I PILLAR DI SPACECONOMY360

Starlink, la rete Internet a banda larga che viene dalle stelle

L’obiettivo di Elon Musk è replicare quello che SpaceX ha fatto con i razzi: sfruttare il basso costo dei vettori per raggiungere economie di scala nella produzione di satelliti, offrendo connessione di alta qualità in ogni punto del globo e annullando il digital divide

27 Apr 2022

Nicola Desiderio

Lo sviluppo di una rete internet satellitare è uno dei caposaldi della space economy che sta avendo una forte accelerazione grazie alla strada intrapresa da Starlink, il gigantesco programma messo a punto di SpaceX per la creazione di una costellazione formata da migliaia di satelliti per irradiare con la Rete ogni punto del globo terrestre democratizzando un servizio che finora era prerogativa di grandi aziende. Un business destinato a crescere a ritmo esponenziale già nei prossimi anni.

Starlink, che cosa è

Starlink è un servizio di Internet a banda larga e a bassa latenza che si serve di una costellazione di satelliti a bassa orbita. Rete e servizio sono realizzati da SpaceX, società che costruisce i satelliti, li manda in orbita attraverso i suoi vettori, realizza e vende i kit di montaggio e infine fornisce il servizio e l’assistenza. La sede operativa è a Redmond dove i satelliti sono sviluppati e costruiti e ci sono i team addetti al loro controllo in orbita.

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Il progetto Starlink nasce all’inizio del 2015 e viene battezzato così da The Fault in Our Stars, romanzo del 2021 di John Green pubblicato in Italia con il titolo Colpa delle stelle. Il nome è stato depositato nel 2017. L’iniziativa è di Elon Musk che riprende idee già formulate negli anni ‘80 e ’90 circa la possibilità di irradiare il globo con costellazioni composte da 100 e più satelliti a bassa orbita sia per scopi difensivi sia per portare Internet in ogni punto del globo. I progetti, analizzati al tempo da più società di telecomunicazioni, si arrestarono di fronte all’ostacolo dei costi di lancio.

La caratteristiche tecniche

Starlink è composto da piccoli satelliti la cui massa oscilla tra 220 e 295 kg con dimensioni di circa 3,2 metri per 1,2 e uno spessore di soli 20 cm per facilitarne il trasporto all’interno dei moduli di lancio, fino a 60 in un sol lancio. Ogni satellite è fornito di 4 antenne a schiera e due paraboliche. Utilizzano le bande Ka (26,5-50 GHz) e Ku 12-18 Ghz) con la prospettiva di utilizzare anche le bande V (40-75 GHz) ed E (60.90 GHz). La banda Ka è utilizzata anche la comunicazione con le stazioni di terra che si occupano dell’uplink e downlink del segnale Internet che, per le ultime versioni, si serve di raggi laser mentre l’interconnessione tra satelliti è ottica. Le stazioni sono oltre 100 della 40 in Nordamerica e 14 tra Europa e Turchia.

Il sistema è gestito attraverso cloud Google e Microsoft. Nel 2019 SpaceX avrebbe fatto richiesta per un milione di stazioni di Terra. L’orbita tipica dei satelliti Starlink si trova a 550 km con un’inclinazione di 53 gradi, ma è previsto l’utilizzo di altre altitudini (340 km e 1.110 km) e inclinazioni (70° e 97,6°). Per contrastare le maggiori resistenze che si incontrano ad orbite così basse, i satelliti di Stalink sono dotati di un sistema di propulsione a effetto Hall alimentati a Kripto che permette loro di mantenere l’orbita fissata e di deorbitare alla fine del servizio.

Gli obiettivi

Starlink nasce per superare il cosiddetto connectivity o digital divide, ovvero l’impossibilità di poter collegare ad Internet ogni punto del globo terreste, ancor più in modo stabile e veloce. Per questo, in alternativa alle reti con o senza filo, si propone di costituire una rete satellitare in grado di offrire connettività di qualità comparabile a quella attraverso fibra ottica. Il progetto è composto di due fasi temporali. La prima prevede 12mila satelliti (11.943 per la precisione) entro il 29 marzo 2027, a 9 anni dall’ottenimento dell’autorizzazione con la clausola che la metà dovrà essere in orbita entro 6 anni (29 marzo 2024).

