Overal ter wereld snel internet

Wat hebben Elon Musk en Bill Gates met elkaar gemeen? Beiden zijn van het mannelijk geslacht, hebben een uitpuilende bankrekening en waren of zijn verantwoordelijk voor een of meer zeer succesvolle, grote techbedrijven. Een wellicht iets minder bekende overeenkomst zijn de plannen die beide hadden of hebben voor het in stelling brengen van een satellietconstellatie om overal ter wereld een internetverbinding te kunnen aanbieden. Bill Gates hoopte in de jaren negentig met het bedrijf Teledesic een kleine revolutie teweeg te brengen door een netwerk van honderden internetsatellieten in een baan om de aarde te brengen. In tegenstelling tot Microsoft werd het door Motorola ondersteunde Teledesic allesbehalve een succesverhaal en dat bleek uiteindelijk exemplarisch voor vergelijkbare bedrijven en de satellietmarkt van die tijd.

Ruim twintig jaar later wil Musk alsnog de droom van Gates realiseren met een netwerk van satellieten die overal ter wereld snel breedbandinternet kunnen verzorgen zonder een al te hoge latency. Zijn netwerk moet uit twaalfduizend satellieten gaan bestaan. Andere bedrijven met soortgelijke plannen zijn bijvoorbeeld OneWeb en Telesat. Inmiddels dient ook Amazon zich aan. Een nieuwe 'spacerace' voor internetsatellietdiensten is ophanden.

Het gaat bij alle plannen om relatief grote aantallen satellieten die in lage banen om de aarde moeten komen, waarmee onder meer het latency-nadeel van de veel hoger hangende geostationaire satellieten moet worden ondervangen. Het kan dus zomaar dat over pakweg vijf jaar tot tien jaar de toch al drukke ruimte om de aarde nog een stuk drukker wordt. Hoe zien enkele van deze satellietconstellatieplannen eruit? Waarom gingen bedrijven met soortgelijke plannen twintig jaar geleden veelal op de fles en hoe groot is de kans dat de huidige bedrijven met hun plannen in deze spacerace de finishlijn halen?

Teledesic: breedbandsatellieten

"God beware ons, het is het stomste dat ik ooit heb gehoord." Dat was de reactie en mening die John Pike in 1994 ventileerde over het internetsatellietplan van Teledesic. Pike was destijds de directeur van de Federation of American Scientists Space Policy Project en had weinig vertrouwen in het voor negen miljard dollar begrote plan om tegen 2001 840 satellieten op een hoogte van zo'n 700km in een baan om de aarde te brengen.

Een grote naam als Bill Gates dacht daar anders over. Hij werd binnengehaald door medemiljardair Craig McCaw, die zijn fortuin verdiende door zijn in draadloze communicatie gespecialiseerde bedrijf aan AT&T te verkopen. Beiden verkregen elk dertig procent van Teledesic, ook al waren ze bij lange na niet de grootste investeerders. McCaw en Gates staken er aanvankelijk elk 5 miljoen dollar in, terwijl Motorola er 750 miljoen dollar in pompte, gevolgd door de Saudische prins Al-Waleed bin Talal met 200 miljoen en Boeing met 100 miljoen dollar.

Steve Hooper, destijds mede-ceo bij Teledesic, zei in 1998 dat zijn bedrijf een markt zag om bedrijven de optie te geven hun lans uit te breiden tot regionale wans en een wereldwijd wan. "Neem een bank die een grote behoefte aan trunking heeft, met duizend vestigingen verspreid over de wereld. Je verbindt veel daarvan met glasvezel en je verbindt de kleinere en middelgrote kantoren van die bank met een Teledesic-terminal met de datadoorvoer, betrouwbaarheid en kwaliteit die je ook bij glasvezel zou krijgen. Deze terminal is een apparaat dat je naar elke plek ter wereld kunt verschepen en kunt inpluggen in standaardrouters of pbx's. Er zal ook een satellietontvanger nodig zijn die op het dak van het gebouw staat en de satelliet opzoekt. Onze echte klanten zijn deze kleine en middelgrote kantoren van grote multinationals die hun wans moeten uitbreiden naar alle uithoeken van hun organisaties", aldus Hooper.

