Der Konnektivitätswettbewerb in der Arktis verschärft sich

Satellitenbetreiber wagen sich in die Arktis, um die Konnektivität zu verbessern, da das sich ändernde atmosphärische und geopolitische Klima die Nachfrage nach mehr Bandbreite in einer der letzten verbliebenen Grenzen der Erde antreibt.

Junge und etablierte Betreiber sehen gleichermaßen einen wachsenden Markt für Kapazität in Gebieten, die am besten von Satelliten in nicht-geostationären Umlaufbahnen (NGSO) bedient werden.

OneWeb und Starlink von SpaceX, die weltweit größten Breitband-Megakonstellationen im erdnahen Orbit (LEO), haben bereits polarumlaufende Satelliten in ihren wachsenden Flotten.

SES erwägt den Einsatz geneigter Flugzeuge zur Abdeckung der Arktis mit O3b mPower, seinem Netzwerk der nächsten Generation im mittleren Erdorbit, das dieses Jahr mit dem Einsatz von Satelliten beginnen soll.

Die Arctic Satellite Broadband Mission (ASBM) – ein Joint Venture des britischen Satellitenbetreibers Inmarsat, des norwegischen Verteidigungsministeriums und der US Air Force – plant, im Jahr 2023 zwei Satelliten in stark elliptischen Umlaufbahnen auf einer SpaceX Falcon 9 zur Polarabdeckung einzusetzen.

Russian Satellite Communications Co. (RSCC) hat Pläne skizziert, seine Flotte in den folgenden Jahren um vier Satelliten in stark elliptischen Umlaufbahnen zu erweitern, um die Abdeckung tief in den Polarkreis hinein auszudehnen.

Und Telesat hat sich verpflichtet, indigene Gemeinschaften in den nördlichsten Gebieten Kanadas mit seiner geplanten LEO-Konstellation als Gegenleistung für staatliche Mittel zu verbinden.

Diese Hochgeschwindigkeitsnetze sollen die Konnektivität in der Arktis verändern. Iridium Communications war jahrzehntelang der einzige Betreiber, der in der Lage war, eine kontinuierliche Abdeckung über die Pole bereitzustellen – und nur für weniger bandbreitenhungrige Dienste wie Mobiltelefonie und verschiedene Überwachungs- und Verfolgungsanwendungen.

Für höhere Bandbreitenanforderungen haben Betreiber Satelliten im geostationären Orbit (GEO) verwendet, um Teile der Arktis mit Sichtlinie zu ihren festen Positionen entlang des Äquators abzudecken, bemerkte Armand Musey, Gründer der Beratungsfirma Summit Ridge Group.

Aufgrund der Erdkrümmung können geostationäre Satelliten, die über dem Äquator positioniert sind, keine hohen Polarhöhen erreichen. Allerdings, sagte Musey, hätten Militärs und andere Regierungsbenutzer zuvor ältere GEOs beauftragt, die nördlich oder südlich ihrer ursprünglichen äquatorialen Umlaufbahn gedriftet sind, um Kapazität in diesen Gebieten bereitzustellen.

„Die Polarabdeckung für einen nicht stationären Satelliten beträgt normalerweise nur mehrere Stunden am Tag an jedem Pol“, sagte er.

GEO-Satelliten erfordern aufgrund der geringen Elevationswinkel auch die Verwendung größerer und teurerer Schüsseln, je näher sie an den Polen sind, und „selbst dann können kleine Variationen im Gelände den Blickwinkel blockieren“.

„Für NGSO-Konstellationen mit polaren Umlaufbahnen gilt das Gegenteil“, sagte er.

„Die Satelliten kreuzen sich an den Polen, und dort sind Kapazität und Blickwinkel am besten.“

MEHR ANWENDUNGSFÄLLE

Trotz staatlicher Subventionen für die Verbindung abgelegener arktischer Gebiete, die oft schlecht mit terrestrischen Lösungen versorgt werden, ist die Bevölkerung der Region relativ klein und hat sich in der Vergangenheit nicht als wichtiger Markt für die Satellitenindustrie erwiesen.