La seconda invece prevede altri 30mila satelliti per i quale SpaceX ha inoltrato formale richiesta nell’ottobre del 2019. L’approvazione è competenza sia dell’americana Federal Communications Commission (Fcc) sia della International Telecommunication Union (Itu), agenzia dell’Onu dedicata alle tecnologie per la comunicazione e l’informazione. Il servizio è operativo da novembre del 2020, in Italia da settembre 2021. Gli ultimi paesi a ricevere il servizio in aprile sono stati Romania, Grecia e Lussemburgo. In via emergenziale, è stato attivato anche sull’Ucraina a febbraio con il contestuale invio di 5mila kit, finanziati da SpaceX, lo United States Agency for International Development (Usaid) e i governi di Francia e Polonia. Al momento, sono stati già lanciati 2.388 satelliti dei quali 2.121 sono operativi. Finora i lanci sono avvenuti con vettori Falcon 9, ma nel futuro si prevede l’utilizzo del più capienti e potenti Falcon Heavy e Starship.

Quali sono i programmi di Elon Musk

Starlink ha annunciato lo scorso marzo di aver raggiunto i primi 250mila clienti. I fondi raccolti finora da SpaceX per il progetto Starlink ammontano a circa 3,5 miliardi di euro a fronte di un costo preventivato nel maggio del 2018 di oltre 10 miliardi di dollari con un business plan che prevede un fatturato annuo di 5 miliardi nel 2025. Starlink ha nahce ricevuto 886 milioni di dollari dal Rural Digital Opportunity Fund per portare Internet in 643mila località di 35 stati americani. Per supportare la connettività rurale, SpaceX ha ricevuto dalla stessa Fcc 900 milioni. Altri fondi sono arrivati per l’utilizzo militare o duale di Starlink con 150 milioni da parte della Space Development Agency e 28 milioni dalla US Air Force. Una versione duale dei satelliti di Starlink farà parte del tracking layer della National Defense Space Architecture, a dimostrazione della validità della tecnologia.

Dopo l’utenza cosiddetta rurale e delle aree remote, Elon Musk e altri manager di Starlink hanno affermato di voler esplorare nuovi mercati, principalmente quelli legati ai mezzi di trasporto che si muovono per aria, terra e mare. Per questo riguarda l’aria, Starlink ha già annunciato stipulato accordi con JSX e Hawaiian Airlines. Anche in questo caso, sono stati compiuti già test con mezzi militari, in particolare con aerei per trasporto di persone (Beechcraft C-12 Huron) e cargo (Lockheed AC-130 e Boeing KC-135). Oltre all’utilizzo potenziale per le navi, la connessione satellitare Starlink potrebbe diventare parte integrante del sistema di connettività per le automobili del futuro, necessaria per assicurare la ridondanza dei dati ai sistemi di guida autonoma.

Starlink guarda anche oltre la Terra, così come SpaceX e si pensa all’applicazione dello stesso concetto sia sulla Luna sia su Marte e gli altri pianeti.

La concorrenza e le prospettive di mercato

I principali concorrenti di Starlink sono OneWeb e Kuiper di Amazon. La prima ha sede a Londra e ha tra i suoi azionisti il Governo Britannico, la Hughes e Eutelsat. La costellazione al completo alla fine del 2022 sarà composta da 648 satelliti dei quali 428 (66%) sono stati già lanciati con vettori Soyuz e SpaceX. Kuiper ha sede a Kent, nello stato di Washington, e avrà una costellazione di 3.236 satelliti che saranno lanciati nei prossimi 5 anni con 83 missioni su vettori Abl Space Systems, Arianespace, Blue Origin e United Launch Allies. L’inizio del programma è previsto dalla fine del 2022 con l’obbligo di messa in orbita di metà della costellazione entro il 2026, pena la decadenza delle licenze.

Diversi il modello di business e l’operatività. OneWeb si serve di diversi fornitori per realizzare i propri satelliti e di un lanciatore esterno per la messa in orbita polare a 1.200 km di altitudine. Kuiper realizzerà attraverso la consociata Kuiper Technologies i satelliti e si appoggerà in parte ad una consociata (Blue Origin) per lanciarli su tre orbite diverse (590 km, 610 km e 630 km) ripartite in 98 piani orbitali. Starlink dunque è, come quasi tutte quelle di Elon Musk, è un business dotato di un’integrazione verticale praticamente completa.