De Amerikaanse Federal Communications Commission gaf in maart 1997 toestemming voor het in de ruimte brengen van de 840 geplande satellieten. Teledesic mocht zijn op klanten gerichte 'internet-in-de-ruimtedienst' uitvoeren binnen de Ka-band, met 28,6 tot 29,1GHz voor de uplink en de downlink op 18,8 à 19,3GHz. Deze relatief hoge frequenties maken dat de verbindingen vrij eenvoudig verstoord kunnen worden door bijvoorbeeld wolken of regen. Daardoor was een hoge elevatie van veertig graden noodzakelijk. De satellieten gingen gebruikmaken van isl bij routeren tussen de satellieten en de satellieten zelf zouden gebruikmaken van fast packet switching. Bij het ontwerp was elke satelliet in de constellatie een node in het fast packet switch network en had elke satelliet onderlinge communicatieverbindingen met acht buursatellieten. Isl's opereren in de 60GHz-band en verbinden satellieten onderling met de acht satellieten in de buurt. Elke isl opereerde volgens de OC-3, ofwel met 155,52Mbit/s, maar dat kon oplopen tot OC-24, ofwel 1,24Gbit/s.

Om te voorkomen dat de FCC de vergunning zou intrekken, kreeg het Italiaanse Alenia Spazio de opdracht om de eerste twee van dertig satellieten te maken, maar in oktober 2002 werd deze productie geannuleerd. Teledesic kwam tot de conclusie dat het geen zin had om hiermee door te gaan, puur op basis van de speculatie dat er zich een markt voor zou ontwikkelen. Het bedrijf had zijn personeelsbestand eerder al van 115 tot 75 teruggebracht en kondigde in oktober 2002 een nieuwe ontslaggolf aan. Reden was het speculatieve karakter van de punt-naar-puntcommunicatie die volgens Teledesic 'geen voorzienbare financiële markt of commerciële vooruitzichten toont'. Teledesic had zijn ambitie in 1997 al teruggebracht door het plan van 840 satellieten aan te passen tot 288 satellieten op 1400km hoogte. Met het staken van de productie was het grotendeels einde oefening.

Er was sprake van een
situatie waarbij 'de ouder
zijn kind opeet'

Iridium: satellieten voor telefonie

Deze 'realitycheck' had al bij verschillende satellietbedrijven plaatsgevonden. Iridium is een enigszins vergelijkbaar voorbeeld van een bedrijf dat met veel satellieten in een lage baan om de aarde een wereldwijde dekking commercieel wilde uitbaten. Anders dan bij Teledesic ging het bij het eveneens door Motorola ondersteunde Iridium om satelliettelefooncommunicatie. Volgens Motorola kwamen technici van het bedrijf in 1987 in de woestijn van Arizona op het idee om te komen tot een netwerk van satellieten om te kunnen communiceren met iedereen, op elk moment en bijna overal ter wereld, schreef The New York Times destijds. Waarom zou je investeren in een duur, op land gebaseerd systeem met zendmasten, als je dit ook via een netwerk van satellieten kunt afhandelen, was de gedachte.

Het oorspronkelijke plan ging uit van 77 satellieten op een hoogte van 780km. Dit verklaart ook de naam; het element iridium heeft atoomnummer 77. Uiteindelijk werd die ambitie echter teruggeschroefd naar 66 satellieten, ook al leidde dat niet tot een voor de hand liggende naamsverandering naar dysprosium, het element met 66 protonen. Die 66 satellieten zijn destijds ook daadwerkelijk gelanceerd en in een baan om de aarde gebracht. Simpel gezegd werkte het netwerk als volgt. Zodra een klant een oproep plaatst met de speciale handset, wordt er een verbinding gemaakt met een satelliet in de ruimte, waarna het signaal via satellieten uit het netwerk naar bijvoorbeeld de andere kant van de wereld wordt doorgegeven. Zodra het signaal aankomt bij de satelliet die boven de juiste aardse gateway hangt, vindt de downlink plaats en wordt de oproep doorgegeven aan het telefoonnetwerk of internet, om uiteindelijk bij de ontvanger uit te komen.

