برای دهه‌ها، مدار زمین‌ایستا یا ژئو بی‌رقیب‌ترین جایگاه برای ارتباطات ماهواره‌ای بود. از پخش برنامه‌های تلویزیونی گرفته تا پشتیبانی اینترنت و خدمات صوتی، ماهواره‌های GEO ستون فقرات اتصال جهانی را تشکیل می‌دادند و از موقعیت ثابت خود در ارتفاع ۳۶ هزار کیلومتری زمین، پوشش گسترده‌ای ارائه می‌دادند.
اما این سلطه دیگر تضمین‌شده نیست. ظهور ابرمنظومه‌های ماهواره‌ای پهن‌باند در مدار پایین زمین (LEO) به رهبری استارلینک (Starlink) شرکت اسپیس‌ایکس، انتظارات در مورد عملکرد و هزینه را بازتعریف کرده است.
با گسترش این سامانه‌های LEO، اپراتورهای معمول GEO ناچارند خود را با بازاری در حال گذار تطبیق دهند.
در میان این آشفتگی، یک تحول آرام‌تر نیز در خود GEO در جریان است. نسل جدیدی از ماهواره‌های ارتباطی کوچک‌تر و چابک‌تر در حال ظهور هستند که استقرار سریع‌تر، هزینه‌های کمتر و انعطاف‌پذیری بیشتری را ارائه می‌دهند.
در همین رابطه بخوانید: مدار زمین چیست؟+معرفی انواع مدارهای ماهواره‌ای
این ماهواره‌های کوچک GEO لزوما به‌دنبال جایگزینی همتایان چندتُنی خود نیستند، اما در حال معرفی کاربردهای جدید و جلب توجه اپراتورهای تازه‌کار، دولت‌هایی با نیاز به توانمندی مستقل و حتی بازیگران قدیمی هستند که برای کاهش ریسک در بازار پهن‌باند رقابتی‌تر، به دنبال گزینه‌های جایگزین هستند.
اکنون، با کاهش تقاضا برای ظرفیت پخش تلویزیونی معمول و تشدید رقابت در حوزه پهن‌باند، ممکن است بازار GEO بار دیگر دستخوش تغییر شود.
در سال ۲۰۲۴ تنها شش ماهواره ارتباطی تجاری برای GEO سفارش داده شد (کمترین تعداد سفارش سالانه در دو دهه گذشته) که نیمی از آن‌ها وزنی برابر یا کمتر از یک ماشین ظرف‌شویی (هزار کیلوگرم) داشتند.
این تغییر بزرگی نسبت به گذشته است؛ زمانی که بازیگران معمول به‌طور منظم برای دریافت ۱۵ تا ۲۰ سفارش سالانه برای فضاپیماهای عظیم به اندازه اتوبوس مدرسه با وزن چند تُن رقابت می‌کردند.
استارت‌آپ‌های کوچک در حوزه GEO تاکنون دو مورد از پنج سفارش ماهواره ارتباطی تجاری زمین‌ایستا که امسال اعلام شده‌اند را به خود اختصاص داده‌اند.
به گفته مدیرعامل شرکت فنلاندی ری‌اوربیت (ReOrbit) قراردادهای زیادی در شرف نهایی شدن هستند. این شرکت در سال ۲۰۲۴ نخستین سفارش GEO خود را از شرکت مالزیایی Uzma، فعال در حوزه خدمات انرژی و فناوری دریافت کرد.
ReOrbit انتظار دارد تا پایان سال ۲۰۲۵ دو سفارش دیگر برای ماهواره‌های GEO دریافت کند.
اهمیت اندازه ماهواره
هزینه کمتر، زمان ساخت سریع‌تر و قابلیت سازگاری، ماهواره‌های کوچک GEO را برای بازارهای خاص، نیازهای استقرار سریع و کاربردهای منطقه‌ای یا دولتی مانند ارتباطات امن و دسترسی ملی به پهن‌باند جذاب کرده است.
