SWARM — TECHNICAL FIELD GUIDE / ТЕХНИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК
PHASETHE SWARM
SATELLITES—
ROUND TRIP—
← ОГЛАВЛЕНИЕ — РИС. 00 — 11 154 СПУТНИКА STARLINK НА ОРБИТЕ, 15 ОКТЯБРЯ 2026 λ = arccos(R cos ε / r) − ε

РОЙ
STARLINK, ONEWEB И МЕГА­СОЗВЕЗДИЯ

В 1997 году Iridium понадобилось 66 спутников, чтобы покрыть всю Землю, — и через два года компания обанкротилась. На октябрь 2026 года у одной только SpaceX на орбите больше 11 000 спутников Starlink, и несколько соперников стремятся за ней. Девять глав и три прибора: узнайте, как мало спутников на самом деле нужно, чтобы покрыть планету, — и почему крупнейший рой в десятки раз больше; засеките время сигнала из Лондона в Нью-Йорк по оптоволокну, через геостационарный спутник и через низкую орбиту с лазерными связями; и наведите телескоп в сумерки, чтобы увидеть, сколько спутниковых треков пересечёт снимок.

НАЧАТЬ — ГЛАВА 01 →
CH.01 / 09 — 1990-Е

Триумф инженерии над здравым смыслом

Iridium компании Motorola стал первой спутниковой сетью, рассчитанной на связь с карманным телефоном в любой точке Земли. Запуски начались 5 мая 1997 года [7], и за год на орбиту вывели 66 спутников плюс резервные [1]. Они летают в шести полярных плоскостях по одиннадцать спутников, на высоте 780 км с наклонением 86,4°, и каждая плоскость проходит над полюсами [2]. Их три большие посеребрённые антенны заодно устраивали представление для наблюдателей неба: на несколько секунд солнечный блик — вспышка «Иридиума» — мог затмить Венеру [3].

Техника работала, бизнес — нет. Iridium обошёлся примерно в 5 млрд долларов, предлагал звонки с телефона размером с кирпич за 3000 долларов по цене от 6 до 30 долларов за минуту — и к августу 1999 года обанкротился [1]. Его соперник Globalstar — 48 спутников на высоте 1414 км с наклонением 52° [4] — подал заявление о банкротстве 15 февраля 2002 года [5]. Teledesic, за которым стояли Крейг Маккоу и Билл Гейтс, задумывал 840 спутников для «интернета в небе» стоимостью 9 млрд долларов, сократил план примерно до 300, затем до 30 и в октябре 2002 года остановил работы, так и не запустив созвездие [6].

Обе сети пережили своих владельцев: спутники Iridium выкупили из банкротства за 25 млн долларов плюс последующие вложения [1], а второе поколение, Iridium NEXT, завершило запуски в январе 2019 года [2]. Заголовок главы — вердикт той же статьи об Iridium и Globalstar [1].

CH.02 / 09 — СКОЛЬКО ДОСТАТОЧНО

Пятна обзора и «улицы покрытия»

Спутник обслуживает круг на земле, из которого он виден не ниже минимального угла места ε над горизонтом; ниже мешают здания, холмы и длинный путь сквозь атмосферу. Чем выше орбита, тем шире круг — и тем меньше спутников нужно созвездию. Starlink разрешено работать с абонентскими терминалами начиная с 25°; в том же решении FCC, со ссылкой на заявку другого оператора, сказано, что терминалы OneWeb работают начиная с 40° [8].

Чтобы непрерывно покрыть всю Землю, круги должны перекрываться без просветов. Идеальные соты из перекрывающихся кругов дают нижнюю границу. Реальные полярные созвездия используют «улицы покрытия»: спутники одной плоскости перекрываются в непрерывную полосу, а соседние плоскости разнесены так, чтобы полосы смыкались. Выберите Iridium — формула «улиц» даёт шесть плоскостей по одиннадцать спутников, ровно как у Iridium [2].