Er werd 5 miljard dollar geïnvesteerd, maar Motorola moest er uiteindelijk echter 2,5 miljard dollar op afschrijven; Iridium vroeg in 1999 een Chapter 11-situatie aan. Dit is een onderdeel uit de Amerikaanse federale faillissementswet dat min of meer neerkomt op een uitgebreidere vorm van het in Nederland toegepaste uitstel van betaling. Het is in feite een bescherming tegen faillissement, waarbij een bewindvoerder samen met alle stakeholders een saneringsplan opstelt om faillissement af te wenden. Uiteindelijk bleek een faillissementsaanvraag in 1999 echter onafwendbaar, mede omdat het bedrijf onvoldoende klanten wist aan te trekken. Een maand nadat het systeem in 1998 online ging, had het bedrijf meer geld verdiend met het verkopen van bekers en T-shirts dan met de verkoop van handsets en de daadwerkelijke communicatiedienst. Een paar maanden daarna waren er nog maar 3.637 betalende klanten. Het werd destijds een van de grootste faillissementen uit de Amerikaanse geschiedenis.

Toen daalde er echter een reddende engel neer: het Amerikaanse ministerie van Defensie. Via het bedrijf Iridium Satellite kreeg het Amerikaanse leger voor een prikkie de satellieten in handen. Defensie vond dat het systeem overal ter wereld beveiligde satelliettelefooncommunicatie mogelijk maakte met kleine handsets; een dienst die tot dat moment volgens het leger niet beschikbaar was. Volgens Amerikaanse overheidsfunctionarissen kon het systeem de capaciteiten van de speciale eenheden, combat search and rescue en de activiteiten in de poolgebieden verbeteren.

De redding door het Amerikaanse Pentagon maakte dat de naam Iridium ook vandaag de dag niet alleen bekend is van het periodieke systeem. Door betalingen van het Amerikaanse leger kon het netwerk financieel quitte draaien met een veel lager aantal abonnees. Ook al belandde een onderdeel van een van de Iridium-satellieten in oktober vorig jaar in de boomgaard van een Californische boer; de meeste satellieten moeten volledig in de atmosfeer zijn opgebrand. De oude satellieten hebben inmiddels plaatsgemaakt voor de geheel vernieuwde vloot, genaamd Iridium Next. Daarvan vliegen er nu 75 in een baan om de aarde. Deze vervangen de oude vloot en bieden nog altijd telecommunicatiediensten, aangevuld met onder meer L-band-connectiviteit voor boten en vliegtuigen. Ook hebben de satellieten speciale ontvangers aan boord om op de ads-b-technologie van passagiersvliegtuigen in te spelen. Die signalen kunnen door de satellieten worden doorgestraald naar luchtverkeersleiders, zodat zij veel beter weten waar vliegtuigen zich op welk moment bevinden.

Te grootse plannen en ingehaald door de realiteit

Waarom hebben satellietnetwerken uit de jaren negentig het veelal niet gered of moesten ze zich zoals Iridium en GlobalStar wenden tot Chapter 11 om niet voorgoed te verdwijnen? Voor een deel is dat te verklaren doordat het ging om technologisch complexe, innovatieve producten waarvoor hoge investeringen nodig waren, terwijl op voorhand niet duidelijk was of er een markt voor was. Concurrerende technologie bleek zich beter en sneller te ontwikkelen en de markt voor het bouwen van satellieten was destijds nog niet zover gevorderd.