Lo sviluppo di reti Internet satellitari a banda larga è intimamente legato allo sviluppo della space economy, sia per l’abbassamento dei costi di lancio sia per quelli che riguardano lo sviluppo e la produzione dei satelliti. Lo stesso Musk ha affermato che l’obiettivo di Starlink è fare con i satelliti quello che SpaceX ha fatto con i razzi. Diversi studi assegnano allo sviluppo di Internet satellitare un ritmo di sviluppo robusto per i prossimi anni con l’ingresso di altri attori e il riposizionamento di altri tradizionalmente impegnati in altri settori delle telecomunicazioni e con un abbassamento dei costi e un aumento proporzionale degli utenti singoli rispetto alle aziende. Secondo la Allied Market Research, si passerà da un giro di affari di 2,93 miliardi nel 2020 ai 18,59 miliardi nel 2030 con una crescita annuale media del 20,4%.

Che cosa c’è nel kit di montaggio

La scatola di montaggio contiene: l’hardware (impianto di ricezione/trasmissione più router wi-fi), alimentatore, cavi e antenna a disco con relativo supporto tripode e diverse opzioni di ancoraggio. L’antenna ha un diametro di 23 pollici, con una concavità di 4 pollici e un gambo di sostegno di 11 pollici.  Per il servizio Premium l’antenna è rettangolare (19×12 pollici). Per gestire il software di connessione, occorre scaricare un app per Androd o iOS. Secondo SpaceX, per rendere operativo un kit, qualora l’antenna sia semplicemente appoggiata, è necessario meno di un quarto d’ora.

Quanto costa e qualità del servizio

In Italia l’hardware è offerto a 644 euro cui bisogna aggiungere 75 euro di imballaggio e spedizione. Il servizio costa 99 euro al mese. L’unica tipologia di servizio possibile al momento è quella standard che negli USA è stata lanciata a 499 dollari con 99 dollari mensili per il servizio, recentemente aumentati rispettivamente a 599 e 110 dollari. Chi l’ha ordinato con il vecchio prezzo, subirà un aumento per l’hardware limitato a 549 dollari.

Il servizio Premium (non ancora disponibile in Italia) è nettamente più costoso: 3.170 dollari per il sistema di ricezione/trasmissione, 635 dollari di cauzione e altrettanti per il canone mensile ai quale occorre sommare 65 dollari per il trasporto. Al momento del lancio l’hardware costava 2.500 dollari, deposito e canone 500 dollari. In Italia questo servizio sarà denominato Business. Il servizio standard garantisce una velocità di download/upload compresa tra 100 e 200 Mbps. Il servizio premium arriva fino a 500 Mbps. In entrambi i casi la latenza è di 20 ms.

I problemi legali e le obiezioni

La creazione di costellazioni di satelliti dalle dimensioni impensabili fino a qualche anno, che faranno da traino ad un traffico di vettori mai visto in precedenza, sta suscitando dibattiti e nuove problematiche di carattere etico, ambientale e anche di sostenibilità economica dello spazio. Perplessità sono state sollevate, prima di tutto per i disturbi elettromagnetici che questa nuvola multistrato composta da migliaia di nuovi oggetti porterà agli altri satelliti. Altro punto, sollevato dagli astronomi, è la pulizia della visuale per l’osservazione del cosmo, sia quella ottica sia quella elettronica.

L’argomento forse più importante è il crescente affollamento dello spazio che sta facendo crescere esponenzialmente il rischio di collisioni e pone problematiche per il deorbitamento così come per la responsabilità materiale e giuridica. Si pongono anche problemi geopolitici vista la funzionalità duale che i satelliti Starlink hanno. SpaceX ha cercato di rispondere a tutti questi punti affermando che i suoi satelliti operano con un’inclinazione a coltello rispetto al sole che riduce la riflessione della luce e da giugno del 2020 sono forniti di uno schermo solare. L’obiettivo è portare ogni satellite ad una magnitudine 7 applicando altre soluzioni. Sulla sostenibilità, SpaceX afferma che finora l’affidabilità è stata del 99%, il 95% dei propri satelliti si disintegra rientrando nell’atmosfera e sono inoltre forniti di un sistema di tracciamento i cui dati sono a disposizione della Fcc.

Recentemente le autorità cinesi hanno sporto formale protesta all’Unoosa affermando che la stazione Tiangong avrebbe dovuto compiere manovre di emergenza in due occasioni per evitare satelliti di SpaceX. La stessa Nasa, con una lettere di 5 pagine, ha esposto alla Fcc le proprie preoccupazioni per il crescente affollamento dello spazio e i rischi per le future missioni, citando proprio i piani di SpaceX. In ordine di tempo, l’ultimo problema legale viene dalla Francia dove il Consiglio di Stato ha revocato le licenze per Starlink dopo l’esposto di due associazioni ambientaliste, Priartem e Agir pour l’Environnement.

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