Wird die chinesische Version von „Starlink“ eine neue Ära der kommerziellen Raumfahrt einläuten?

Anfang August wurde der polarumlaufende Satellit Qianfan Group 01 erfolgreich mit der modifizierten Rakete vom Typ Langer Marsch 6 gestartet. Öffentlichen Informationen zufolge handelt es sich bei diesen 18 Satelliten um die erste Gruppe von Netzwerksatelliten der Qianfan-Konstellation meines Landes. Sie werden ähnlich wie die US-Starlink-Satelliten in einer Stapelanordnung gestartet. Sie werden auch für Satelliten-Internetdienste in niedriger Umlaufbahn verwendet und werden sogar als „chinesische Version von Starlink“ bezeichnet. Dieser Start löste erneut hitzige Diskussionen über die kommerzielle Raumfahrtindustrie meines Landes aus.

Bildquelle: Nachrichtenagentur Xinhua (Foto von Zheng Bin)

Viele Helden konkurrieren um den Weltraum

In den letzten Jahren hat die Branche des Internets über Satelliten in niedrigen Umlaufbahnen unter dem Einfluss mehrerer Faktoren eine Phase rasanter Entwicklung durchlaufen. Darunter fällt insbesondere die rasante Entwicklung der US Space Exploration Corporation auf. Am 23. Mai 2019 wurde die erste Charge von 60 Starlink-Satelliten ins All gestartet. Bis zum 6. August 2024 hat Starlink 184 Chargen mit insgesamt 6.851 Satelliten gestartet. Davon sind 538 Satelliten defekt oder wurden aus der Umlaufbahn genommen, 6.313 Satelliten befinden sich in der Umlaufbahn, 6.239 Satelliten sind in Betrieb und 5.823 Satelliten befinden sich in einer Betriebsumlaufbahn. Starlink hat eine globale Geschäftsabdeckung erreicht, ist für den Betrieb in 99 Ländern zugelassen, hat über 3 Millionen Benutzer und ist profitabel geworden. Dicht dahinter folgte das britische Unternehmen OneWeb. Seit dem Start des ersten Testsatelliten am 27. Februar 2019 hat die Zahl der Satelliten im Orbit mehr als 600 erreicht und die Konstellation steht kurz vor der Fertigstellung. Andere Länder, darunter Kanada, Russland, Deutschland, Südkorea und andere, haben ebenfalls eigene Pläne für Internet-Konstellationen vorgeschlagen. Fast 30 Unternehmen in verschiedenen Ländern planen den Einsatz von Satelliten-Internet-Konstellationen.

Die Planung einer Internetkonstellation über Satelliten in niedriger Umlaufbahn meines Landes wurde rechtzeitig begonnen. Bereits während des 13. Fünfjahresplans schlugen zentrale Unternehmen unter Führung der China Aerospace Science and Technology Corporation und der China Aerospace Science and Industry Corporation ihre eigenen Pläne für eine Satelliten-Internet-Konstellation vor. Die China Aerospace Science and Technology Corporation plant den Bau einer Hongyan-Konstellation bestehend aus 324 Satelliten in niedriger Umlaufbahn. Die China Aerospace Science and Industry Corporation plant den Start des Hongyun-Projekts, eines globalen Netzwerks aus 156 Satelliten. Beide starteten im Dezember 2018 ihre ersten Testsatelliten.

Der anfängliche Planungsumfang in unserem Land war relativ gering und der Baufortschritt relativ langsam. Da sich die Situation rasch ändert und Satellitenkonstellationen in niedrigen Umlaufbahnen von strategischer Bedeutung sind, hat mein Land im April 2020 erstmals Satelliteninternet in die Kategorie „neue Infrastruktur“ aufgenommen und am 26. April 2021 die China Satellite Network Group Co., Ltd. gegründet, die für die Koordinierung der Entwicklung des Satelliteninternetbereichs meines Landes verantwortlich ist. Seine Gründung ist ein Meilenstein in Chinas Satellitenkommunikations- und Satellitenanwendungsindustrie. Bis heute hat mein Land bei der Internationalen Fernmeldeunion (ITU) insgesamt 51.300 erdnahe Satelliten beantragt. Darunter befinden sich drei Konstellationspläne mit mehr als 10.000 Satelliten.