Tegelijk is de neergang uiteraard ook toe te schrijven aan problemen die specifiek waren voor de individuele netwerken. Zo was een veelgehoorde klacht dat de zware, baksteenachtige handset die nodig was voor het vroege Iridium-netwerk met zo'n drieduizend dollar wel erg duur was. Datzelfde gold voor de individuele gesprekken, die zomaar vijf dollar per minuut konden kosten. Die prijs verlagen lukte niet, want Motorola had het bedrijf zo opgezet dat er grote betalingen van naar verluidt 140 miljoen dollar per kwartaal aan Motorola moesten worden betaald. Volgens auteur John Bloom, die in het boek Eccentric Orbits over Iridium heeft geschreven, was daarmee sprake van een situatie waarbij 'de ouder zijn kind opeet'.

Zo bleek Iridium al voordat de eerste klant een gesprek had gevoerd, nauwelijks levensvatbaar. Om quitte te draaien waren er in het eerste jaar al een miljoen klanten nodig en die waren bij lange na niet in zicht. En de opkomende aardse zendmasten voor mobiele communicatie bleken ook een geduchte concurrent. Eigenlijk was het systeem archaïsch; het werd in de jaren tachtig bedacht en ontwikkeld, en ging in 1998 online. "Het idee was dat een zakenman de drieduizend dollar kostende telefoon met zich zou meedragen in een koffer en vanuit Parijs of Londen naar huis zou bellen. Natuurlijk had niemand het nodig in Parijs of Londen toen het netwerk online kwam", zei Dan Colussy, de man die verantwoordelijk was voor de verkoop van het bedrijf. Bovendien had je er niets aan in gebouwen; er moest een directe gezichtslijn zijn tussen de handset en de satelliet.

Terwijl Iridium concurreerde met mobiele telefonie, moest Teledesic het in feite opnemen tegen land- en zeekabels. Het satellietnetwerk moest een wereldwijde infrastructuur worden voor lokale partijen en kon afgelegen gebieden en dorpen verbinden met de nationale telecommunicatienetwerken. Diensten aan individuen werden niet voorzien. Daniel Kohn van Teledesic schreef in de jaren negentig dat er wel veel glasvezel in de wereld is en dat het aantal plaatsen met glasvezel groeide, maar dat het vooral werd gebruikt om landen en de centrale kantoren van telefoonbedrijven te verbinden. Hij dacht dat in de grootste delen van de wereld helemaal nooit glasvezel zou worden uitgerold. En bijvoorbeeld in de Verenigde Staten leek het hem niet waarschijnlijk dat glasvezel tot aan individuele huizen en kantoren zou reiken, omdat dat het leeuwendeel van de kosten van het netwerk zou vertegenwoordigen. Uiteindelijk ging de ontwikkeling van glasvezel echter een stuk sneller dan Kohn had voorspeld en de ontwikkelingen op het gebied van datasnelheden door mobiele netwerken namen ook een vlucht.

Al met al waren er niet zoveel plekken op de wereld die echt baat hadden bij Teledesic. Het bedrijf zelf weet zijn ondergang ook aan het in elkaar storten van de telecommunicatie-industrie. Bovendien ging het niet bepaald lekker met de satellietindustrie, gelet op de neergang van bijvoorbeeld Iridium. Mede daardoor werd de start van het netwerk jaren vooruitgeschoven, naar 2004, en dat maakte investeerders niet bepaald happig. Bovendien wees een voormalige medewerker op zaken als mismanagement.

Het leek wel een reeks ufo's die in een konvooi over de aarde vlogen. De Leidenaar Marco Langbroek was een van de eerste aardbewoners die op 24 mei het merkwaardige schouwspel opmerkten. Een opvallende, kaarsrechte lichtsliert met vele lichtgevende puntjes prijkte aan de nachtelijke hemel. Al snel werd duidelijk dat het niet om een buitenaardse invasie ging; het bleken de eerder gelanceerde zestig testsatellieten voor het Starlink-netwerk van SpaceX te zijn. De zestig plat ogende satellieten met een totaalgewicht van meer dan 13.000kg waren op elkaar gestapeld, in de neuskegel van een Falcon 9-raket geplaatst en in een baan om de aarde gebracht. Deze testsatellieten missen nog de lasercommunicatieterminals van het Duitse bedrijf Mynaric om met elkaar in verbinding te staan.

