Przegląd satelitów O3b
Konstelacja satelitów O3b, zapewnia telekomunikację i backhaul danych z odległych lokalizacji, oferując nisko opóźnione backhaul Internetu do rynków wschodzących i krajów rozwijających się poprzez serię satelitów na orbitach równikowych o wysokości 8000 Kilometrów.
Prędkości danych do 10 Gbps są obsługiwane przez każdego satelitę pierwszej generacji z całkowitą przepustowością przekraczającą 160 Gbps po zakończeniu rozmieszczania początkowej konstelacji operacyjnej. O3b Networks Ltd. jest operatorem tej nowej konstelacji satelitów, nazwanej na cześć „The Other 3 Billion” – odnosząc się do populacji świata, która bez pomocy nie ma dostępu do szerokopasmowych usług transmisji danych. Założona w 2007 roku firma otrzymała wsparcie finansowe od gigantów branży, takich jak Google i SES, podczas jej początkowej konfiguracji w kierunku pierwszych startów satelitów, zanim została przejęta jako spółka zależna będąca w całości własnością SES w maju 2016 roku.
Konstelacja satelitów O3b ma w początkowej fazie składać się z ośmiu satelitów, zanim liczba aktywnych statków kosmicznych zostanie podwojona do 16. Flota satelitów krąży wokół Ziemi po równikowej, średniej orbicie okołoziemskiej na wysokości 8 063 Kilometrów. O3b zapewnia światłowodową przepustowość trunkingową operatorom telekomunikacyjnym oraz backhaul bezpośrednio do wież 3G Cellular i WiMAX.
Pierwsze cztery satelity O3B zostały wystrzelone z Gujańskiego Centrum Kosmicznego przez rakietę Sojuz ST-B w dniu 25 czerwca 2013 roku i weszły w fazę rozruchu i sprawdzania podstawowych systemów, zanim rozpoczęły się funkcjonalne kontrole ich możliwości w ramach wielotygodniowej kampanii walidacyjnej na orbicie.
We wrześniu 2013 roku stało się jasne, że transpondery zainstalowane na statku kosmicznym wykazywały nieoczekiwaną degradację w ich funkcji dostarczania sygnałów czasowych wymaganych do downlinkowania danych z satelitów. Spowodowało to opóźnienie startu drugiej partii satelitów z września 2013 r. na lipiec 2014 r., aby umożliwić wymianę podejrzanych komponentów.
Drugi zestaw czterech satelitów wystrzelonych 10 lipca 2014 roku, również na szczycie Sojuza ST-B i O3b zaczął dostarczać usługi operacyjne po zakończeniu ich fazy kontrolnej. Trzeci zestaw satelitów pierwszej generacji wystartował z Gujany Francuskiej 18 grudnia 2014 r., aby dodać dalszą pojemność do konstelacji, która do tego czasu rozpoczęła świadczenie usług dla wielu krajów afrykańskich i odległych państw wyspiarskich, a także dla rządu USA i statków wycieczkowych.
Z 12 satelitami na orbicie, O3b przełączył trzy z pierwszej partii w tryb gotowości ze względu na ich zdegradowaną charakterystykę sygnału, aby służyć jako realne kopie zapasowe w przypadku, gdy jakikolwiek inny satelita cierpi na problemy techniczne.
Do 2016 r. roczne przychody miały przekroczyć 100 mln USD, a firma O3b podpisała dodatkowe kontrakty rządowe z USA na świadczenie usługi 365 dni w roku dla użytkownika z Departamentu Obrony, składającej się z pełnodupleksowego łącza 155 Mb/s, dostępu do bramy naziemnej i terminala komunikacji mobilnej z opóźnieniem sygnału w obie strony poniżej 200 ms.
Segment kosmiczny konstelacji O3b został zaprojektowany i wyprodukowany przez Thales Alenia Space z wykorzystaniem platformy satelitarnej ELiTeBus, która ma bogate dziedzictwo lotnicze w zastosowaniach na niskiej orbicie okołoziemskiej, takich jak satelity komunikacyjne GlobalStar.
Każdy satelita O3b waży 700 kilogramów przy starcie, przy czym sucha masa ELiTeBus wynosi około 450 kilogramów. Autobus satelity ma kształt trapezu, składającego się ze sztywnych aluminiowych paneli o strukturze plastra miodu. Szyna statku kosmicznego zapewnia wszystkie niezbędne zasoby dla ładunku użytecznego, w tym stabilność wycelowania, możliwości napędowe, stabilne zasilanie i połączenia danych. Platforma może pomieścić ładunek o wadze ponad 300 kilogramów, który jest umieszczony na panelu ziemskim o wymiarach 3,0 na 1,6 metra.
Samolot posiada dwa rozmieszczone trzysegmentowe baterie słoneczne do wytwarzania energii za pomocą ogniw słonecznych z galu iarsenidu, awionika jest używana do dystrybucji energii, a baterie Li-Ion do przechowywania energii. Matryce słoneczne są zdolne do automatycznego śledzenia słońca w celu zwiększenia ekspozycji. Moc w początkowym okresie życia wynosi 2400 W, a w okresie EOL (End Of Life) około 1700 W, przy czym nominalne zasilanie ładunku użytecznego wynosi około 1000 W. Na satelicie zastosowano główną szynę zasilającą o napięciu 28 V.