ПЯТНО ОБЗОРА И «УЛИЦЫ ПОКРЫТИЯ» (ПОЛЯРНЫЕ ОРБИТЫ, СФЕРИЧЕСКАЯ ЗЕМЛЯ)
λ = arccos(R cos ε / (R + h)) − ε  ·  cos λ = cos c · cos(π/S)  ·  (P − 1)(λ + c) + 2c ≥ π
λ — центральный угол от подспутниковой точки до края пятна, R = 6378,137 км. При S спутниках в плоскости перекрывающиеся круги образуют «улицу» полуширины c; P плоскостей, движущихся в одну сторону, можно разнести на λ + c, но на «шве», где соседние плоскости движутся навстречу, — только на 2c. Поиск выбирает S и P с наименьшим P × S. Граница «сот» — 4π, делённые на шестиугольник, вписанный в каждое пятно. Упрощения: Земля — шар, только однократное покрытие, без ограничения пропускной способности; наклонные оболочки (53° у Starlink, 52° у Globalstar) не полярные, и для них формула лишь ориентировочна.
—
—

Минимальный угол места Iridium 8,2° взят из обзора системы в журнале IEEE 1999 года [21]. Он согласуется с конфигурацией: формула «улиц» даёт 6 × 11 при любом угле от 7,0° до 8,2°, то есть 8,2° — самый крутой угол, который 66 спутников ещё обслуживают, а получающиеся интервалы — 31,5° между плоскостями и 23° на «шве» — совпадают с 31,6° и 22° из того же обзора [21]. Разрыву между минимумом для покрытия и реальными группировками посвящена следующая глава: покрытие дёшево, пропускная способность — нет.

CH.03 / 09 — ОБОЛОЧКИ, ЛАЗЕРЫ И СОПРОТИВЛЕНИЕ

Тысячи спутников — ради пропускной способности, а не покрытия

Первые 60 спутников Starlink вывел на орбиту один Falcon 9 24 мая 2019 года [7]. Решение FCC 2021 года описывает план первого поколения: 1584 спутника на высоте 550 км с наклонением 53° в 72 плоскостях по 22, плюс оболочки на 540, 560 и 570 км с наклонениями 53,2°, 97,6° и 70° [8]. На практике SpaceX с тех пор перевела большинство спутников ниже. На 15 октября 2026 года, по подсчёту Джонатана Макдауэлла, запущено 13 015 спутников Starlink, на орбите остаются 11 154, в рабочих оболочках — 9726 [9].

Зачем так много, если, по главе 2, планету покрыли бы несколько сотен? Потому что каждый спутник может обслужить ограниченное число абонентов в своём пятне. Больше спутников и ниже — значит меньше ячейки, больше пропускной способности на квадратный километр и короче пути. Начиная с версии v1.5 спутники Starlink связываются друг с другом лазером: в январе 2024 года инженер SpaceX сообщил о более чем 9000 лазеров, передающих свыше 42 петабайт в сутки, с каналами 100 Гбит/с длиной до 5400 км [11]. Лазеры позволяют сигналу пересечь океан без наземной станции внизу.

Рабочие спутники Starlink по оболочкам в группировке Макдауэлла, 15 октября 2026 года [10]. Высоты — фактически занятые оболочки, которые часто отличаются от разрешённых.

Низкие орбиты самоочищаются. Новые Starlink выпускают низко, и они сами поднимают орбиту; отказавший там спутник вскоре падает, и даже рабочие оболочки около 480 км, если спутник перестал маневрировать, распадаются за годы, а не за века — физика разобрана в ОБЛОМКАХ. Из 1861 спутника Starlink, которых уже нет на орбите, 1508 Макдауэлл относит к намеренно сведённым для утилизации [9].

То же сопротивление ударило 3 февраля 2022 года, когда 49 спутников выпустили с перигеем около 210 км [25] — как раз когда умеренные геомагнитные бури нагрели верхнюю атмосферу. Сопротивление воздуха на высоте около 200 км выросло до 50 %, спутники не смогли подняться, и 38 из 49 вошли в атмосферу [12][9].

CH.04 / 09 — СКОРОСТЬ СВЕТА — ДВАЖДЫ

Низкая орбита обгоняет геостационарную — а иногда и стекло

Геостационарный спутник висит на высоте 35 786 км, поэтому сигнал от вас к нему и вниз к шлюзу, а ответ обратно тем же путём проходят как минимум четыре таких расстояния: около 477 мс ещё до всякой обработки. Почему эта единственная высокая орбита стоила такой задержки — один спутник неподвижно висит в небе и видит больше трети планеты, — рассказано в РЕТРАНСЛЯТОРЕ. Спутник Starlink на 480–550 км добавляет лишь 3–4 мс в каждую сторону. В последних опубликованных данных SpaceX сообщает медианную задержку в часы пик 25,7 мс для своих абонентов в США на июнь 2025 года, причём менее 1 % измерений превышают 55 мс [13].

