo groot zijn als een pizzadoos” . SpaceX vroeg in oktober 2019 een vergunning aan bij de Internationale Telecommunicatie-unie (ITU), de organisatie die wereldwijd het spectrum van radiofrequenties controleert. Het bedrijf heeft van de FCC ( Federal Communications Commission, een onafhankelijk Amerikaans overheidsorgaan) toestemming gekregen om 12.000 satellieten in de ruimte te brengen en SpaceX hoopt op een verhoging tot 42.000. 42.000 satellieten die gebruik maken van de V-band* die van 40 tot 75 GHz gaat. Deze satellieten moeten gaan opereren op zeer lage hoogtes; ze komen in een baan om de aarde op hoogtes tussen 335 en 346 kilometer.

*V band: De V-band is een standaardaanduiding voor een frequentieband in het microgolfgedeelte van het elektromagnetisch spectrum van 40 tot 75 gigahertz (GHz). 

Werking van de satellieten
De satellieten van SpaceX, genaamd, Starlink v0.9 satellieten, zijn voorzien van een op kryptongas werkende ionenmotor om in die lage banen om de aarde te blijven en te kunnen sturen. Dat is nodig omdat zo dicht bij de aarde nog (losse) gasmoleculen voorkomen die satellieten zonder voortstuwing in enkele maanden tijd zoveel zouden afremmen dat deze terug vallen in de atmosfeer. De reden om de satellieten zo laag te laten vliegen is dat een kleinere fysieke afstand tussen de gebruiker en de satelliet minder vertraging en dus een snellere reactietijd oplevert. Elke satelliet of kunstmaan bevat een zonnepaneel en antennes om data te ontvangen en te verzenden. Starlink zal op het grootste deel van de aarde beschikbaar zijn. De noord- en zuidpool zijn hierop een uitzondering.

Als de raket de satellieten gelanceerd heeft, worden kostbare raketonderdelen als stuwmotoren en andere delen van trapraketten meestal afgeworpen na de lancering. Ze belanden in zee of verbranden in de atmosfeer. Wanneer deze raketonderdelen met grote snelheid door de atmosfeer van de aarde gaan, ontstaat er grote hitte, waardoor ze volledig opbranden. Doordat de terugkerende onderdelen sneller dan het geluid gaan, ontstaat er een supersonische schokgolf die tot op tientallen kilometers hoorbaar is. Bij elke satelliet die in de atmosfeer komt, is er een kleine kans dat hij niet volledig opbrandt, waardoor onderdelen zoals roestvrijstalen reactiewielen of spiegels van het zeer harde siliciumcarbide de reis naar de grond overleven en neerstorten op aarde. De Falcon 9 racket is een herbruikbare raket en houdt in de raketonderdelen tijdens de terugkeer landen op het droneschip waarvoor het bedrijf een platform op zee gebruikt dat van afstand bestuurbaar is. Met computers wordt uitgerekend hoe de raket precies gestuurd moet worden om uit te komen op de locatie van het platform. Als er een landing fout zou gaan, is er met een platform op zee alleen maar materiële schade. Het droneship ‘Of Course I Still Love You’ dobbert op de Atlantische Oceaan. De ruimtesatellieten hebben een extreem groot grondgebied nodig voor de honderden grondstations en grofweg 3500 gatewayantennes en slimm cells om op maximale doorvoersnelheid te kunnen opereren.

Grondstation
Voor alle communicatie satellieten zijn grondstations nodig en de koppeling hiervan kan een wereldwijde dekking geven voor draadloze communicatie van razendsnelle up- en downloaden. Lasersignalen worden gebruikt om de satellieten rechtstreeks met elkaar te verbinden (inter-satellietverbindingen), maar ook om satellieten en grondstations op aarde te verbinden. Het grondstation op aarde bestaat uit fasegestuurde antennes (phased array) die de bundel ontvangen en doorgeven naar de gebruiker. Tevens zijn er vele small cells nodig, kleine antenne-installaties, die geïntegreerd worden in putdeksels, straatlantaarns en/of bushokjes.