Platforma satelitarna jest stabilizowana w trzech osiach z możliwością precyzyjnego wskazywania położenia z wykorzystaniem danych o położeniu dostarczanych przez czujniki ziemskie, a także precyzyjne czujniki słoneczne i inercyjną jednostkę pomiarową. Jednostka GPS dostarcza informacji o pozycji na orbicie, co pozwala na obliczenie geometrii przelotu przez różne terminale naziemne.
Stabilizacja i aktywacja postawy jest realizowana przy użyciu kombinacji kół reakcyjnych i drążków momentu obrotowego do zarządzania momentem pędu. Ogólnie rzecz biorąc, satelita ma dokładność wycelowania 0,007 stopnia. Napęd do manewrów postawy i korekt/utrzymania orbity jest dostarczany przez system monopropellantu Hydrazine zawierający 141 kg paliwa, który zasila osiem 1-Newtonowych pędników, które mogą być używane do kontroli postawy, zrzutów pędu i korekt/utrzymania orbity.
Szynobus ELiTe wyposażony jest w komputer pokładowy skupiony wokół mikroprocesora LEON3, który jest szeroko stosowany w aplikacjach kosmicznych. System OBC zapewnia dowodzenie i kontrolę nad wszystkimi podsystemami platformy satelitarnej oraz dowodzi operacjami ładunku użytecznego. Magistrala danych 1553B jest używana na pokładzie satelity, łącząc wszystkie systemy z komputerem, a także łącząc się z systemem komunikacyjnym platformy, który działa w paśmie S.
Każdy z satelitów posiada redundantne systemy, aby zapobiec pojedynczym awariom powodującym utratę statku kosmicznego. Satelity O3b zostały zbudowane na okres dziesięciu lat.
Ładunek użyteczny statku kosmicznego składa się z potężnego systemu komunikacji w paśmie Ka-Band. Dwanaście w pełni sterowalnych zespołów antenowych pasma Ka-Band jest zamontowanych na skierowanym w stronę Ziemi pokładzie satelity, pracującym na częstotliwości 4,3 GHz. Dwie wiązki o częstotliwości 216 MHz przeznaczone są dla połączeń bramowych, a 10 wiązek dla terminali zdalnych. Każda antena zapewnia przepustowość danych 1,25 GBit/s – 600 MBit/s dla up- i downlink, co daje łączną przepustowość 12,5 GBit/s na satelitę.
Pod koniec 2015 roku firma O3b zamówiła w Thales Alenia Space dodatkowe osiem satelitów. O3b FM13 do FM20 są w dużej mierze podobne do swoich poprzedników, ale posiadają pewne ulepszenia wydajności przy zachowaniu ogólnej kompatybilności, aby bezproblemowo zintegrować się w ramach istniejącej konstelacji Ka-Band.
Każda z anten może zostać przesunięta do dowolnego punktu w zasięgu satelity w ciągu kilku minut, aby umożliwić elastyczne planowanie sesji komunikacyjnych w celu zapewnienia pokrycia komunikacyjnego tam, gdzie jest to potrzebne, kiedy jest to potrzebne.
Ka-Payload wykorzystuje technologię repeaterów, aby umożliwić proste przydzielanie pasma w przestrzeni satelitarnej, która ma około 700 Kilometrów średnicy na wiązkę. Elastyczna konfiguracja systemu zapewnia możliwość międzyantenowego transferu danych, dzięki czemu łatwo jest zapewnić proste rozwiązania trunkingowe pomiędzy dwoma lub więcej punktami.
Z konstelacją orbitującą w MEO, opóźnienia w transferze danych są znacznie niższe, porównując O3b do Geostacjonarnych Satelitów Komunikacyjnych, które charakteryzują się opóźnieniami rzędu ~500 milisekund. O3b zamierza zapewnić łączność głosową przy opóźnieniu w jedną stronę wynoszącym 179 milisekund oraz opóźnieniu w trybie end-to-end dla usług transmisji danych wynoszącym 238 ms. W przypadku usług morskich zapewniona zostanie prędkość łącza przekraczająca 500 Mb/s. Optymalny zasięg jest zapewniony między 45 stopniami szerokości geograficznej północnej i południowej, chociaż usługi mogą być rozszerzone do szerokości geograficznej do 62 stopni.
W 2017 roku SES ogłosił plany dotyczące systemu kontynuacyjnego o nazwie O3b mPower, ustawionego w celu dodania serii satelitów o wysokiej przepustowości do konstelacji, począwszy od 2021 roku. mPower rozszerzy konstelację do globalnego zasięgu, zmieni producentów na Boeinga i wykorzysta najnowocześniejszą technologię, aby umożliwić bazową konstelację siedmiu satelitów, aby dostarczyć prawie 30 000 wiązek spotów komunikacyjnych. Dodatkowe szczegóły można znaleźć tutaj: SES zamawia super-mocne satelity od Boeinga, aby rozszerzyć usługi szerokopasmowe O3b
.