I USAs teknologihovedstad Silicon Valley er det én utfordring alle de største selskapene har gitt seg i kast med. De vil spre internett til alle mennesker over hele planeten.
Metodene de ulike selskapene har valgt er forskjellige, og ofte banebrytende.
Google har lenge jobbet med enorme ballonger som frakter 4G-antenner.
Facebook har nylig gitt opp sine soldrevne seilfly som sendte internett gjennom laserstråler.
Nå prøver flere selskap satellitter. Siden 2015 har Tesla-eier Elon Musk gjennom selskapet Space X vært i gang med prosjektet «Starlink». Amazon kunngjorde i fjor sitt «Project kuiper». Begge skal etablere et stort nettverk av satellitter (på fagspråket kalt satellittkonstellasjoner) som skal sveve relativt nært jordens overflate.
Høyt antall satellitter
Amazon har planlagt å sende ut i overkant av 3 500 satellitter. Space X vil sende ut 40 000 totalt. 1 000 skal skytes opp i løpet av 2020.
Foreløpig blir 60 sendt ut om gangen. Onsdag ettermiddag norsk tid ble 60 nye satellitter sendt ut, noe som bringer totalen opp i 240.
Tradisjonelt plukker en satellitt opp et signal fra jorden og formidler det til et annet punkt på jorden. Et eksempel er en satellitt-telefon og en basestasjon.
Ideen bak Starlink er å ha mange satellitter som kan snakke med hverandre ved hjelp av laser-teknologi. Fordi signalet kan hoppe mellom satellitter, blir dekningen på jorden bedre og hastigheten høyere.
Starlink skal kunne tilby datakommunikasjon opptil 40 ganger raskere enn dagens teknologi er i stand til. For å få til dette uten store forsinkelser trengs det altså et stort antall satellitter.
Romsøppel og koordinering
– Ankepunktene har dels vært knyttet til antallet satellitter, i første omgang med tanke på romskrot, sier Rune Sandbakken som er fagsjef for satellittkommunikasjon ved Norsk Romsenter til NRKbeta.
I dag overvåkes en mengde løse deler, inaktive og aktive satellitter fra bakken. Romsøppel er allerede et aktuelt tema, og denne uken ungikk to satellitter såvidt å kollidere. De mange satellittene fra Space X er, i motsetning til tradisjonelle satellitter, ikke bygget for å vare lenge.
– Starlink-satellittene er masseproduserte, og har en vesentlig antatt kortere levetid per satellitt. De må sannsynligvis erstattes etter 3-4 år, sier Sandbakken.
Til sammenligning er satellittene til det Europeiske navigasjonssystemet Galileo designet for å vare i 10-15 år eller mer.
– Utfordringen vil oppstå den dagen satellittene slutter å fungere, sier Sandbakken.
Satellittene skal i første omgang bevege seg i bane rundt jorda ved rundt 550km høyde, men på et senere tidspunkt er satellitter i bane ved 350 og 1200km planlagt. Til sammenligning befinner den internasjonale romstasjonen seg 408 km over jorda.
Space X sier selv at satellittene vil fjerne seg langt fra jorda før de slutter å fungere, eller brenne opp i atmosfæren.
Space X har mistet kontakten med tre satellitter av de 180 som var skutt ut før onsdagens utskytning.
Med samme feilrate på 40 000 satellitter, vil over 650 av dem være ubrukelige kort tid etter de har blitt sendt ut i verdensrommet.
Koordinering
En annen utfordring er hvordan de mange satellittene skal koordineres. Starlink-satellittene kan på egen hånd styre unna andre satellitter og romskrot for å unngå kollisjon.
I september førte likevel en feil hos Space X til at den europeiske romfartsorganisasjonen (ESA) måtte flytte på sin Aeolus-satellitt for å unngå kollisjon med en av Starlinks første 60 satellitter.
– Regelverk og metodikk for å koordinere satellitter og romstasjoner har ikke vært satt opp for hundre eller tusenvis av satellitter i system, sier Sandbakken som forteller at slik koordinering lenge har vært en utfordring.