این ماهواره‌ها همچنین برای اپراتورهای معمول GEO فرصتی فراهم می‌کنند تا با سرمایه‌گذاری کمتر وارد حوزه پهن‌باند شوند؛ بازاری که به دلیل رقابت فزاینده با استارلینک و دیگر منظومه‌های LEO، فرصت‌های سرمایه‌گذاری در آن در حال تضعیف است و به دنبال جبران کاهش درآمدهای خود از پخش تلویزیونی هستند.
با این حال، ماهواره‌های کوچک GEO فضای کمتری برای ترانسپاندرها و توان مصرفی دارند و تنها بخشی از ظرفیت ماهواره‌های عظیمی مانند ژوپیتر-۳ (Jupiter-3) یا ویاست-۳ (ViaSat-3) را ارائه می‌دهند.
برای کشورهایی که به دنبال دسترسی مقرون‌به‌صرفه به قابلیت‌های ماهواره‌ای مستقل از نفوذ خارجی هستند، این مبادله به‌ویژه با پیشنهادات شرکت ReOrbit جذاب است.
مدیرعامل ری‌اوربیت می‌گوید: «امروزه در حوزه سامانه‌های ماهواره‌ای مستقل، خلا قابل‌توجهی وجود دارد. بسیاری از کشورها برای تامین نیازهای حیاتی ارتباطی خود چه در بخش غیرنظامی و چه نظامی به اجاره ظرفیت ماهواره‌ای متوسل شده‌اند.» به گفته او با افزایش تنش‌های ژئوپلیتیکی، کشورها اهمیت بیشتری برای زیرساخت ماهواره‌ای خود قائل شده‌اند. او می‌گوید: «ما فقط ماهواره نمی‌فروشیم؛ ما حاکمیت ملی می‌فروشیم.»
این شرکت اخیرا با شرکت هندی آنانث تکنولوژی (Ananth Technologies) همکاری کرده تا از توانمندی‌های تولید و مونتاژ آن برای ساخت ماهواره‌های GEO بهره ببرد و آن‌ها را به‌صورت مشترک به مشتریان جهانی عرضه کند.
برخلاف بسیاری از بازیگران دیگر بازار، تمرکز ReOrbit بر نرم‌افزار است و سخت‌افزار را کالایی می‌بیند که باید با آن ادغام شود، نه اینکه خود درون شرکت تولید شود.
در مقابل، شرکت‌هایی مانند شرکت سوئیسی سوئیستو۱۲ (Swissto12) که در زمینه چاپ سه‌بعدی زیرسامانه‌های ماهواره‌ای فعالیت می‌کند، دامنه فعالیت خود را گسترش داده و اکنون به تولید کامل فضاپیماها در داخل شرکت روی آورده است.
مدیرعامل Swissto12 انتظار دارد ماهواره‌های بزرگ GEO همچنان نقشی اساسی در تامین ظرفیت بالا در یک ماموریت ایفا کنند، اما باور دارد که ماهواره‌های کوچک موتور رشد کلی بازار خواهند بود و احتمال دارد در پنج سال آینده تعداد سفارش‌های GEO به بالاتر از رکوردهای تاریخی برسد.
او می‌گوید: «پیش‌بینی من این است که بازار ماهواره‌های مخابراتی بزرگ GEO نسبتا پایدار باقی خواهد ماند، اما تقاضا برای ماهواره‌های کوچک GEO رشد چشمگیری خواهد داشت. و این الزاما به معنای تقاضای مستقیم برای ماهواره‌های کوچک نیست. بلکه تقاضا برای مدل‌های کسب‌وکاری است که بهترین پاسخ برای آن‌ها ماهواره‌های کوچک GEO هستند و در حال حاضر در بازار GEO دیده نمی‌شوند؛ چون تاکنون به آن‌ها پرداخته نشده است.»
