Высокие ставки на высокой позиции: могут ли инновации и оборонные инвестиции помочь GEO конкурировать с LEO?

Геостационарная орбита (GEO), хотя и воспринимается как несколько старомодная, является "космической возвышенностью". Как и опорные пункты Союза в Геттисберге, GEO представляет собой важнейшую территорию, суверенный домен в космосе. Привязанные в определённой зоне покрытия, спутники GEO могут обеспечить непрерывное региональное покрытие с экономически эффективным режимом связи.

К сожалению, традиционная спутниковая отрасль GEO в последнее время столкнулась с несколькими серьезными неудачами: отказы спутников ViaSat-3, Arcturus от Astranis, Intelsat-33e, при том, что Boeing и Airbus могут полностью отказаться от своего космического бизнеса. Кроме того, слияния Intelsat/SES и Viasat/Inmarsat являются явными признаками сокращения рынка.

Тем временем доходы Starlink стремительно растут. По независимым оценкам, в 2023 году Starlink превысил совокупный годовой доход SES и Intelsat. Проблема усугубляется тем, что и SES, и Intelsat начали перепродавать услуги Starlink, что является тревожным сигналом, свидетельствующим об уменьшении доли рынка операторов GEO и обострение борьбы за сохранение своей актуальности. В связи с этим возникает вопрос: почему отрасль GEO вынуждена бороться за сохранение конкурентоспособности против развивающихся сетей на LEO и для чего это нужно?

Поначалу операторы GEO отвергали потенциал систем LEO, уверенно заявляя, что "не существует бизнес-кейса LEO, который можно было бы закрыть". Многие полагали, что Starlink постигнет судьба Iridium, чьи амбициозные планы в конечном итоге потерпели крах. Однако Starlink разрушила эти ожидания, собрав более $10 млрд финансирования, что позволило ей преодолеть финансовые препятствия и быстро расширить масштабы деятельности. Культ личности Илона Маска способствовал стремительному взлету Starlink, привлек к ней всеобщее внимание и расположил к себе пользователей.

Благодаря этому капиталу Starlink приступила к полной вертикальной интеграции, что привело к снижению стоимости архитектуры и быстрому расширению. Стратегическое партнерство с T-Mobile позволило Starlink занять лидирующее положение в области прямого доступа к устройствам, приблизившись к тому, чтобы стать стандартом де-факто и даже опередить развертывание стандартов 5G NTN.

В течение десятилетий отрасль GEO работала в условиях олигополии, когда у клиентов было мало альтернатив. Застряв на собственной культурной орбите, операторы GEO, привыкшие к медленным циклам развертывания, наблюдали, как SpaceX устремляется вперед. Не задумываясь, заказчики стали быстро переходить на решения LEO, когда они стали жизнеспособной и более дешевой альтернативой.

Успех отрасли GEO на начальном этапе стал непосредственным препятствием для инноваций. До недавнего времени большинство достижений в области спутниковой связи были скорее постепенными, чем преобразующими, к тому же отрасль двигалась по своей собственной более медленной орбите. Отсутствие революционных инноваций - 10-кратного повышения производительности или снижения стоимости - сделало системы GEO уязвимыми перед агрессивным ценообразованием Starlink. Это хрестоматийный пример "стратегического переломного момента" Эндрю Гроува, когда выживание зависит от способности быстро и решительно адаптироваться к изменениям на рынке.

Однако, несмотря на то, что на LEO насчитывается более 9200 действующих спутников и еще много тысяч запланировано, быстрое расширение LEO выявляет серьезные проблемы, требующие внимания. Эта перегруженность привела к опасному числу маневров по предотвращению столкновений: одни только спутники Starlink совершили около 50000 маневров за шесть месяцев в 2023 году. Растущая плотность LEO, насчитывающая около 28000 объектов, включенных в каталог, делает синдром Кесслера – каскад столкновений с космическим мусором, уничтожающим LEO, – все более неотвратимой угрозой, превращая его из теоретической возможности в реальную проблему "когда", а не "если".

