Uudelleenkäytettävät raketit ja satelliittien tuomat yhteydet: vuoden 2023 katsaus

Raketteja on käytetty tiettävästi jo lähes 800 vuotta. Vuosisatojen aikana tekniikka on kehittynyt ilotulitteista ja aseista avaruusraketteihin, jotka kuljettavat hyötykuormia kiertoradalle ja joiden osia voidaan käyttää uudelleen. Tämä artikkeli tarkastelee kehitystä vuoden 2023 näkökulmasta.

Uudelleenkäytettävät raketit eivät ainoastaan laajenna mahdollisuuksia avaruudessa. Ne myös helpottavat laajojen satelliittiverkkojen rakentamista, mikä voi parantaa tietoliikenneyhteyksiä maapallolla.

Valmistajat ja innovaattorit

Ennen uudelleenkäytettävien rakettien vaikutusten tarkastelua esitellään muutamia avaruusalan yrityksiä ja organisaatioita.

Iridium Communications (IRDM)

Iridium tarjoaa satelliittien välityksellä maailmanlaajuisia puhe- ja datapalveluja. Sen NEXT-satelliittien laukaisut valmistuivat tammikuussa 2019. Vanha verkko korvattiin asteittain palvelua keskeyttämättä; vanhoja satelliitteja poistettiin käytöstä ja ohjattiin ilmakehään. Uuden sukupolven kokonaisuuteen kuului 66 toiminnassa olevaa satelliittia, yhdeksän kiertoradalla olevaa varasatelliittia ja kuusi maassa säilytettyä varasatelliittia.

Vuoden 2023 alkuperäisessä katsauksessa mainittiin Barclays Capitalin ja Morgan Stanleyn (MS ) kaltaisten analyysitalojen myönteiset arviot sekä analyytikoiden vahva osta -luokitus. Katsauksen mukaan IRDM-osakkeen hinta oli noussut noin 88 prosenttia sitä edeltäneiden 12 kuukauden aikana ja yhtiön liikevaihto oli kasvanut tarkastellulla viiden vuoden jaksolla. Nämä ovat historiallisia tietoja, eivät tämänhetkisiä tuottoja tai suosituksia.

Iridium Communications (IRDM ) (IRDM) perustettiin vuonna 2001. Sen pääkonttori sijaitsee Virginian osavaltiossa Yhdysvalloissa.

SpaceX

SpaceX (SPCX ) on tunnettu avaruusyhtiö, jonka toimintaan kuuluvat Starlink ja uudelleenkäytettävät kiertoratalaukaisuihin tarkoitetut raketit. Vuoden 2023 katsauksessa Elon Muskin omistusosuudeksi ilmoitettiin 44 prosenttia; kyse ei ole ajantasaisesta omistusluvusta.

Alkuvuonna 2023 SpaceX oli vielä yksityinen yhtiö. Alkuperäinen katsaus kertoi sen keränneen vuoden 2022 puolivälissä 250 miljoonaa dollaria 125 miljardin dollarin rahoitusta edeltävällä arvostuksella. Arvostus ei tarkoita kerättyä rahoitusta. Katsauksessa kokonaisrahoitukseksi ilmoitettiin yli 9,4 miljardia dollaria 33 rahoituskierroksella.

SpaceX:n osakkeilla ei alkuvuonna 2023 käyty kauppaa tavallisessa pörssissä, joten suora sijoittaminen oli yksityissijoittajille rajallista. Epäsuoraa yhteyttä yhtiöön saattoi saada sen rahoitukseen osallistuneiden pörssiyhtiöiden kautta. Näihin kuuluivat Alphabet (GOOG ) (A-sarjan osaketunnus GOOGL) ja Bank of America (BAC ) (BAC). Tällainen sijoitus ei vastaa SpaceX:n osakkeiden omistamista: sijoittaja altistuu ennen kaikkea kyseisen pörssiyhtiön koko liiketoiminnalle.

SpaceX perustettiin vuonna 2002. Vuoden 2023 katsauksessa sen toimipaikaksi mainittiin Kalifornia.

NASA

NASA on Yhdysvaltain liittovaltion siviili-ilmailu- ja avaruushallinto. Se harjoittaa avaruustutkimusta ja kehittää muun muassa satelliitti- ja viestintäteknologiaa. Kaikkia satelliittijärjestelmiä ei kuitenkaan voi lukea NASA:n ansioksi: esimerkiksi GPS on Yhdysvaltain puolustushallinnon järjestelmä.

NASA ei ole pörssiyhtiö, joten sen osakkeita ei voi ostaa.

NASA eli National Aeronautics and Space Administration perustettiin vuonna 1958 Yhdysvaltain ja Neuvostoliiton avaruuskilpailun aikana. Sen pääkonttori sijaitsee Washington D.C.:ssä, ei Washingtonin osavaltiossa.

Nykyaikaiset edistysaskeleet

Satelliitteja on laukaistu raketeilla vuosikymmeniä, mutta laukaisut ovat perinteisesti olleet kalliita. Merkittävä kustannustekijä on ollut rakettien tai niiden osien kertakäyttöisyys.