Utfordrende økonomisk regnestykke
Tidligere forsøk med satellittbasert internett har ikke vært vellykkede, noe Elon Musk selv erkjenner.
«Ingen har klart å lage en vellykket satellittkonstellasjon nær jorden på første forsøk. Jeg tror vi vil lykkes, men det er langt fra sikkert» sa Musk i mai 2019.
Et historisk eksempel er Iridium-konstellasjonen på rundt 70 satellitter som ble etablert i 1998. Målet var det samme som Starlinks, men for telefonsamtaler. Selskapet fikk aldri nok kunder til at regnestykket gikk opp, og den resulterende konkursen er en av de største i USAs historie.
Foreløpig ikke Norge
Første generasjon av satellittene går i baner som kun gir dekning opp til rundt 55 grader nord. Norge starter på rundt 57,9, og er dermed foreløpig utenfor dekningsområdet til Starlink.
Starlink har mål om å tilby tjenester i utvalgte områder i løpet av året, og skriver på egne nettsider at ambisjonen er «nær global dekning av den befolkede verden innen 2021».
– Jeg vil tro Starlink prøver å dekke områder hvor det bor og befinner seg mange mennesker. Nærmere 60 grader nord er Norge et unntak i så måte. Til sammenligning bor det 130 000 mennesker nord for 60° i Canada, sier Sandbakken.
Trøbbel for astronomer?
Et ankepunkt mot prosjektet har kommet fra astronomer, som frykter de mange satellittene vil forstyrre observasjoner av rommet. Fordi Starlink-satellittene befinner seg relativt nærme jorden framstår de lyse når de reflekterer sollys. Bilder og video fra like etter oppskytningen av de 60 satellittene i mai dokumenterer fenomenet, og har ført til overskrifter verden over.
– Det har vært skrevet mye om dette i Nature og andre steder, sier Pål Brekke ved norsk romsenter til NRKbeta.
– Bekymringene har dreid seg om to ting. Profesjonelle- og amatørobservatører samt radioastronomer.
Bekymringen blant astrofysikere og amatørastronomer har vært at bilder tatt av verdensrommet med lang eksponering kan påvirkes av det høye antallet lavtsvevende satellitter.
Like etter oppskytning delte astronom Clarae Martínez-Vázquez et bilde av «toget» med Starlink-satellitter som befant seg i bane rundt jorden, og mente det var et deprimerende syn. På det tidspunktet var satellittene fortsatt på vei utover i rommet.
– Det som har kommet fra de profesjonelle er likevel at de ikke ser på dette som et stort problem. Det europeiske sørobservatorium (ESO) regnet ut at med 27 000 satellitter ville de miste 0,8 prosent av langeksponeringene sine, og bare de som ble gjort nært daggry og skumring, sier Brekke.
ESO driver La Silla-observatoriet i Chile, og der gjøres det ikke mange eksponeringer i den aktuelle tidsperioden.
Fordi man vet hvor satellittene befinner seg, har likevel observatoriet mulighet til å sette timelange eksponeringer på pause akkurat i de sekundene satellittene passerer over. Dette kan gjøres via programvare som Brekke antar vil bli tilgjengelig også for den gjengse hobby-astronom som har en data-tilkoblet stjernekikkert.
– Blant de 60 satellittene de skjøt opp i november, var en av dem malt sort. Space X skal se på om dette hjelper på refleksjonen, og om alle framtidige skal males på samme måte for å redusere effekten, sier Brekke.
Radioastronomer, som ved hjelp av store radioantenner lytter etter signal fra fjerne galakser kan også påvirkes.
– Disse satellittene vil sende radiosignaler, og skal sende internettsignaler, så dette kan bli en større utfordring på sikt, sier Brekke.
Tips: Interessert i satellitter?
Den 8. februar skal satellitten Solar Orbiter skytes ut i Florida. Norske forskere har vært med på utviklingen og skal bruke dataene i videre forskning. Satellitten skal undersøke solvinden og polene på sola.