Eind juni hadden de meeste satellieten de bedoelde hoogte van 550km bereikt. Met drie satellieten verloor SpaceX het contact en twee zijn met stuurraketten bewust de atmosfeer in gemanoeuvreerd om het proces van uit een baan om de aarde halen te testen. De drie satellieten waarmee het contact verdween, zouden op passieve wijze in de atmosfeer zijn beland door de zwaartekracht van de aarde. Volgens SpaceX zijn de satellieten, die nog afwijken van het uiteindelijke ontwerp, zo gemaakt dat ze uit elkaar vallen in de atmosfeer en er dus geen puin achterblijft.

Deze lancering van zestig satellieten is de opmaat naar nog veel meer lichttreintjes. Uiteindelijk moet het Starlink-netwerk uit ongeveer 12.000 satellieten gaan bestaan. Het doel is om overal toegang tot snel en betaalbaar internet mogelijk te maken. In zekere zin probeert de SpaceX-topman hiermee te slagen waar Bill Gates met Teledesic twintig jaar geleden faalde. Uiteindelijk moet het netwerk in 2027 voltooid zijn en volgens Gwynne Shotwell, de coo van SpaceX, kan het haar bedrijf wel tien miljard dollar gaan kosten. Elon Musk gaf echter ook al aan dat het SpaceX uiteindelijk zo'n dertig miljard tot vijftig miljard dollar per jaar kan opleveren, al voegde hij er meteen aan toe dat het niet eenvoudig wordt. "Er is veel nieuwe technologie, dus is het mogelijk dat sommige van deze satellieten misschien niet werken." Hij sprak zelf over een 'kleine kans dat geen van de satellieten zal werken'.

In 2017 schreef de WSJ dat SpaceX verwacht dat het in 2025 al meer dan veertig miljoen abonnees heeft voor de breedbanddienst, die overigens al functioneert zonder dat alle 12.000 satellieten zich in de ruimte bevinden; bij zo'n 800 stuks moet de breedbanddienst operationeel kunnen zijn. Zo'n 4425 satellieten moeten op hoogtes van ongeveer 1200km gaan opereren op de Ka- en Ku-band, maar 7518 stuks moeten veel lager, op hoogtes van 340km gaan hangen en gebruikmaken van de weinig gebruikte V-band. In november vorig jaar heeft SpaceX bij de FCC toestemming gevraagd om 1584 van de 4425 satellieten een stuk lager te laten vliegen, op 550km. In feite gaat het netwerk daarmee uit drie lagen bestaan. Die toestemming is in april gegeven en moet de dekking van het netwerk verbeteren.

Mede doordat een aanzienlijk deel van de satellieten in relatief lage banen om de aarde komt, moet de latency rond de 30ms kunnen komen. Daarvoor zijn ook de nodige grondstations nodig en wat de verwachte snelheden voor gebruikers worden, is nog niet duidelijk. Musk heeft eerder wel gezegd dat het systeem gebruik zal maken van een peer-to-peerprotocol dat eenvoudiger dan ipv6 zou zijn en er zou end-to-endencryptie aanwezig zijn op firmwareniveau, waardoor het volgens Musk met de huidige computertechnologie niet waarschijnlijk is dat het netwerk wordt gehackt.

OneWeb satellites is een joint venture tussen het Britse OneWeb en Airbus, en heeft het plan om 650 tot 1980 exemplaren van de 150kg wegende satellieten op een hoogte van 1200km in een baan om de aarde te brengen. In 2021 moet het netwerk commercieel inzetbaar zijn voor een scala aan klanten en sectoren, en in 2020 moet het al deels inzetbaar zijn. OneWeb richt zich nadrukkelijk op het tegengaan van de digitale kloof in de wereld, waarbij het bedrijf nog eens benadrukt dat 48 procent van de wereldbevolking geen toegang tot internet heeft en dat aardse oplossingen lang niet altijd economisch haalbaar zijn. OneWeb benadrukt ook dat er in 2020 zo'n 13 miljard iot-apparaten zijn waarbij er een grote vraag zal zijn naar versnelling van de bestaande connectiviteit.