Satellieten van SpaceX in de atmosfeer
SpaceX diende zijn oorspronkelijke plan voor Starlink in 2015 in. In 2018 lanceerde SpaceX de eerste twee Starlink-satellieten als test: TinTinA en TinTinB. Dit ging soepeltjes. SpaceX vroeg aan de FCC om de satellieten in een lagere baan te mogen brengen dan oorspronkelijk was aangevraagd. De FCC verleende deze toestemming en op:
-24 mei 2019: SpaceX lanceert eerste zestig Starlink-satellieten (V0.9 L1) voor snel internet met succes. De lancering van de volgeladen Falcon 99 B5-raket van het ruimtevaartbedrijf vond plaats vanaf een lanceerplatform op Cape Canaveral in Florida.  De zestig platogende satellieten (Starlink VO.9 L1)met een gewicht van meer dan 13.000 kilo, waren heel dicht op elkaar geplaatst en gestapeld in de neuskegel van de al twee keer eerder gelanceerde Falcon 9 B5-raket. Eind juni hadden de meeste satellieten de bedoelde hoogte van 550km bereikt. De eerste rakettrap van de raket landde succesvol op zee;
-11 november 2019 werden de volgende 60 volledig functionele Starlink V1 L1satellieten in de ruimte gebracht. Met name na de lancering  in november kwamen er veel klachten van astronomen  dat waarnemingen voor het weer verstoord werden door ‘lichtsporen’ die de Starlink-satellieten veroorzaakten. Het probleem speelde met name direct na de lancering, wanneer de satellieten nog dicht op elkaar zitten (het treintje) en bezig zijn om in een hogere baan om de aarde te komen. Hun zonnepanelen zijn tijdens die fase op een speciale manier geconfigureerd, wat ze goed zichtbaar maakt vanaf de aarde. Eenmaal op de juiste hoogte en positie aangekomen zijn ze volgens SpaceX veel minder goed zichtbaar;
-7 januari 2020 werden er wederom zestig Starlink-internetsatellieten (V1 L2) gelanceerd. Een van de satellieten heeft een donkere coating die reflectie van de zonnepanelen deels tegen moet gaan. Daarmee probeert het bedrijf in te spelen op de kritiek dat de satellieten astronomische waarnemingen vanaf de aarde verstoren;
-29 januari 2020 werd de vierde lancering van Starlink satellieten (V1 L3) op Cape Canaveral Air Force Station, Florida gelanceerd en 17 februari 2020 lanceerde SpaceX de vijfde maal internetsatellieten (V1 L4) van Starlink vanaf Cape Canaveral Air Force Station. Hoewel het een secundair doel is, misten de raketonderdelen tijdens de terugkeer de landingsplaats op het droneschip;
-18 maart 2020 wordt vanaf Cape Canaveral in Florida een Falcon-9 draagraket met zestig nieuwe satellieten (V1 L5) voor het globaal breedbandinternetwerk Starlink gelanceerd, nadat de lancering eerder op het allerlaatste nippertje was afgebroken. Deze lancering lukte wel, maar het tweede doel van de missie is niet gelukt. De eerste trap is niet veilig geland op het droneship, zo heeft SpaceX gemeld. Ook heeft het restant van de Falcon-9 in één keer al de zestig meegevoerde Starlink-satellieten uitgezet;
-De satellieten (Starlink V1 L6) zullen in april 2020 gelanceerd worden door de Falcon 9. De lancering is gepland op 16 april;

De lanceringen gaan door tot het gewenste aantal satellieten in de ruimte zweven en SpaceX verwacht dat het eind 2020 kan beginnen met het aanbieden van breedband internet via het Starlink netwerk. Landen die hiervoor kiezen kunnen dan gebruik maken van 5G uit de ruimte.

Satellietnetwerken, luchtbalonnen en drones
Het blijft niet alleen bij SpaceX. Naast SpaceX van Apple, zijn er meerdere projecten met vergelijkbare ambities. Onder ander het Europese ruimteagentschap ESA (de European Space Agency) bouwt voor Noord-Groningen een satelliet. In 2018 is de Groningse proeftuin voor 5G-internet een  samenwerkingscontract met ESA aangegaan. Doel is het vinden en uitproberen van toepassingen met 5G in combinatie met satellietcommunicatie. Of een berichtje op je mobiel op aarde via een zendmast in de ruimte? Op 24 februari 2020 is het eerste SMS’je, vanuit de ruimte naar de aarde verzonden! Een primeur voor Lynck (Lynck Global.Inc), een technologiebedrijf voor mobiele netwerken dat zich richt op het leveren van universele connectiviteit voor de mobiele telefonie. De Lynck-service is voor alle mobiele providers wereldwijd en bieden dekking aan voor gebieden en plekken waar dit een probleem is om dit over land te doen. Dankzij de gepatenteerde en beproefde technologie van Lynck kunnen standaard mobiele telefoons vrijwel overal ter wereld aangesloten op een verbinding door de nano-satellieten met een lage baan om de aarde.  Andere bedrijven die dekking uit de ruimte aanbieden zijn:
-OneWeb;
-Telesat;
-Amazon;
-Facebook;

One Web
OneWeb satellites is een joint venture tussen het Britse OneWeb en Airbus, en heeft het plan om 650 tot 1980 exemplaren van de 150 kilogram wegende satellieten op een hoogte van 1200 km in een baan om de aarde te brengen. In 2021 moet het netwerk commercieel inzetbaar zijn voor een scala aan klanten en sectoren, en in 2020 moet het al voor een deel inzetbaar zijn. 

