در حالی که شرکت آمازون در پی برنامه‌ریزی پرتاب بیش از ۳ هزار ماهواره به‌منظور ایجاد منظومه ماهواره‌ای پروژه کویپر برای دستیابی به اینترنت ماهواره‌ای و ایجاد ارتباط مستقیم با تلفن‌های همراه در سال‌های آینده است، شرکت اسپیس‌ایکس از سال‌ها پیش منظومه ماهواره‌ای استارلینک را ایجاد کرده و اولین ماهواره از ۴۰ هزار ماهواره ویژه ارتباط مستقیم با تلفن‌های همراه را رونمایی کرده است. همچنین شش ماهواره نسل بعدی را در ژانویه۲۰۲۴ پرتاب کرده و هم‌اکنون در حال ارائه خدمات ماهواره‌ای است.
با این حال تهیه‌کنندگان اینترنت ماهواره‌ای استارلینک نیاز به دانش فنی نصب پایانه‌هایی در محل سکونت خود برای دستیابی به این خدمات دارند که می‌تواند برای آن‌ها مشکل‌ساز باشد. این وقایع نشان‌دهنده آغاز عصری جدید در مخابرات ماهواره‌ای است که در آن ماهواره‌ها مستقیما با تلفن‌های همراه عادی ارتباط برقرار خواهند کرد.
ماهواره‌های مدار زمین ثابت (GEO سرواژه Geostationary Equatorial Orbit) عملکرد محدود و هزینه زیادی دارند؛ به همین دلیل سبب طرح ایده «هرجا آسمان را می‌بینید به اینترنت می‌توانید وصل شوید» توسط جف‌بزوس (Jeff Bezos)، رئیس شرکت آمازون و ایلان ماسک شدند؛ طرحی که ایده جایگزین کردن ماهواره‌های کوچک و هوشمند در مدار پایین زمین به جای ماهواره‌های پراکنده و قدیمی در مدارهای بالاتر را رقم‌زد.
ماهواره‌های قدیمی جای خود را به ماهواره‌های کوچک در مدارهای پایین می‌دهند.
مشکلات فراهم آوردن اینترنت ماهواره‌ای
اولین چالش این است که با وجود تولید تعداد زیاد ماهواره و افزایش توانمندی ماهواره‌ها باید هزینه تولید کاهش یابد. همچنین از مدار متوسط زمین MEO (سرواژه Middle Earth Orbit) باید به سراغ نسل جدید ماهواره‌هایی که بتوانند در مدار پایین زمین کارایی داشته باشند رفت. این تغییر فاصله در چگونگی تولید ماهواره‌ها تاثیر دارد و از وجود یک نوآوری خبر می‌دهد.
چالش دوم این است که باید حجم بالای داده بدون تمرکز سیگنال با آنتن ماهواره تبادل شود. در صورتی که ارتفاع ۲ هزار کیلومتری ماهواره‌های مدار پایین زمین مسافت زیادی برای سیگنال است و باعث ایجاد مشکل در ارتباط ماهواره‌ها با ترمینال زمینی می‌شود. از سویی حفظ و حمایت سیگنال نتیجه مطلوب برای اهداف موردنظر است. در اینجا نسل بعدی آنتن‌های سیار می‌تواند نقش مهمی را ایفا کند که سبب می‌شود ماهواره‌های جدید از طرح پیچیده‌ای برای دریافت سیگنال خوب با نویز کم پیروی کنند.
طرح پیچیده ماهواره‌ها چیست؟
آنتن‌های ماهواره‌ای برای تمرکز سیگنال ایده‌آل هستند و مانند یک چراغ قوه پرتوهای نور را ترکیب کرده و پرتو قوی‌تر می‌سازند، اما این آنتن‌ها گران، سنگین و بزرگ هستند. البته جایگزینی به نام فناوری آرایه فازی وجود دارد که این فناوری از یک پنل صاف با تعداد بسیار زیادی عنصر فرستنده-گیرنده تشکیل شده است. هر عنصر می‌تواند سیگنال خاص خود را دریافت و ارسال کند که با استفاده از سازماندهی این آرایه می‌توان پرتوها را در یک جهت ارسال کرد. در اینجا از تداخل سازنده استفاده می‌شود.
داشتن ساختار مکانیکی صاف این فناوری یک مزیت نسبت به آنتن‌های گذشته ارائه می‌دهد؛ چرا که آرایه فازی به صورت الکترونیکی هدایت می‌شود نه مکانیکی که به معنای حرکت با سرعت برق و سرعت سوئیچینگ بسیار خوب است. این موضوع سبب می‌شود هر عنصر پرتو خود را در عرض میکروثانیه حرکت بدهد، اما برای‌این کار به تعداد زیادی عنصر گیرنده و تقویت کننده قدرت و تغییر فاز نیاز است که بیان‌گر گران و پرمصرف بودن این فناوری است.
توسعه نمونه اولیه فناوری آرایه فازی توسط شرکت Mitsubishi Electric
ازاین‌رو به دنبال یک فناوری ترکیبی الکترونیکی-مکانیکی هستیم. همچنین برای دستیابی به سرعت اینترنت استاندارد نیاز به‌یک پرتو باریک داریم تا بهره آنتن رو به دست بیاوریم. درصورتی که این فناوری با پنل صاف خود یک پرتو وسیع با بهره کم آنتن فراهم می‌کند یعنی ارتباط برقرار می‌شود، اما سرعت بسیار پایین است. پس این فناوری کار می‌کند، اما گران و پرمصرف است.
ایده‌ها برای استفاده از فناوری آرایه فازی
برخی شرکت‌ها از پنل‌های LCD برای کاهش تعداد اجزا استفاده می‌کنند که در محیط‌های ثابت خوب کار می‌کند، اما برای کاربردهای پویاتر مشکلات دارد. زیرا پنل‌های LCD به سرعت سوئیچ نمی‌کنند و نمی‌توانند با حرکت ماهواره‌ها همگام شوند. بخشی از تحقیقات راه حل عملیاتی با تغییر وزن و انرژی آرایه‌ها ارائه می‌دهند که استفاده از این فناوری را فراهم می‌کند. تعدادی از ایده‌ها نیز در پی ایجاد آرایه‌های ترکیبی و کاربرد نوآورانه مواد و پوشش‌ها در این زمینه هستند.
این مشکلات فنی دروازه‌ای به دنیای جدید با ظرفیت خوبی برای توسعه ماهواره‌های مدار پایین زمین است. آرایه‌های کوچک‌تر، سبک‌تر و کم مصرف‌تر بخش کلیدی از آینده ماهواره‌ها است که در حال حاضر این فناوری بدست آمده است، اما باید آن را تجاری و کم‌هزینه کرد.