Die GW-Konstellation von China Star Network plant den Start von insgesamt 12.992 Satelliten, darunter 6.080 Satelliten in der GW-A59-Subkonstellation, verteilt in einer extrem niedrigen Umlaufbahn von 500–600 Kilometern; und 6.912 Satelliten in der GW-A2-Subkonstellation, verteilt in einer erdnahen Umlaufbahn von 1.145 Kilometern. Am 9. Juli 2023 brachte die Trägerrakete Langer Marsch 2C den ersten experimentellen Satelliten für die Satelliteninternettechnologie erfolgreich in die vorgegebene Umlaufbahn. Anschließend schloss mein Land am 23. November und 6. Dezember den Start von zwei Testsatelliten für die Satelliteninternettechnologie ab. Es wird erwartet, dass die GW-Konstellation noch in diesem Jahr mit Massenstarts beginnt und vor 2030 den Start von 10 % der Satelliten abgeschlossen hat. Nach 2030 wird das durchschnittliche jährliche Startvolumen 1.800 erreichen.

Bildquelle: CCTV News

Die „Thousand Sails Constellation“, auch bekannt als „G60 Constellation“, wurde von Shanghai Yuanxin geleitet und 2018 gegründet. Bereits im November 2019 schloss sie den Start der ersten beiden Testsatelliten ab. Derzeit wurden bereits fünf Testsatelliten gestartet. Bei den 18 diesmal gestarteten Satelliten handelt es sich um die erste Gruppe von Netzwerksatelliten. Als ein von der Stadtregierung Shanghais stark unterstütztes Projekt wird die Qianfan-Konstellation voraussichtlich in diesem Jahr den Start von 108 Satelliten abschließen. bis Ende 2025 den Start von 648 Satelliten abschließen, um eine regionale Netzabdeckung zu gewährleisten; Abschluss der ersten Bauphase von insgesamt 1.296 Satelliten bis Ende 2027, um eine globale Netzabdeckung zu gewährleisten; und die Internetvernetzung von mehr als 15.000 Satelliten in erdnahen Umlaufbahnen bis Ende 2030 abzuschließen.

Die Honghu-Konstellation wird von HongQing Technology geleitet, einer Tochtergesellschaft von Blue Arrow Aerospace, die 2017 gegründet wurde. Am 24. Mai 2024 reichte HonQing Technology einen Frequenz- und Umlaufbahnantrag bei der Internationalen Fernmeldeunion ein und wird insgesamt 10.000 Satelliten auf 160 Orbitalebenen starten.

Darüber hinaus planen Galaxy Aerospace, State Power High-Tech und andere Unternehmen meines Landes eigene Projekte zur Einrichtung von Internet-Satellitenkonstellationen. Obwohl zwischen dem aktuellen Baufortschritt des Satelliteninternets in niedrigen Umlaufbahnen meines Landes und dem fortgeschrittenen Niveau der Welt noch eine gewisse Lücke besteht, zeigt sich ein Trend zu starkem Wettbewerb und Wohlstand.

Die Welt verbinden

Der Grund, warum Internetsatelliten weltweit so viel Aufmerksamkeit auf sich gezogen haben, liegt darin, dass das Starlink-Projekt in der Praxis die wirtschaftliche Machbarkeit riesiger Konstellationen bewiesen hat. Man geht davon aus, dass Konstellationen erdnaher Satelliten eine neue Generation globaler Informationsinfrastruktur bilden werden und ihren Eigentümern einen Monopolvorteil verschaffen werden.

Als niedrig umlaufende Satelliten werden Satelliten bezeichnet, die in einer Entfernung von etwa 300 bis 2000 Kilometern von der Erdoberfläche ihre Umlaufbahn bestimmen. Aufgrund ihrer niedrigeren Umlaufbahnhöhe zeichnen sich diese Satelliten durch geringe Übertragungsverzögerungen und geringe Verbindungsverluste aus, sodass sie sich sehr gut für die Entwicklung von Satelliten-Internetdiensten eignen. Bei einem Mindestsicherheitsabstand von 50 Kilometern zwischen Satelliten in der gleichen Schicht und zwischen den Schichten gibt es groben Schätzungen zufolge höchstens 35 Orbitalschalen, die insgesamt 175.000 Satelliten aufnehmen können. Nach einigen anderen Algorithmen, die die Spektrumzuweisung berücksichtigen, kann die maximale Anzahl der Satelliten 60.000 betragen.

Vor dem Starlink-Projekt bedeutete eine solche Zahl, dass die Ressourcen unbegrenzt verfügbar waren. Seit der Umsetzung des Starlink-Projekts wurden jedoch in nur fünf Jahren mehr als 6.000 Satelliten gestartet, und das endgültige Ziel sind 42.000 Satelliten. Dies führt dazu, dass die Länder die Gefahr einer Monopolisierung der Weltraumressourcen in erdnahen Umlaufbahnen spüren.