Telesat
In 1994 richtte Jeff Bezos Amazon.com op en in 2000 richtte hij het ruimtevaartbedrijf Bleu Origin op. In januari 2019 sluit het ruimtevaartbedrijf Bleu Origin (met de nieuwe Glenn Rocket) een lanceringsovereenkomst met het Canadese, n Ottawa gevestigde, Telesat. De LEO (Low Earth Orbit-netwerk)-constellatie van Telesat gaat met de raket Glenn Rocket van Bleu Origin de ruimte in om nieuwe prestatieniveaus te bereiken voor de draadloze telecom op het land,  de lucht en zee. Er worden 300 satellieten in een lage baan om de aarde gebracht met een eventueel uitloop bij goedkeuring,  naar 500 satellieten. De satellieten gaan hangen op een hoogte van ongeveer 1000 kilometer, met het doel om snel internet te leveren in afgelegen gebieden van Canada, waarbij het gaat om zo’n 2,3 miljoen Canadese huishoudens. Het Telesat-netwerk zal naar verwachting in 2022 in gebruik genomen worden. Daarnaast heeft Telesat een deal gesloten met Loon, een onderdeel van Googles moederbedrijf Aphabet.

Aphabet
Google-moederbedrijf Aphabet, zorgde in oktober 2017 al voor dertig 4G-luchtballonnen in het luchtruim boven Puerto Rico. Elke ballon kan een gebied van vijfduizend vierkante kilometer beslaan met dekking van een draadloze verbinding. Ten tijde van verschillende natuurrampen zijn deze  luchtballonen al ingezet om verwoeste zendmasten te vervangen zodat het draadloze telefoonverkeer weer werkzaam was. Het was ook de bedoeling dat Google eigen ruimte op het radiospectrum zou kopen, zodat Loon-ballonnen onafhankelijk van bestaande draadloze netwerken konden werken. Maar Google heeft dat plan afgeschaft en in plaats daarvan worden de ballonnen verhuurd aan mobiele bedrijven zoals Safaricom, Airtel en Telkom Kenya. In april 2019 ging Google een samenwerking aan met HAPSMobile, een dochter van de Japanse internetreus SoftBank, om met behulp van de ballonnen breedband internet aan te bieden in regio’s waar geen mobiel internet beschikbaar is. HAPSMobile werkt zelf aan een door zonne-energie aangedreven drones die voor een 5G verbinding zullen zorgen. Het heeft technologie gekocht van Facebook om internet via drones aan te bieden. Facebook zelf doet daar zelf niets meer mee.

Amazon
Amazon wil 3236 satellieten de ruimte in te schieten met de naam ‘Project Kuipers’. Daarvan gaan 784 satellieten zich op een hoogte van 590 kilometer, 1296 satellieten op 610 kilometer en 1156 satellieten op 630 kilometer bevinden. De satellietconstellatie moet zo dekking bieden aan nagenoeg de gehele aarde.

Facebook
Facebook kondigde in 2018 aan te stoppen met het internet drone-project. In plaats daarvan zal de focus komen te liggen op een of meerdere internetsatellieten. Facebook is van plan om een eigen satelliet te lanceren die een internetverbinding in afgelegen gebieden moet gaan verzorgen met een constellatie van satellieten met de naam Athena. Het bedrijf werkt eraan, om satellieten met een lage baan om de aarde (LEO), te bouwen en het lijkt erop dat de eerste lancering al kan plaats vinden in maart 2020.

Boeing en het in Luxemburg gevestigde LeoSat hebben eveneens plannen opgesteld voor internettoegang in de ruimte. Het wordt zo wel flink druk in de ruimte. Internationale Telecommunicatie-unie, kan dit wel goed gaan?

https://www.astroblogs.nl/2019/05/20/spacex-starlink-internet-krijgt-vorm-eerste-60-testsatellieten-bijna-klaar-voor-lancering/
https://www.reddit.com/r/spacex/comments/fxkc7k/starlink6_launch_campaign_thread/
https://www.ad.nl/tech/ook-apple-wil-satellieten-gebruiken-voor-internetverbinding~a74dd093/
https://www.businessinsider.com/facebook-filings-athena-satellite-project-still-ongoing-planning-launch-2020-1?international=true&r=US&IR=T
https://www.telesat.com/news-events/blue-origins-powerful-new-glenn-rocket-launch-telesats-advanced-global-leo-satellite
https://www.geekwire.com/2019/amazon-project-kuiper-broadband-satellite/