De eerste zes satellieten zijn in februari gelanceerd. Deze zijn in juli gebruikt voor in Seoul uitgevoerde connectiviteitstests. Daarbij werden snelheden van meer dan 400Mbit/s gehaald met een latency van minder dan 40ms bij het streamen van video's. Volgens OneWeb leverde alle zes satellieten diensten op een hoge snelheid met weinig vertraging en leidde de snelheid van ruim 400Mbit/s tot de snelste realtimevideostream in full-hd-resolutie vanuit de ruimte tot nu toe. Het bedrijf meldt dat het hiermee aantoont dat het overal ter wereld een superieure breedbandverbinding kan leveren. Bij de tests waren Intellian, als bouwer van de gebruikersterminals, en Satixfy, de bouwer van de 125MHz-scpc-testmodem, betrokken.

Net als Starlink maakt het netwerk van OneWeb gebruik van de Ku-band voor de gebruikersverbindingen en de Ka-band voor de verbindingen met de gateways op de grond. In tegenstelling tot Starlink is bij het netwerk van OneWeb echter geen sprake van dwarsverbindingen tussen de satellieten. Een ander verschil tussen Starlink en het netwerk van Telesat is dat OneWeb een bent pipe-architectuur heeft. Daarbij wordt een uplinksignaal ontvangen, versterkt en vertaald in een downlinksignaal en -frequentie, die vervolgens weer worden versterkt en door middel van een sterke antenne naar de aarde worden gestuurd. Een gateway op de grond is nodig om de satellieten en het verkeer van en naar de satellieten en naar internet te beheren. Telesat wijkt hiervan af door het uplinksignaal wel te demoduleren en moduleren. Door middel van de optische verbindingen tussen de satellieten zijn ook minder gateways nodig.

Ook OneWeb heeft gedacht aan het beperken van het ruimtepuinrisico. Op het moment dat de satellieten ooit aan het einde van hun levensduur komen, gaat de satelliet automatisch uit zijn baan om de aarde en brandt hij op in de atmosfeer. Daarnaast zijn de satellieten uitgerust met systemen om botsingen met eventueel ruimtepuin te voorkomen.

Het Canadese, in Ottawa gevestigde Telesat probeert onder meer SpaceX de loef af te steken met een eigen plan om in ieder geval 292 satellieten in een lage baan om de aarde te brengen, al kunnen dat er naar behoefte ook 512 worden. Ze gaan hangen op een hoogte van ongeveer 1000km en het doel is om relatief snel internet te leveren aan in ieder geval afgelegen gebieden in Canada, waarbij het gaat om zo'n 2,3 miljoen Canadese huishoudens. Dat verklaart ook waarom de Canadese overheid 85 miljoen Canadese dollar in het project steekt. Telesat wijst erop dat het aanleggen van glasvezel in afgelegen gebieden erg duur is en dat de 'hoge kwaliteit, betrouwbare internettoegang en betaalbare tarieven een belangrijke stap betekenen naar het dichten van de digitale kloof in Canada'. De Canadese overheid hoopt met de investering te bewerkstelligen dat tegen 2030 ongeveer alle Canadese huishoudens en bedrijven verbonden zijn en toegang hebben tot downloadsnelheden van 50Mbit/s en uploadsnelheden van 10Mbit/s. Het netwerk maakt voor zowel de gebruikersverbindingen als de gatewayconnecties gebruik van de Ka-band en maakt net als Starlink gebruik van optische verbindingen tussen de satellieten.

