برای صنعت ماهواره‌ای که در آن بین ماهواره‌های مخابراتی سنتی مدار GEO و ابرمنظومه‌های ماهواره‌ای مدار LEO یک شکاف به وجود آمده است، ماهواره‌های کوچک مدار GEO نقش یک مصالحه و پرکننده شکاف صنعت را دارند.
هنگامی که یک شرکت سوئدی ارائه‌دهنده خدمات پهن‌باند به نام اووزون (Ovzon) به دنبال یک ماهواره مخابراتی کوچک بود که در مدار GEO فعالیت کند، طراحی‌هایی که از سوی تولیدکنندگان ماهواره ارائه می‌شدند، چندان کوچک نبودند. پر والبرگ (Per Wahlberg) مدیر اجرایی اووزون می‌گوید: «ماهواره کوچک در تعاریف آن‌ها چیزی در حدود ۴ تن وزن داشت که ما اصلا آن را کوچک نمی‌دانستیم.»
فعالیت‌های شرکت اووزون
اووزون در حال حاضر از ظرفیت اجاره‌ای یک ماهواره به منظور فراهم آوردن اینترنت ۶۰ مگابیت بر ثانیه‌ای با ترمینال‌های دریافت‌کننده سیار به دولت‌های مناطق محروم، سازمان‌های نظامی، رسانه‌ها و گروه‌های مردم نهاد استفاده می‌کند. به گفته والبرگ این شرکت از یک دهه پیش به دنبال ماهواره‌ای است که ظرفیت و منطقه تحت پوشش آن به قدری بزرگ نباشد که نیازمند یک برنامه تجارتی با هدف قرار دادن چند قاره باشد.
این شرکت اخیرا موفق به تهیه ماهواره مورد نظر خود شده است. اووزون-۳ به عنوان نخستین ماهواره اختصاصی شرکت اووزون که در سال ۲۰۲۱ به فضا ارسال خواهد شد، تنها مناطق مورد نظر این شرکت را پوشش می‌دهد و سرعت اینترنت قابل ارائه توسط اووزون را چهار برابر می‌کند.
جان گدمارک (John Gedmark) مدیر و یکی از موسسین شرکت آسترانیس (Astranis) که در زمینه ساخت و اپراتوری ماهواره‌های کوچک مدار GEO فعال است می‌گوید فناوری مورد نیاز برای ساخت ماهواره‌های کوچک مدار GEO مدت زیادی نیست که توسعه یافته است. تامین توان مشخصا مهم‌ترین چالشی است که در فضا وجود دارد.
مارک بل (Marc Bell) مدیر شرکت تران اوربیتال (Terran Orbital) که در حال ساخت ماهواره گپ‌ست-۱ (GapSat-1) برای شرکت کره‌ای گپ‌ست می‌باشد گفت: «اکنون با بهبود عملکرد سامانه‌های تامین توان، گزینه‌های بیشتری برای توسعه سازه‌های فضایی وجود دارد.» گدمارک از افزایش چگالی توان در باتری‌های لیتیوم-یونی، پیشرانش الکتریکی و مخابرات رادیویی نرم‌افزاری به عنوان برخی مثال‌های این پیشرفت یاد کرد.
تغییر ضرب‌آهنگ
اووزون، آسترانیس و گپ‌ست، همگی پروژه‌های ماهواره‌های کوچک مدار GEO خود را از اواخر سال ۲۰۱۸ و اوایل ۲۰۱۹ کلید زده‌اند. اووزون در دسامبر ۲۰۱۸ اووزون-۳ را به شرکت لورال (Space Systems Loral) سفارش داد؛ ماهواره‌ای که به گفته والبرگ حدودا ۱۰۰۰ کیلوگرم وزن دارد و ماهواره‌بر فالکون هووی (Falcon Heavy) شرکت اسپیس ایکس (SpaceX) برای پرتاب آن به مدار انتخاب شده است.
ماهواره ۳۰۰ کیلوگرمی آسترانیس که هنوز نام ندارد در سال ۲۰۲۰ با ماهواره‌بری که هنوز مشخص نیست به فضا ارسال خواهد شد. در تصویر زیر می‌توانید ابعاد این ماهواره را در مقایسه با ماهواره اپیک ان جی (EpicNG) متعلق به شرکت اینتلست (Intelsat) که یکی از ماهواره‌های مدار GEO می‌باشد مشاهده کنید.
شرکت گپ‌ست در سال ۲۰۱۴ برای اتصال ماهواره‌های دارای ظرفیت استفاده‌نشده به اپراتورهایی که برای مدتی کوتاه به ظرفیت ماهواره‌ای نیاز دارند تاسیس شد. این شرکت در مورد وزن ماهواره کوچک مدار GEO خود صحبتی نکرده است اما احتمالا این ماهواره ظرفیت را با قیمت مناسب‌تر و در زمان کوتاهتری نسبت به ماهواره‌های متداول مدار GEO در اختیار مشتریان گپ‌ست قرار می‌دهد.