Als die geosynchrone Umlaufbahn den Markt für Satellitenkommunikation monopolisierte, herrschte weltweit bereits eine Krise aufgrund der Verknappung der Weltraumressourcen. Damals wurde gemäß dem Prinzip der Vermeidung von Kollisionen und gegenseitigen Störungen der Driftbereich jedes Satelliten in der synchronen Umlaufbahn auf ±0,1° begrenzt und es konnten maximal 1.800 Satelliten in der geosynchronen Umlaufbahn eingesetzt werden. Dies hat dazu geführt, dass die globale Satellitenkommunikation nahezu von Oligarchen einiger weniger Industrieländer monopolisiert wird.

Die erdnahe Umlaufbahn kann Nachzüglern nicht einmal grundlegende Rechte wie die geosynchrone Umlaufbahn vorbehalten. Es kann nur nach dem Prinzip „Wer zuerst kommt, mahlt zuerst“ gearbeitet werden. Wer sich zuerst bewirbt, hat Vorrang bei der Nutzung der Weltraumumlaufbahn und der Frequenz, und die Pioniere behalten stets Monopolvorteile und -vorteile.

Die im Jahr 2030 eingeführte 6G-Kommunikation wird einen Wandel vom traditionellen Bodenzugang hin zu einem umfassenden und mehrdimensionalen Zugang in der Luft, im Weltraum, an Land und auf See bewirken. Die Netzwerkarchitektur muss mehrere Zugriffsmethoden unterstützen, beispielsweise weltraum-, luft- und bodengestützt. Dies muss auch durch Satelliteninternet in niedriger Umlaufbahn unterstützt werden, um eine größere Reichweite und höhere Kommunikationszuverlässigkeit zu gewährleisten. Bis dahin werden die Menschen in Flugzeugen, auf Schiffen und in der Wildnis auf das Internet zugreifen und immer online sein können. Große Konstellationen in niedrigen Umlaufbahnen werden eine nützliche Ergänzung und Erweiterung der bodengestützten Mobilfunknetze darstellen. Ersteres bedient vor allem verstreut liegende Kunden mit einem großen Verbreitungsgebiet, aber geringer Nachfrage und ergänzt teilweise die Dienste des Letzteren, der nach wie vor das absolute Rückgrat des Kommunikationssystems bildet.

Ganz zu schweigen davon, dass Internetsatelliten auch Märkte in Regionen der Welt erschließen können, in denen die Festnetzinfrastruktur unterentwickelt ist oder gar nicht existiert. Derzeit sind noch immer 2,7 Milliarden Menschen und 70 % der Erdoberfläche nicht durch eine Internet-Infrastruktur abgedeckt. Darüber hinaus gibt es selbst in einem entwickelten Land wie den Vereinigten Staaten landesweit nur mehr als 400.000 Mobilfunkbasisstationen, was im Vergleich zu den 10,83 Millionen Kommunikationsbasisstationen in meinem Land völlig unzureichend ist. Tests in Australien, Neuseeland, Brasilien, Mexiko, Frankreich, Portugal, Deutschland und dem Vereinigten Königreich haben gezeigt, dass die Internetgeschwindigkeit von Starlink der lokalen kabelgebundenen Breitbandverbindung weit voraus ist.

Der Einsatz von Internet-Satellitensystemen in niedriger Umlaufbahn im militärischen Bereich bietet aufgrund seiner langfristigen Präsenz im Weltraum großes Potenzial für die Aufklärung von Gefechtsfeldern, elektronische Gegenmaßnahmen, das Abfangen von Raketen und die Kommunikationsunterstützung. Seine globale Strahlabdeckung mit hoher Bandbreite kann die Informationsfähigkeit des Militärs erheblich verbessern. Ausgestattet mit der entsprechenden Nutzlast kann es zudem bei jedem Wetter und rund um die Uhr weltraumgestützte Aufklärungs- und Überwachungsfunktionen erreichen, um die Lage auf dem Gefechtsfeld genau zu erfassen. Bereits 2019 hat das US-Militär seine Zusammenarbeit mit SpaceX beim Starlink-Projekt kontinuierlich verstärkt. Während des Russland-Ukraine-Konflikts war die Netzwerkunterstützung der Starlink-Satelliten für die ukrainische Armee eine große Hilfe in den Bereichen Kommunikation, Aufklärung und anderen Bereichen.

Um die Unabhängigkeit des Kommunikationssektors unseres Landes und die Entwicklung damit verbundener Branchen zu wahren, müssen wir mutig voranschreiten, unsere eigene Internet-Konstellation aufbauen und die Spektrumressourcen niedrig umlaufender Satelliten nutzen. Aus der Perspektive der langfristigen Entwicklung und Sicherheit des Landes können wir angesichts der Ressourcenknappheit und der militärischen Bedeutung unseres Satelliteninternets nicht zulassen, dass es hinter anderen zurückbleibt.

Autor: Yu Yuanhang, leitender Ingenieur, Beijing Institute of Aerospace Systems Engineering

Produziert von: Science Popularization China

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