Hoeveel het satellietnetwerk moet gaan kosten, is niet helemaal duidelijk, al gaf de Canadese minister van Financiën in januari aan dat het plan een investering van miljarden dollars vergt. Het zou gaan om zo'n drie miljard dollar, waarbij bedrijven als Airbus, Thales, Leonardo en SSL in de race zijn om de constellatie te bouwen. Telesat heeft in ieder geval al een definitieve overeenkomst met ruimtevaartbedrijf Blue Origin van Jeff Bezos. De in 2021 operationeel wordende New Glenn-raket moet verschillende lanceringen uitvoeren en Telesats netwerk in de ruimte brengen. Daarnaast heeft Telesat een deal gesloten met Loon, een onderdeel van Googles moederbedrijf Aphabet. Loon gaat het voor zijn stratosferische internetballonnen bedoelde sdn-platform aanpassen, zodat ook Telesat er gebruik van kan maken. De ballonnen moeten overigens later dit jaar commercieel inzetbaar zijn.

Een opvallend additioneel businessmodel van Telesat is om met de satellieten de uitbreiding van 5g te versnellen. Het bedrijf gaf in mei aan dat het succesvolle tests met Vodafone heeft uitgevoerd waarbij de satelliettechnologie van Telesat is ingezet als een 5g-backhaul. Volgens Telesat is het hiermee het eerste bedrijf ter wereld en kunnen zijn satellieten backhaultransport voor mobiele netwerkoperators verzorgen. Tijdens de tests werd een testsatelliet ingezet om verbinding te maken met het 5g-testnetwerk van de Universiteit van Surrey. Daarbij werd een netwerkreactietijd van 18 tot 40ms gemeten. Er werden tests gedraaid met videochatten, webbrowsen en het gelijktijdig streamen van video's met resoluties tot 8k. Er werd ook een 4k-video naar de rand van het 5g-netwerk getransporteerd. Volgens Vodafone kan de inzet van satellieten in een lage baan om de aarde een aanvullende backhauloptie zijn om klanten in afgelegen gebieden te bereiken.

Komt snel internet straks zomaar uit de lucht vallen? In de jaren negentig strandden de meeste pogingen en gingen nogal wat bedrijven op de fles of moesten ze eerst schuldenvrij worden gemaakt om te kunnen blijven bestaan. Gaat het bedrijven als SpaceX, OneWeb, Amazon en Telesat nu dan wel lukken?

Eén ding is zeker, Elon Musk ziet Starlink niet zomaar als een willekeurig, nieuw avontuur. De 12.000 SpaceX-satellieten moeten uiteindelijk in belangrijke mate bijdragen aan het kolossale bedrag dat nodig is om Musks visie om mensen op Mars te zetten te realiseren. Volgens de WSJ, dat zich op bronnen uit de ruimtevaartbranche baseert, behaalt SpaceX jaarlijks een omzet van ongeveer 2,5 miljard dollar. Onder meer de Amerikaanse National Research Council schatte in 2014 dat een menselijke onderneming naar de rode planeet zomaar 220 miljard dollar kan kosten. SpaceX kan dit onmogelijk financieren met alleen het lanceren van Falcon 9's, Falcon Heavy's, Dragon-capsules en straks de Starship. De door Musk genoemde 30 tot 50 miljard dollar die Starlink uiteindelijk jaarlijks kan opleveren, is dan ook broodnodig. De SpaceX-topman was waarschijnlijk dan ook nooit met Starlink begonnen als hij niet dacht dat het een groot succes zou worden.

Ten opzichte van de jaren negentig lijken de slagingskansen nu een stuk groter en reëler. Satellieten ontwikkelen en bouwen begint op goedkope massaproductie te lijken, kijkend naar bijvoorbeeld de vier OneWeb-satellieten die Airbus per dag kan produceren. De technologie is veel verder dan twintig jaar geleden, waardoor hoge snelheden mogelijk moeten worden. Ook kunnen de netwerken vaak al vroegtijdig operationeel worden zodra een deel van de geplande satellieten in een baan om de aarde zit. De satellieten komen in een lage baan om de aarde, dus moeten latencies van grofweg 40ms mogelijk zijn, in tegenstelling tot de latencies van pakweg 500ms van bestaande geostationaire internetsatellieten die zich op 35.000km hoogte bevinden.

