O3b Satellite Overview
Constelația de sateliți O3b, asigură telecomunicații și backhaul de date din locații îndepărtate, oferind backhaul de internet cu latență redusă către piețele emergente și țările în curs de dezvoltare prin intermediul unei serii de sateliți aflați pe orbite ecuatoriale la 8.000 de kilometri altitudine.
Vitezele de date de până la 10 Gbps sunt susținute de fiecare satelit de primă generație, cu o capacitate totală de peste 160 Gbps, odată ce constelația operațională inițială a finalizat implementarea. O3b Networks Ltd. este operatorul acestei noi constelații de sateliți, denumită după „Celelalte 3 miliarde” – cu referire la populația lumii care nu are acces la servicii de date în bandă largă fără ajutor. Înființată în 2007, compania a beneficiat de sprijin financiar din partea unor giganți din industrie precum Google și SES în timpul configurației inițiale, în vederea lansării primilor sateliți, înainte de a fi achiziționată ca filială deținută integral de SES în mai 2016.
Constelația de sateliți O3b este planificată să fie formată din opt sateliți în faza sa inițială, înainte ca numărul de nave spațiale active să fie dublat la 16. Flota de sateliți orbitează în jurul Pământului pe o orbită circulară, ecuatorială, pe orbita medie a Pământului, la o altitudine de 8.063 de kilometri. O3b oferă operatorilor de telecomunicații o capacitate de trunking de tip fibră optică și backhaul direct către turnurile 3G Cellular și WiMAX.
Primii patru sateliți O3B au fost lansați de la Centrul Spațial din Guyana cu o rachetă Soyuz ST-B la 25 iunie 2013 și au intrat într-o fază de punere în funcțiune și de verificare a sistemului de bază înainte de a începe verificările funcționale ale capacităților lor, ca parte a unei campanii de validare pe orbită de mai multe săptămâni.
În septembrie 2013, a devenit clar că transponderele instalate pe nava spațială prezentau o degradare neașteptată a funcției lor de furnizare a semnalelor de sincronizare necesare pentru legătura descendentă a datelor de la sateliți. Acest lucru a determinat amânarea lansării celui de-al doilea lot de sateliți din septembrie 2013 în iulie 2014, pentru a permite schimbarea componentelor suspecte.
Cel de-al doilea set de patru sateliți lansați la 10 iulie 2014, tot de pe un Soyuz ST-B, iar O3b a început să furnizeze servicii operaționale odată ce faza de verificare a fost finalizată. Un al treilea set de sateliți de primă generație a decolat din Guyana Franceză la 18 decembrie 2014 pentru a adăuga o capacitate suplimentară constelației care, până la acel moment, începuse să furnizeze servicii pentru o serie de țări africane și state insulare îndepărtate, precum și pentru guvernul SUA și nave de croazieră.
Cu 12 sateliți pe orbită, O3b a comutat trei din primul lot în modul stand-by din cauza caracteristicilor lor de semnal degradat, pentru a servi drept rezerve viabile în cazul în care oricare alt satelit ar suferi dificultăți tehnice.
Până în 2016, se aștepta ca veniturile anuale să depășească 100 de milioane de dolari, iar O3b a semnat contracte guvernamentale suplimentare cu SUA pentru a furniza un serviciu de 365 de zile pe an pentru un utilizator al Departamentului de Apărare, constând într-o legătură full duplex de 155 Mbps, acces la gateway-ul terestru și un terminal de comunicații mobile cu o latență a semnalului dus-întors de sub 200 ms.
Segmentul spațial al constelației O3b este proiectat și fabricat de Thales Alenia Space utilizând platforma de sateliți ELiTeBus, care are o vastă experiență de zbor în aplicații pe orbită joasă a Pământului, cum ar fi sateliții de comunicații GlobalStar.
Care satelit O3b cântărește 700 de kilograme la lansare, cu o masă uscată a ELiTeBus de aproximativ 450 de kilograme. Autobuzul satelitului are o formă trapezoidală, fiind format din panouri rigide din aluminiu în formă de fagure de miere. Busul navei spațiale oferă toate resursele necesare încărcăturii utile, inclusiv stabilitatea de orientare, capacitatea de propulsie, o sursă de alimentare stabilă și conexiuni de date. Platforma poate găzdui sarcini utile de peste 300 de kilograme, care sunt găzduite pe un panou terestru cu dimensiuni de 3,0 pe 1,6 metri.
Spațiu dispune de două panouri solare detașabile cu trei segmente pentru generarea de energie prin intermediul celulelor solare din galliu-arsenide, avionica este utilizată pentru distribuția energiei și baterii Li-Ion pentru stocarea energiei. Rețelele solare sunt capabile de urmărire automată a soarelui pentru a crește expunerea. Puterea la începutul duratei de viață este de 2.400 de wați, iar la sfârșitul duratei de viață (EOL) este de aproximativ 1.700 de wați, cu o sursă de alimentare nominală a încărcăturii utile de aproximativ 1.000 de wați. Pe satelit se folosește o magistrală de alimentare principală de 28 de volți.