شرکت آمریکایی آسترانیس (Astranis) نیز که ماهواره‌های GEO آن حدود نصف اندازه محصولات Swissto12 و ReOrbit هستند، دیدگاه خوش‌بینانه‌ای دارد. گرچه اندازه بسیار کوچک‌تر باعث می‌شود ماهواره‌های Astranis حدود نیمی از عمر طراحی ۱۵ ساله معمول ماهواره‌های GEO را داشته باشند، اما این شرکت توانسته تعداد سفارش‌های به‌مراتب بیشتری نسبت به رقبای خود جذب کند.
حمایت‌های مالی ماهواره‌های GEO
شرکت Astranis ماهواره‌های خود را به نمایندگی از مشتریان اداره می‌کند و زیرساخت‌های زمینی لازم برای عملیات در مدار را فراهم می‌آورد. نخستین ماهواره این شرکت در سال ۲۰۲۳ پرتاب شد و تا پایان سال ۲۰۲۵، انتظار می‌رود که تعداد ماهواره‌های پرتاب‌شده توسط Astranis در سال‌های اخیر از مجموع سه اپراتور بزرگ معمول GEO بیشتر باشد.
از زمان تاسیس (حدود ده سال پیش)، سرمایه‌گذاران بیش از ۷۵۰ میلیون دلار در Astranis سرمایه‌گذاری کرده‌اند. مشتریان این شرکت شامل شرکت آمریکایی آنوو (Anuvu)، متخصص اتصال دریایی و هوایی و اپراتورهای مخابراتی هستند که برای اولین بار وارد حوزه فضایی شده‌اند.
شرکت تایلندی تایکام (Thaicom)، اپراتور پیشرو ماهواره‌ای تایلند که دارای ناوگانی از ماهواره‌های بزرگ GEO است نیز سفارشی برای یک ماهواره Astranis داده تا پهن‌باند را به مناطق بسیار دورافتاده و بدون اتصال در آسیا ارائه دهد.
شرکت Swissto12 که اپراتورهای باسابقه‌ای مانند شرکت آمریکایی ویاست (Viasat) و شرکت چندملیتی اینتلست (Intelsat) به مرکزیت لوکزامبورگ را در میان مشتریان اولیه خود دارد، اولین فضاپیمای خود را در سال ۲۰۲۶ پرتاب خواهد کرد.
در مارس۲۰۲۵، Swissto12 همچنین سفارش یک ماهواره از شرکت سنگاپوری آسترام موبایل (Astrum Mobile) را اعلام کرد که خدمات مقاوم، چندرسانه‌ای کم‌باند و اتصال مستقیم به دستگاه‌ها در سراسر آسیا ارائه خواهد داد.
این شرکت سوئیسی در سال ۲۰۲۳ توانست ۲۸ میلیون دلار تامین مالی بدهی جذب کند تا قابلیت‌های تولید خود را برای بازار ماهواره‌های کوچک GEO گسترش دهد.
شرکت ReOrbit قصد دارد اولین ماهواره GEO خود را در سال ۲۰۲۸ پرتاب کند، اما نخستین ماموریت فضایی‌اش برای سال ۲۰۲۶ در مدار پایین زمین (LEO) برنامه‌ریزی شده است. این شرکت به عنوان بخشی از برنامه‌ای از آژانس فضایی اروپا (ESA) فضاپیمایی را فراهم می‌کند که هدف آن نمایش فناوری انتقال امن داده‌های فضا به فضا و فضا به زمین، متناسب با ماموریت‌های رصد زمین است.
به گفته مدیر عامل این شرکت، درآمدهای حاصل از قرارداد با ESA به شرکت کمک می‌کند تا قابلیت‌های خود را در جریان یک دوره تامین مالی در حال انجام، توسعه دهد.
ReOrbit همچنین درآمدهایی از قراردادی قبلی برای ارائه سه ماهواره در مدار متوسط زمین (MEO) به شرکت ژاپنی وارپ‌اسپیس (Warpspace) فعال در زمینه انتقال داده، کسب کرده است. ری‌اوربیت در سال ۲۰۲۱ بازبینی طراحی اولیه این منظومه را تکمیل کرد، اما پروژه در حالت تعلیق است چون Warpspace منتظر تامین مالی بیشتر است.