اپراتورهای ماهواره‌های مخابراتی در سرتاسر جهان به صورت روزافزون بر ارتباطات پهن‌باند به عنوان یک فرصت رشد مناسب متمرکز می‌شوند؛ هرچند توافقی در این مورد که چه رویکردی بهتر است وجود ندارد. این اپراتورها که اکثرا در پخش گسترده تلویزیونی نیز تجربه دارند، به پرتاب ماهواره‌های غول‌پیکری با عمر ۱۵ تا ۲۰ سال به مدار GEO عادت کرده‌اند. این ماهواره‌ها نیز بدون دردسر بخش مهمی از درآمد اپراتورها را طی سال‌های گذشته تشکیل داده‌اند اما اکنون خدمات پهن‌باند در حال بلعیدن بازار هستند.
طبق اعلام اتحادیه بین‌المللی ارتباطات دوربرد (International Telecommunication Union) حدودا ۳.۹ میلیارد نفر (بیش از نصف جمعیت جهان) در سال گذشته از اینترنت استفاده کرده‌اند. در سال ۲۰۱۸ از هر ۱۰ خانوار، ۶ خانوار به اینترنت دسترسی داشته‌اند در حالی که این نسبت در سال ۲۰۰۵ کمتر از ۲ خانوار در ۱۰ خانوار بود. ضمن این که میانگین مصرف پهنای باند نیز به شدت در حال افزایش است و تا سال ۲۰۲۲ به ماهانه ۸۵ گیگابایت برای هر کاربر خواهد رسید.
با توجه به اینکه ماهواره‌های قدیمی مدار GEO تحمل چنین باری را ندارند، اپراتورها به سمت ماهواره‌های هیبرید حرکت می‌کنند که هم حامل محموله‌های پرتو گسترده سنتی برای پخش گسترده تلویزیونی هستند و هم محموله‌های پرتو نقطه‌ای پربازده برای خدمات پهن‌باند. ماهواره ثور-۷ (Thor-7) متعلق به شرکت نوروژی تلنور (Telenor) نمونه‌ای از این نوع ماهواره‌هاست. برخی شرکت‌ها همچون یوتلست (Eutelsat) و اینمارست (Inmarsat) ماهواره‌هایی پربازده را تماما به خدمات پهن‌باند اختصاص می‌دهند و برخی دیگر از جمله اسپیس ایکس و وان وب (OneWeb) خدمات پهن‌باند خود را به وسیله چندصد ماهواره در مدار LEO به مشتریان ارائه می‌کنند.
نقش ماهواره‌های کوچک مدار GEO چیست؟
اپراتورهای این دسته از ماهواره‌ها تلاش دارند که مزایای ماهواره‌های کوچک شامل هزینه کمتر و زمان ساخت سریع‌تر را با پوشش ثابتی که مدار GEO دارد تلفیق کنند. تقریبا یک سوم سیاره زمین برای ماهواره‌ای که در مدار GEO قرار دارد به صورت مستمر قابل مشاهده است اما برای تامین همین پوشش به چند ده ماهواره در مدار LEO نیاز وجود دارد.
ماهواره‌های کوچک مدار GEO شرکت‌ها را قادر می‌سازند که برنامه‌های تجاری خود را برای بازارهای کوچک‌تری نسبت به ماهواره‌های سنتی مدار GEO تنظیم کنند؛ برای مثال ماهواره شرکت آسترانیس فقط بر ایالت آلاسکای آمریکا تمرکز دارد. و ظرفیت ارتباطات پهن‌باند این ایالت را سه برابر می‌کند.
برای شرکت اووزون، استفاده از ماهواره کوچک مدار GEO به این معنی می‌باشد که با افزایش تمرکز ظرفیت ماهواره در یک منطقه مشتریان قادر خواهند بود از ترمینال‌های کوچک‌تری استفاده کنند. این شرکت انتظار دارد که ماهواره اووزون-۳ حداقل ۱۵ سال عمر کند، هرچند استرانیس طول عمری ۷ ساله را برای ماهواره‌های خود در نظر گرفته است.
اپراتورهای ماهواره‌های کوچک مدار GEO برای رشد این بازار محدودیتی متصور نیستند اما پیش از افزایش تعداد ماهواره‌های خود منتظر واکنش مشتریان خواهند بود. این شرکت‌ها انتظار دارند که مرسوم شدن استفاده از این نوع ماهواره‌ها کمی زمان‌بر باشد اما در نهایت به موفقیت آن امیدوار هستند.