На больших расстояниях происходит нечто ещё более странное. Свет в оптоволокне идёт лишь со скоростью около c/1,47 [14], а лазерный луч между спутниками — со скоростью c в вакууме. Крюк на орбиту и обратно быстро окупается: в моделировании 2018 года Марк Хэндли пришёл к выводу, что созвездие с лазерными связями может обогнать любую возможную оптоволоконную сеть на расстояниях более 3000 км [14]. Его созвездие — то, что SpaceX тогда заявляла: 1600 спутников на высоте 1150 км. Прибор ниже использует более простой и намеренно пессимистичный путь — вертикально вверх, вдоль оболочки и вертикально вниз; на 550 км он сравнивается с оптоволокном примерно на 2900 км, а на 1150 км — лишь около 8000 км: реальные терминалы связываются со спутниками под углом, и подъём короче. Попробуйте пары городов ниже.

ПУТЬ В ОДНУ СТОРОНУ (ТУДА И ОБРАТНО = 2 ×)
fibre: 1.47 · k · d / c  ·  LEO laser: (2h + (R + h)·d/R) / c  ·  GEO: (ρA + ρB) / c
d — расстояние по дуге большого круга на сфере радиусом R = 6371 км; k — отношение длины реальной кабельной трассы к дуге большого круга (1 — идеально прямой кабель). Лазерный путь на НОО идёт вертикально вверх, вдоль оболочки и вертикально вниз — идеал; реальная сеть петляет между плоскостями. «Прозрачный ретранслятор» («НОО + волокно» на графике): вверх к спутнику и вниз к шлюзу возле абонента (2h), дальше по оптоволокну. ГСО: ρ — наклонные дальности от каждого города до одного геостационарного спутника над средней долготой; если город его не видит, маршрут делится на два и более скачка через наземные ретрансляторы вдоль дуги большого круга. Задержки обработки, очередей и маршрутизации не учитываются.
—
—

Координаты — центры городов, округлённые до 0,01°. Высота геостационарной орбиты вычислена по третьему закону Кеплера для звёздных суток (86 164,09 с) и μ = 398 600,4418 км³/с².

CH.05 / 09 — ONEWEB, AMAZON LEO, «ГОВАН», «ЦЯНЬФАНЬ»

Остальные участники гонки

OneWeb запустила первые спутники 27 февраля 2019 года [7] на почти полярную оболочку высотой около 1200 км с наклонением 87,9° — двенадцать плоскостей, достаточно высоко, чтобы обойтись меньшим числом спутников [10]. В марте 2020 года компания обанкротилась и вернулась под контролем правительства Великобритании и индийской Bharti Global [15]; в 2023 году она объединилась с французским оператором Eutelsat [16]. Amazon запустила два прототипа 6 октября 2023 года и первые 27 серийных спутников 28 апреля 2025 года [7], а 13 ноября 2025 года переименовала Project Kuiper в Amazon Leo [17].

Китай строит две сети. Государственная «Гован» («национальная сеть») запустила первую партию на низкую орбиту 16 декабря 2024 года, а шанхайская «Цяньфань» («тысяча парусов») — первые 18 спутников 6 августа 2024 года [7]. Их заявки в сумме составляют десятки тысяч спутников [10]. Таблица показывает, как далеко продвинулся каждый к середине октября 2026 года: запущенный спутник ещё не значит работающий, и Макдауэлл считает спутник рабочим, только когда тот занял свою оболочку [10].

Данные из таблиц созвездий Макдауэлла, обновлённых 15 октября 2026 года [9][10]. Планы — перечисленные им заявки регуляторам (588 у первого поколения OneWeb; 3232 в первом разрешении Amazon; 12 992 в низкоорбитальной заявке «Гована» плюс 960 для его ранних оболочек; 16 000 у «Цяньфаня»), а не обещания. «Гован» в таблицах Макдауэлла значится как Xingwang.