در همین حال، شرکت آمریکایی اسندآرک (AscendArc)، در ژانویه پس از جذب ۴ میلیون دلار سرمایه مخاطره‌آمیز از حالت پنهان خارج شد و با کمک قراردادی به ارزش ۱.۸ میلیون دلار از شاخه نوآوری نیروی هوایی آمریکا، به توسعه فناوری پرداخت.
AscendArc که توسط یک مهندس سابق اسپیس‌ایکس تاسیس شده، خود را برای پاسخ به نیازهای رو به رشد نظامی آمریکا به سامانه‌های ماهواره‌ای پیشرفته آماده می‌کند، اگرچه برنامه‌های دقیق آن هنوز اعلام نشده است.
دشواری‌های نوظهور تولید ماهواره‌های کوچک GEO
تامین سرمایه تنها یکی از موانع بسیاری است که یک تولیدکننده نوپای ماهواره‌های کوچک GEO باید برای راه‌اندازی کسب‌وکار خود از آن عبور کند.
شرکت آمریکایی شبکه‌های ماهواره‌ای سترن (Saturn Satellite Networks) که در سال ۲۰۱۷ تاسیس شد، در سال ۲۰۲۲ توانست تعهداتی به ارزش ۲۳۵ میلیون دلار از سرمایه‌گذاران حقوقی، از جمله شرکت سرمایه‌گذاری آلمانی EMP و یک پیمانکار دفاعی ناشناس آمریکایی جذب کند.
این سرمایه‌گذاری قرار بود تقریبا نیمی از هزینه پروژه Space Broadband Networks-1 (اختصارا SBN-1) سترن را پوشش دهد؛ پروژه‌ای متشکل از شش ماهواره یکسان که هر یک ظرفیت انتقال حداقل ۱۰۰ گیگابیت بر ثانیه را ارائه می‌دادند.
برنامه‌ریزی شده بود که این ماهواره‌ها در سال ۲۰۲۵ به‌صورت دسته‌جمعی با یک حامل آریان ۶ (Ariane 6) مستقیما به مدار GSO پرتاب شوند، اما خرید عمده حامل‌ها توسط شرکت آمازون برای پروژه کویپر (Kuiper)، منظومه‌ای در مدار LEO شامل بیش از ۳۲۰۰ ماهواره پهن‌باند، برنامه‌های سترن را برهم زد.
به گفته بنیان‌گذار سترن که پیش‌تر در سال ۲۰۰۵ اپراتور ناوگان ماهواره‌ای ABS را نیز تاسیس کرده بود، Ariane 6 تنها راکتی به شمار می‌آمد که می‌توانست با هزینه‌ای زیر ۱۰۰ میلیون دلار، بیش از ۴.۲ تن را مستقیما به GSO ببرد.
او می‌گوید: «هیچ بخشی از برنامه‌ریزی ما پیش‌بینی نمی‌کرد که آمازون در یک حرکت ۹۲ حامل که ۱۸ تای آن‌ها آریان ۶ بود سفارش دهد، درست وقتی که ما برنامه خود را آغاز کرده بودیم.»
سترن پس از ناکامی در یافتن پرتاب‌گری جایگزین با عملکرد و هزینه مشابه Ariane 6، پروژه را به چهار ماهواره کاهش داد، اما این سفارش کوچک‌تر موجب از دست رفتن تخفیف‌های مبتنی بر حجم خرید با تامین‌کنندگان قطعات شد و همین امر هزینه‌ها را تقریبا ۴۰ درصد افزایش داد. به گفته وی همان‌طور که انتظار می‌رود، این موضوع اعتماد سرمایه‌گذارانی را که EMP برای تامین مالی برنامه گرد هم آورده بود، متزلزل کرد.
او می‌گوید: «جای تعجب نیست که آن‌ها دیگر نتوانستند ادامه دهند. وقتی سونامی غیرمنتظره‌ای به نام Kuiper به برنامه‌ات برخورد می‌کند، کاری از کسی ساخته نیست جز اینکه برگردی سراغ تخته طراحی و برنامه‌ای جدید تدوین کنی.»
