Iridium

Iridium — это спутниковая телефонная система, обеспечивающая глобальное покрытие Земли (включая полярные регионы) за счёт группировки низкоорбитальных спутников. Система позволяет передавать голосовые вызовы, текстовые сообщения и данные с помощью портативных терминалов (спутниковых телефонов) в любой точке планеты, где есть прямая видимость неба. Оператором системы является компания Iridium Communications Inc. (США).

История

Разработка и запуск

Проект Iridium был предложен инженерами компании Motorola в конце 1980-х годов. Идея заключалась в создании сети из 77 спутников (отсюда название — по атомному номеру иридия), которые бы обеспечивали непрерывную связь на всей поверхности Земли. Впоследствии количество спутников было сокращено до 66, но название осталось прежним. Первый спутник был запущен в 1997 году, а коммерческая эксплуатация началась 1 ноября 1998 года.

Финансовые трудности и банкротство

Несмотря на технологическую инновационность, система столкнулась с серьёзными экономическими проблемами. Высокая стоимость терминалов (около 3000 долларов США) и дорогие тарифы (до 7 долларов за минуту разговора) сделали Iridium недоступным для массового рынка. К тому же развитие сотовой связи в 1990-х годах значительно сократило потенциальную аудиторию. В августе 1999 года компания Iridium LLC подала заявление о банкротстве. В 2000 году активы были выкуплены группой инвесторов, и была создана новая компания — Iridium Satellite LLC.

Модернизация: Iridium NEXT

В 2010-х годах была начата программа модернизации спутниковой группировки — Iridium NEXT. В 2017—2019 годах на орбиту были выведены 66 новых спутников (плюс резервные), построенных компанией Thales Alenia Space. Новые спутники обладают улучшенными характеристиками: увеличенной пропускной способностью, поддержкой более высоких скоростей передачи данных (до 1,5 Мбит/с) и возможностью хостинга дополнительной полезной нагрузки (например, для систем автоматической идентификации судов). Запуски осуществлялись ракетами Falcon 9 компании SpaceX.

Характеристики системы

Орбитальная группировка

Система Iridium использует 66 действующих спутников, расположенных на низкой околоземной орбите (около 780 км). Спутники распределены по 6 орбитальным плоскостям (по 11 спутников в каждой). Такая конфигурация обеспечивает полное покрытие Земли, включая приполярные области, где геостационарные спутники (например, Inmarsat) недоступны.

Принцип работы

Спутники Iridium работают в режиме «созвездия» (constellation). Каждый спутник связан с соседними по орбите и с соседними плоскостями с помощью межспутниковых лазерных каналов (в системе Iridium NEXT). Это позволяет передавать сигнал от абонента к наземному шлюзу или напрямую между двумя спутниковыми телефонами без использования наземной инфраструктуры. Сигнал от телефона поступает на ближайший спутник, затем передаётся по цепочке спутников до спутника, находящегося над нужным наземным шлюзом или над другим абонентом.

Спектр и частоты

Для связи с абонентскими терминалами используется L-диапазон (1616—1626,5 МГц). Для связи с наземными шлюзами и для межспутниковой связи — Ka-диапазон.

Услуги и оборудование

Спутниковая телефония

Основная услуга — голосовая связь. Телефоны Iridium (например, Iridium 9555, Iridium Extreme) представляют собой портативные устройства с выдвижной антенной. Они обеспечивают качество голоса, сравнимое с сотовой связью, но с задержкой сигнала около 0,5 секунды из-за ретрансляции через спутники.

Передача данных

Система поддерживает передачу данных с низкой скоростью (до 2,4 кбит/с для старых терминалов и до 704 кбит/с для Iridium Certus). Услуга Iridium Certus предоставляет широкополосный доступ в интернет, достаточный для видеозвонков, электронной почты и работы приложений.

Короткие сообщения (SMS)

Абоненты могут отправлять и получать текстовые сообщения длиной до 160 символов. Эта услуга часто используется для аварийных оповещений и передачи координат.

Трекеры и аварийные маяки

Компания выпускает портативные трекеры (например, Iridium GO!) и спутниковые аварийные маяки (EPIRB) для подачи сигнала бедствия в экстренных ситуациях.

Применение

Связь в удалённых регионах

Iridium востребован в районах, где отсутствует сотовая связь: в Арктике и Антарктике, в тайге, пустынях, океанах, высокогорьях. Используется полярниками, геологами, нефтяниками, спасателями, моряками и авиаторами.

Морская и авиационная связь

Система применяется на морских судах и самолётах для обеспечения голосовой связи и передачи данных, в том числе для системы GMDSS (Глобальная морская система связи при бедствии). В авиации Iridium используется для связи с диспетчерскими службами и для передачи телеметрии.

Военное и правительственное использование

Iridium активно используется вооружёнными силами США и других стран, а также правительственными агентствами (например, для связи в зонах боевых действий или в местах стихийных бедствий). В России система Iridium не имеет официального статуса оператора связи, однако её терминалы используются в частном порядке и некоторыми государственными структурами.

Научные исследования

Система применяется для передачи данных с удалённых научных станций (например, метеостанций, буёв, океанографических платформ). Спутники Iridium NEXT несут дополнительную полезную нагрузку, включая приборы для системы AIS (Автоматическая идентификационная система) для отслеживания судов.

Критика и недостатки

Высокая стоимость

Тарифы на звонки и передачу данных остаются значительно выше, чем у сотовых операторов. Стоимость минуты разговора составляет от 0,5 до 1,5 долларов США. Терминалы также дороги (от 500 до 1500 долларов).

Ограниченная пропускная способность

Несмотря на модернизацию, скорость передачи данных (особенно в старых терминалах) невысока. Это не позволяет использовать Iridium для потокового видео или загрузки больших файлов.

Зависимость от погоды и рельефа

Для работы терминала необходима прямая видимость спутника. В густом лесу, в ущельях или в плотной облачности качество связи может ухудшаться.

Проблемы с конфиденциальностью

Поскольку сигнал проходит через спутники, он потенциально может быть перехвачен. Компания Iridium Communications Inc. заявляет о шифровании, но для критически важных переговоров рекомендуется использовать дополнительное шифрование.

Интересные факты

• Название «Iridium» было выбрано, потому что изначально планировалось 77 спутников (атомный номер иридия — 77). Когда количество спутников сократили до 66, название менять не стали.
• В 2018 году компания Iridium объявила о партнёрстве с Qualcomm для разработки технологии спутниковой связи для смартфонов (проект Snapdragon Satellite), однако коммерческого запуска не последовало.
• Спутники Iridium видны невооружённым глазом как быстро движущиеся точки (вспышки) на ночном небе — это так называемые «вспышки Iridium», вызванные отражением солнечного света от антенн спутников. После замены на спутники Iridium NEXT вспышки стали менее заметными.
• Система Iridium сыграла ключевую роль в спасении участников экспедиции на Эверест в 1996 году и в обеспечении связи на Международной космической станции (МКС) до установки более современных систем.

Источники

• Iridium Communications Inc. — официальный сайт компании.
• «Iridium: The Story of a Satellite Phone System» — книга Джона Блума.
• Отчёты Федеральной комиссии по связи США (FCC) о спутниковых системах.
• Статья «Iridium NEXT» в журнале Space News.
• Материалы сайта «Gunter's Space Page» о спутниках Iridium.