По этой причине слабая отрасль GEO – это не просто профессиональная проблема, это риск для национальной безопасности. Когда срок службы спутников GEO истечет, и они перейдут на "мусорные" орбиты, а их операторы окажутся в затруднительном положении, иностранные противники с удовольствием поднимутся на космическую высоту. Разрушение этого оплота угрожает как коммерческим, так и оборонным интересам, что подчеркивает острую необходимость в инновационных преобразованиях в секторе GEO.

Чтобы не оказаться на "мусорной" орбите, отрасль GEO должна уделять первоочередное внимание разработкам, позволяющим улучшить систему в 10 или более раз, особенно в части повышения эффективности использования спектра, чтобы дать возможность операторам поддерживать больше пользователей и/или более высокую пропускную способность, чем у конкурентов. Системы оптической связи в открытом космосе, обещающие обеспечить пропускную способность на уровне терабита, станут огромным скачком вперед в обеспечении пропускной способности "земля-космос" и "космос-земля" для GEO.

Кроме того, спутники GEO должны отличаться за счет предоставления уникальных гибких услуг. В отличие от Starlink, который опирается на вертикальную интеграцию, чтобы поставлять недорогие и унифицированные продукты в больших масштабах, операторы GEO могут выделиться за счет гибкости. Например, операторы могут предоставить Министерству обороны уникальные возможности, такие как формы сигналов LPI/LPD (Low Probability of Intercept/Detection, низкая вероятность перехвата/обнаружения) или другие разнообразные услуги.

К счастью, появляются и другие преобразующие технологии, способные поддержать эту эволюцию в наземном сегменте. Стандарт совместимости цифровых систем (DIFI/ Digital IF Interoperability) обеспечивает протокол для передачи оцифрованного сигнала IF, что значительно снижает эксплуатационные расходы, повышает гибкость наземных систем и открывает различные новые приложения. На основе DIFI консорциум Waveform Architecture for Virtualized Ecosystems (WAVE/ Архитектура сигналов для виртуализированных экосистем) разрабатывает стандартизированные архитектуры, позволяющие виртуализировать формы сигналов на общих аппаратных платформах или облачных инстансах, таких как F2 от AWS, что позволяет добиться значительной эффективности, масштабируемости и гибкости.

В прошлом году Министерство обороны опубликовало "Стратегию интеграции коммерческого космоса", в которой подчеркивается острая необходимость в создании гибридных коммерческих и военных средств спутниковой связи. Стратегия описывает три ключевых преимущества: экономия затрат за счет совместного использования инфраструктуры, повышение устойчивости благодаря высокоадаптируемым, диверсифицированным сетям с расширенным глобальным покрытием, а также быстрое внедрение инноваций за счет использования коммерческих спутников в целях ускорения интеграции и развертывания новых технологий. В 2020 году в документах Министерства обороны говорилось о необходимости создания гибких терминалов и наземных сегментов, способных адаптироваться к меняющимся требованиям миссии.

Чтобы поддержать эту концепцию развития спутниковой связи, Министерство обороны должно быть катализатором для отрасли GEO, чтобы избежать неактуальности. В условиях нынешнего финансового давления и зависимости от культурных орбит отрасль GEO, к сожалению, не склонна рисковать. Но при надлежащем финансировании, направленном на компании, заинтересованные в разработке трансформационных технологий, таких как упомянутые выше, отрасль отреагирует быстро. Ярким примером такой реакции является быстрое развитие программы, первого модема DIFI (Enterprise Digital IF Multi-carrier modem) для Министерства обороны, который значительно продвинул принятие стандарта DIFI.

Аналогичным образом, необходимо целевое финансирование инноваций, повышающих спектральную эффективность и гибкость сети, например, с помощью стандарта WAVE. Инвестируя в эти области, Министерство обороны сможет сформировать конкурентоспособную и актуальную отрасль GEO, которая будет удовлетворять коммерческие и военные потребности с помощью передовых технологий и надежных оперативных возможностей.

У Министерства обороны есть уникальная возможность сформировать и оживить отрасль GEO, поддерживая исследования и разработки в области этих ключевых технологий. С помощью целевых инвестиций Министерства обороны сектором GEO сможет не только восстановить свои конкурентные преимущества, но и закрепить свою роль в качестве важнейшего компонента национальной безопасности и глобального рынка спутниковой связи.