Door de lage banen om de aarde vliegen ze met veel hogere snelheden dan hun geostationaire evenknieën, maar dat maakt ook dat er veel meer exemplaren nodig zijn om een stabiele dienst te kunnen garanderen. Het lanceren van de grote aantallen satellieten is vandaag de dag echter goed mogelijk. Raketlanceringen zijn door ridesharemissies en het recyclen van raketonderdelen relatief goedkoop en doordat de kunstmanen klein en licht worden gehouden, kunnen er hordes in één keer worden gelanceerd. Belangrijke delen van het spectrum zijn beschikbaar voor de signalen en in tegenstelling tot de jaren tachtig en negentig is nu veel duidelijker hoe de traditionele markt voor internet en mobiele communicatie ervoor staat en zich zal ontwikkelen, zodat ook veel beter is te schatten waar de kansen liggen en of er straks ook echt klanten voor de satellietconstellaties zijn.

Het betreden van de satellietbreedbandmarkt blijft door de complexe technologie en de aanzienlijke benodigde bedragen voor r&d echter een aanzienlijk risico. Musk zei niet voor niets dat hij denkt te slagen, maar dat dat allesbehalve een zekerheid is. Happen de klanten in onder meer afgelegen gebieden toe of er zijn er straks ook daar redelijk werkende alternatieven? Komt er wellicht nog tegenwind vanuit regelgeving en toezichthouders? En wordt het in deze ruimterace niet veel te druk? Waarschijnlijk is er straks op de markt voor internetsatellieten geen ruimte voor alle bedrijven die zich nu warmlopen.

En dan zijn er volgens MIT-onderzoeker Inigio del Portillo nog wat uitdagingen of minpunten per individuele satellietconstellatie die moeten worden overwonnen of die de bedrijven parten kunnen spelen. Zo heeft Starlink volgens Del Portillo een extreem groot grondsegment nodig, met honderden grondstations en grofweg 3500 gatewayantennes om op maximale doorvoersnelheid te kunnen opereren. Bij OneWeb zit de beperkende factor juist in de datasnelheid van de gebruikersverbindingen en het feit dat het aantal grondstations beperkt had kunnen worden als ervoor was gekozen om de satellieten wel met isl's uit te rusten.

Daar komt bij dat het scenario van volledig in de atmosfeer opbrandende satellieten aan het einde van hun levensduur niet waterdicht is. Bij elke satelliet die in de atmosfeer komt, is er een kleine kans dat hij niet volledig opbrandt, waardoor onderdelen zoals roestvrijstalen reactiewielen of spiegels van het zeer harde siliciumcarbide de reis naar de grond overleven. Als het gaat om enkele kilogrammen of meer, levert dat volgens de NASA voldoende energie op, bijvoorbeeld 15 joule, om iemand op de grond flink en zelfs dodelijk te verwonden. OneWeb wees de FCC er in 2017 op dat sommige onderdelen van de SpaceX-satellieten hun bezoek aan de atmosfeer zouden overleven met een energie van 960 joule, wat zou neerkomen op een honkbal die met meer dan 400km/u vliegt. Hoe klein de kans op zo'n scenario ook is, OneWeb is natuurlijk bang dat als er toch een incident plaatsvindt, alle satellietconstellaties daarvan veel hinder ondervinden. Ook al wordt er gewerkt om die risico's verder te minimaliseren, ze kunnen nooit geheel worden weggenomen.

Voorlopig is het nog koffiedik kijken of en zo ja welke bedrijven succesvol worden bij het uitbaten van hun hordes om de aarde cirkelende satellieten. De markt lijkt er rijp voor, maar er blijven nog genoeg uitdagingen en onzekerheden. Zelfs als het technisch allemaal uitstekend werkt, zal ook het economische model een belangrijke factor worden. Een lage latency en vrij hoge snelheden zijn leuk, maar als het Iridium-scenario van veel te dure hardware en te hoge gebruikskosten weer de kop opsteekt, zal menigeen internet liever uit de grond halen dan uit de ruimte plukken.