اکنون رهبران شرکت سترن مصمم هستند تا ریسک تامین‌کنندگان را تا حد ممکن برای پلتفرم ماهواره‌ای به نام SBN-X متنوع کنند.
این پلتفرم دو نسخه دارد:
- SBN-X Mini که می‌تواند ظرف پنج ماه پس از پرتاب به مدار پایین زمین توسط یک حامل کوچک، خود را به مدار GSO برساند.
- همچنین SBN-X Max که برای تزریق مستقیم به GSO طراحی شده و پس از به اشتراک گذاشتن مسیر با یک حامل بزرگ‌تر، پرتاب می‌شود.
ماهواره‌ها در همکاری با یک پیمانکار هوافضای دفاعی آمریکایی ساخته خواهند شد و از قطعات شخص ثالث با سابقه استفاده در ماهواره‌های GEO بهره خواهند برد. سترن طراحی و نرم‌افزار پرواز ماهواره را تامین می‌کند، در حالی که پیمانکار مسئول مونتاژ و آزمایش آن خواهد بود. پلتفرم‌های جدید SBN-X می‌توانند به صورت تکی ساخته شوند، بنابراین هزینه‌ها توسط مشتریان هنگام سفارش ماهواره‌ها پرداخت خواهد شد.
چالش‌های بیشتر ماهواره‌های GEO
با وجود موفقیت در جذب سرمایه و گسترش سریع تولید، مشکلات فنی نیز برتری Astranis را در این بازار کاهش داده است.
خرابی در ماهواره نخستین شرکت به نام آرکتوروس (Arcturus) باعث شد ماهواره نتواند پنل‌های خورشیدی خود را به سمت خورشید نگه دارد؛ این موضوع منجر به تامین نامنظم انرژی شد و برنامه‌های اولیه برای ارائه پهن‌باند در آلاسکا به یک اپراتور مخابراتی محلی پس از پرتاب در سال ۲۰۲۳ را مختل کرد.
برنامه‌ریزی شده بود که پس از این ماموریت، یک مجموعه چهارماهواره‌ای برای سه مشتری مختلف پرتاب شود، اما این طرح نهایتا یک سال به تعویق افتاد و به دسامبر۲۰۲۴ موکول شد. چند ماه پس از پرتاب این مجموعه، Astranis اعلام کرد تلاش‌ها برای جابه‌جایی یکی از ماهواره‌ها به نام یوتیلیتی‌ست (UtilitySat) به موقعیت GSO خود متوقف شده تا مشکل نامعلومی را عیب‌یابی کنند.
برخلاف سایر ماهواره‌های باند Ka، یوتیلیتی‌ست با ترانسپاندرهای باند Ka، Ku، Q و V طراحی شده تا از نیازهای متنوع ماموریتی پشتیبانی کند.
این ماهواره که به «چاقوی ارتشی سوئیسی» معروف است، در ابتدا قرار بود پس از مشکل Arcturus، ظرفیت پل ارتباطی را در آلاسکا فراهم کند، اما برنامه کنونی ارائه خدمات ارتباطی در مکزیک برای اپراتور مخابراتی مکزیکی اپکو نتورکس (Apco Networks) است که دو ماهواره از پنج ماهواره Astranis را سفارش داده و قرار است امسال به صورت مشترک با حامل فالکون ۹ (Falcon 9) اسپیس‌ایکس پرتاب شوند.
با وجود این مشکلات، Astranis اخیرا قراردادی ۱۱۵ میلیون دلاری برای تحویل نخستین ماهواره اختصاصی ارتباطی تایوان، در بزرگ‌ترین قرارداد تجاری خود تا به امروز، منعقد کرده است.
با این حال، چالش‌های پیش‌روی Astranis نشان‌دهنده ریسک‌هایی است که تازه‌واردان در رقابت برای سهمی از بازار GEO، زیر سایه تولیدکنندگان قدرتمند و باسابقه‌ای مانند بوئینگ و ایرباس با آن مواجه هستند.