CH.06 / 09 — ТРЕКИ И РАДИОШУМ

Что видят астрономы

Спутник светит только отражённым солнечным светом, поэтому виден, лишь пока находится выше земной тени. После заката тень поднимается: когда Солнце на 18° под горизонтом — конец астрономических сумерек, — спутник прямо над головой освещён, только если он выше примерно 330 км. В 2020 году Макдауэлл показал, что около 12 000 спутников Starlink дадут от 0,005 до 0,01 спутника на каждый квадратный градус неба при воздушной массе меньше 2 и что в средних широтах в сумерки одновременно могут быть видны сотни [18].

Обсерватория имени Веры Рубин на горе Серро-Пачон в Чили снимает 30-секундные экспозиции поля площадью 9,6 квадратного градуса 8,4-метровым зеркалом [20]. Первые Starlink имели звёздную величину около 4,5 в полосе g; экспериментальный затемнённый «DarkSat» — 6,1, а планы затемнения нацеливались примерно на 7 — достаточно слабо, чтобы исправить артефакты изображения, хотя сами треки остаются [19]. Команда Рубин оценила, что 48 000 спутников 4,5-й величины потребуют маскировать около 1 % пикселей на сумеречных снимках [19].

ТЕНЬ, ПЛОТНОСТЬ И ТРЕКИ
lit if P·ŝ > 0 or |P − (P·ŝ)ŝ| > R  ·  σ = N / 4πr²  ·  streaks ≈ σ (A + v t W)
P — точка, где луч зрения телескопа пересекает оболочку r = R + h; ŝ — направление на Солнце; тень Земли считается цилиндром (полутень не учитывается). σ равномерно распределяет N спутников по всей оболочке — реальные оболочки сгущаются к широте, равной наклонению, поэтому около 50° широты спутников больше. A — участок оболочки в поле зрения, W — его средняя ширина; спутники движутся со скоростью v = √(μ/r) в случайных направлениях, вращение Земли не учитывается. R = 6371 км.
—
—
—
—
—
—

Пресеты для Рубин: глубина Солнца в местную полночь 90° − |φ + δ| для широты φ = −30,24° [20] и склонений солнцестояний δ = ±23,44°. Южным летом (в декабре) Солнце в полночь лишь примерно на 36° под горизонтом, в июне — примерно на 83°.

У радиоастрономов другая проблема. Нисходящие каналы Starlink работают на 10,7–12,7 ГГц, но в 2023 году радиотелескоп LOFAR зарегистрировал непреднамеренное излучение у 47 из 68 наблюдавшихся спутников Starlink в диапазоне 110–188 МГц — намного ниже рабочих частот связи [22]. В 2024 году та же группа обнаружила, что спутники второго поколения v2-Mini излучают до 32 раз сильнее первого поколения — выше уровней, которые МСЭ рекомендует для защиты радиоастрономии [23].

От оптических треков можно уклониться или замаскировать их; с радиоутечкой сложнее, потому что её источник — электроника на борту, и приходит она отовсюду, где летают спутники. Обе проблемы растут с числом спутников — поэтому цифры из предыдущей главы важны не только абонентам, но и обсерваториям.

CH.07 / 09 — ДВИЖЕНИЕ

Уклонение почти каждую неделю — у каждого спутника

SpaceX каждые полгода отчитывается перед FCC о манёврах. Спутники Starlink выполнили 148 696 манёвров уклонения с июня по ноябрь 2025 года и 207 152 с декабря 2025 по май 2026 года — 355 848 за год, около 1138 в сутки в последнем полугодии. Бортовая система начинает манёвр, когда оценка вероятности столкновения превышает 3 на 10 миллионов [24].

Это больше 40 манёвров на спутник в год [24]. Опасны не спутники, способные уклониться, а те, что не могут, — мёртвые аппараты, отработавшие ступени и обломки. Почему одно столкновение может засорить орбиту на века и какое правило теперь требует сводить спутники в течение пяти лет после окончания миссии — об этом в ОБЛОМКАХ.

CH.08 / 09 — ТРИДЦАТЬ ЛЕТ РОЁВ

От банкротства до одиннадцати тысяч спутников

Чтобы покрыть Землю, нужны десятки спутников; чтобы обслужить всех на ней — тысячи, и каждый из них делит небо с телескопами, а орбиту — со всем остальным.

CH.09 / 09 — ИСТОЧНИКИ

Источники, на которые ссылается этот справочник