SpaceX esitteli uudelleenkäytettävän raketin kehityssuunnitelmia vuonna 2011. Falcon 9:n ensimmäinen vaihe laskeutui onnistuneesti kiertoratalaukaisun jälkeen joulukuussa 2015, ja aiemmin käytetty ensimmäinen vaihe lensi uudelleen maaliskuussa 2017. Ensimmäinen 60 Starlink-satelliitin erä laukaistiin toukokuussa 2019, ei vasta vuonna 2020.

Uudelleenkäytettäviä raketteja käytetään satelliittien laukaisemiseen, ja pidemmän aikavälin tavoitteet ulottuvat avaruusmatkailusta Mars-lentoihin. Satelliittiyhteydet voivat jo parantaa viestintää syrjäseuduilla. Palvelu ei silti ole automaattisesti jokaisen saatavilla kaikkialla: kattavuus, kapasiteetti, laitteet, hinta ja paikalliset luvat rajoittavat käyttöä.

Tilastollisesti tarkasteltuna

Vuonna 2023 julkaistussa raportissaan Big Ideas 2023: Technological Convergence Ark Invest käsitteli tulevaisuuden teknologioita ja niiden yhteisvaikutuksia. Yksi aihe oli kiertoradalla toimiva avaruustekniikka. ARK:n mukaan satelliittikaistanleveyden kustannus oli pienentynyt tarkastellun 19 vuoden aikana noin 1/7 500:aan aiemmasta. Tämä tarkoittaa kustannusten laskua, ei nousua 7 500-kertaisiksi. Yhdessä uudelleenkäytettävien rakettien kanssa kehitys voi helpottaa satelliittiyhteyksien laajentamista.

Starlink on keskeinen esimerkki satelliittiverkosta, jonka rakentamisessa hyödynnetään uudelleenkäytettäviä raketteja. Alkuperäinen vuoden 2023 katsaus mainitsi yli 3 300 laukaistua satelliittia. Luku kuvaa tuolloista tilannetta eikä nykyistä verkkoa.

Alkuperäisessä katsauksessa mainittiin noin 499 dollarin aloituskustannus ja 110 dollarista alkava kuukausimaksu. Nämä ovat historiallisia hintatietoja, eivät nykyinen tai maailmanlaajuinen hinnasto. Myös esitetty 100–350 Mbit/s:n nopeusalue riippuu palvelutyypistä, alueesta ja verkon kuormituksesta. Satelliittilaajakaista voi tarjota vaihtoehdon alueilla, joilla maanpäälliset yhteydet ovat puutteellisia.

Starlinkin tilaajamäärä kasvoi nopeasti vuosina 2022–2023. Alkuperäisen katsauksen puolen miljoonan tilaajan luku oli aiempaa tilannetta kuvaava arvio. SpaceX oli hakenut lupia jopa 42 000 satelliitin kokonaisuudelle; hakemusten määrä ei tarkoita, että kaikki satelliitit olisi hyväksytty, laukaistu tai tarvittu. Maailmanlaajuinen palvelu oli tavoite, johon liittyi myös kapasiteetti- ja lupakysymyksiä.

Suuret satelliittiverkot herättävät myös huolia. Avaruusromu, kuten käytöstä poistuneet laitteet ja törmäyksissä syntyneet kappaleet, lisää törmäysriskiä. Erillinen ongelma on toimivien satelliittien heijastama auringonvalo, joka voi haitata tähtitieteellisiä havaintoja. Näitä kahta vaikutusta ei pidä sekoittaa toisiinsa.

Kiertoradalla olevia satelliitteja voi tarkastella tästä kartasta .

Lisäedut

Satelliittiyhteyksien hyödyt ulottuvat elokuvien katseluun ja pelaamiseen. Ne voivat helpottaa esimerkiksi opiskelua, työskentelyä ja yritystoimintaa alueilla, joilla toimivaa internetyhteyttä ei aiemmin ollut. Viive ja yhteyden laatu vaihtelevat.

Joillakin syrjäisillä alueilla on sähköntuotantoa mutta ei riittävää yhteyttä sähköverkkoon tai paikallista kysyntää. Bitcoin-louhinta voi tietyissä oloissa käyttää tällaista sähköä, ja satelliitti-internet voi välittää louhinnan tarvitseman datayhteyden. Kyse on sähkön kuluttamisesta laskentaan, ei sähkön myymisestä Starlink-yhteyden kautta.

Tällainen toiminta voi tuoda tuloja ja työpaikkoja, mutta kannattavuus riippuu muun muassa sähkön hinnasta, laitteista, Bitcoinin hinnasta, louhintakilpailusta ja paikallisista säännöistä. Vaurauden syntyminen ei ole varmaa.

Loppusanat

Laajenevat satelliittiverkot voivat parantaa yhteyksiä ja avata uusia mahdollisuuksia. Samalla on ratkaistava kustannuksiin, saavutettavuuteen, avaruusromuun ja tähtitieteellisiin havaintoihin liittyviä kysymyksiä. Tekninen kehitys ei yksin takaa kaikkien ongelmien poistumista.

Uudelleenkäytettävien rakettien mahdollistamat säästöt ovat yksi satelliittiverkkojen rakentamista edistävä tekijä. Rakettien vuosisatainen kehitys jatkuu, ja sen hyödyt riippuvat myös siitä, miten turvallisesti ja tarkoituksenmukaisesti tekniikkaa käytetään.