Platforma satelitului este stabilizată pe trei axe cu o capacitate de punctare precisă folosind date de poziție furnizate de senzorii terestre, precum și de senzori solari fini și o unitate de măsurare inerțială. O unitate GPS furnizează informații privind poziția pe orbită pentru a permite calcularea geometriei de trecere peste diferitele terminale terestre.
Stabilizarea și acționarea atitudinii se realizează cu ajutorul unei combinații de roți de reacție și tije de cuplu pentru gestionarea impulsului. În general, satelitul are o precizie de cunoaștere a orientării de 0,007 grade. Propulsia pentru manevrele de atitudine și ajustările/întreținerea orbitei este asigurată de un sistem monopropelant cu hidrazină care conține 141 kg de combustibil care alimentează opt propulsoare de 1 Newton care pot fi utilizate pentru controlul atitudinii, descărcările de impuls și ajustările/întreținerea orbitei.
Busul ELiTe este echipat cu un computer de bord centrat în jurul unui microprocesor LEON3 care este utilizat pe scară largă în aplicațiile spațiale. Sistemul OBC asigură comanda și controlul tuturor subsistemelor platformei satelitului și comandă operațiunile sarcinii utile. La bordul satelitului este utilizat un autobuz de date 1553B, care conectează toate sistemele la computer și face, de asemenea, legătura cu sistemul de comunicații al platformei, care funcționează în banda S.
Care dintre sateliți dispune de sisteme redundante pentru a preveni ca defecțiunile de un singur punct să provoace pierderea unei nave spațiale. Sateliții O3b sunt construiți pentru o durată de viață proiectată de zece ani.
Sarcina utilă a navei spațiale constă dintr-un puternic sistem de comunicații în bandă Ka. Douăsprezece ansambluri de antene Ka-Band complet orientabile sunt montate pe puntea orientată spre Pământ a satelitului care funcționează la frecvența de 4,3 GHz. Două grinzi de 216 MHz sunt destinate conexiunilor gateway și 10 grinzi sunt destinate terminalelor la distanță. Fiecare antenă asigură un debit de date de 1,25 GBit/s – 600 MBit/s pentru up- și downlink, rezultând o capacitate totală de 12,5 GBit/s pe satelit.
La sfârșitul anului 2015, O3b a comandat încă opt sateliți de la Thales Alenia Space. O3b FM13 până la FM20 sunt în mare parte similare cu predecesorii lor, dar prezintă unele îmbunătățiri de performanță, menținând în același timp compatibilitatea generală pentru a se integra perfect în constelația existentă în banda Ka.
Care una dintre antene poate fi mutată în orice punct din raza de acțiune a satelitului în câteva minute, pentru a permite o planificare flexibilă a sesiunilor de comunicații, în scopul de a oferi acoperire de comunicații acolo unde este nevoie, atunci când este nevoie.
Ca-balonul Ka utilizează tehnologia de repetiție pentru a permite alocarea directă a lățimii de bandă în amprenta satelitului, care are un diametru de aproximativ 700 de kilometri pentru fiecare fascicul. Configurația flexibilă a sistemului oferă capacitatea de transfer de date între antene, ceea ce facilitează furnizarea de soluții simple de trunking între două sau mai multe puncte.
Ca urmare a faptului că această constelație orbitează în MEO, latența transferului de date este considerabil mai mică atunci când se compară O3b cu sateliții de comunicații geostaționari care prezintă latențe de ~500 de milisecunde. O3b intenționează să furnizeze comunicații vocale cu o latență unidirecțională de 179 milisecunde și o latență de la un capăt la altul pentru serviciile de date de 238ms. Pentru serviciile maritime, se va asigura o viteză de conectivitate de peste 500 Mbps. Acoperirea optimă este asigurată între 45 de grade latitudine nordică și sudică, deși serviciile pot fi extinse până la o latitudine de până la 62 de grade.
În 2017, SES a anunțat planurile pentru un sistem subsecvent numit O3b mPower, care urmează să adauge constelației o serie de sateliți de mare capacitate de transmisie începând cu 2021. mPower va extinde constelația la o acoperire globală, va trece producătorii la Boeing și va utiliza tehnologii de ultimă generație pentru a permite constelației de bază de șapte sateliți să furnizeze aproape 30.000 de fascicule punctuale de comunicații. Detalii suplimentare pot fi găsite aici: SES comandă sateliți superputere de la Boeing pentru a extinde serviciile de bandă largă O3b
.