Aber während die Arktis weiterhin als Nischenmarkt angesehen wird, investieren Satellitenunternehmen zunehmend in das Gebiet, da eine Reihe von Faktoren die Nachfrage nach mehr Kapazität antreiben.

Immer mehr Flugzeuge mit Passagieren, die besseres WLAN an Bord fordern, fliegen über die Pole, um internationale Ziele zu erreichen, und das sich erwärmende Klima schafft effizientere Schifffahrtsrouten, die den Fluss des Seeverkehrs erhöhen.

Die Arktis ist auch reich an natürlichen Ressourcen, und ihre strategische Bedeutung für die Regierungen wird wahrscheinlich gestiegen sein, nachdem die russische Invasion in der Ukraine die Beziehungen zum Westen erheblich verschlechtert hat.

Musey wies darauf hin, dass einige der Märkte, die in der Region im Fokus stehen, insbesondere Schifffahrt und Luftfahrt, weltweit zu den am schnellsten wachsenden Nutzern von Satellitenverbindungen gehören.

Daten von Northern Sky Research, die im November – drei Monate vor dem Einmarsch in die Ukraine – veröffentlicht wurden, prognostizierten, dass die kommerzielle Satcom-Nachfrage von Regierungs- und Militärkunden bis 2030 von etwa 1.000 Gigabit pro Sekunde (Gbps) auf 12 Gbps steigen wird.

„Obwohl dies im Großen und Ganzen nur eine kleine Chance ist“, bemerkte Brad Grady von NSR, ist die prognostizierte Wachstumsrate zwischen 2020 und 2030 fast viermal so hoch wie in Europa, das in diesem Zeitraum voraussichtlich die nächstbeste Wachstumsrate erreichen wird.

Die geopolitische Neuausrichtung aufgrund des Ukraine-Konflikts könnte die Nachfrage beschleunigen, und Grady sagte, dass es „sehr wahrscheinlich“ auch proprietäre militärische Satcom-Netzwerke gibt, die angesichts der strategischen Bedeutung der Region eine zusätzliche Konnektivitätsebene für Regierungs- und Militärkunden bieten.

Für den kommerziellen maritimen Markt der Arktis erwartet NSR, dass die Nachfrage bis 2030 auf etwa 80 Gbit/s ansteigen wird, bei einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von fast 60 %.

Der Handelsverkehr über nördliche Seerouten, Passagierkreuzfahrtschiffe der Explorationsklasse, die durch höhere nördliche Breiten fahren, die Fischerei und das Potenzial für mehr Öl- und Gasexploration treiben die Nachfrage hier an.

„Auch hier handelt es sich um eine relativ kleine Gelegenheit, aber sie bietet einige der höchsten 10-Jahres-CAGR für die Kapazitätsnachfrage auf dem Schifffahrtsmarkt“, sagte Grady.

„Insgesamt erwarten wir, dass mehr Schiffe in der Arktis präsent sein werden, da wir mehr Neubauten der Eisklasse am Horizont sehen, schmelzende Polkappen, die einen sichereren Betrieb ermöglichen, und eine längerfristige Entwicklung der arktischen Ressourcen.“

NSR stellt derzeit keine ähnlichen Prognosen für die Luftfahrt in der Region zur Verfügung, aber Grady sagte, dass die kürzliche Sperrung des russischen Luftraums für westliche Flüge, die mehr Flugzeuge zwingt, über die Arktis zu fliegen, um Reisen durch das Land zu vermeiden, die Nachfrage nach Konnektivität während des Fluges über der Region erhöht zumindest kurzfristig.

NEUES NGSO-SCHLACHTFELD

Da Hochgeschwindigkeits-NGSO-Breitbandsysteme viel besser für die arktische Kommunikation geeignet sind als GEO, erwartet Musey, dass diese Betreiber den Markt „weitaus aggressiver“ verfolgen werden, um neue Geschäftsmöglichkeiten zu erschließen.

Im Gegensatz zu Starlink kreisen alle Satelliten von OneWeb von Pol zu Pol, sodass es keine andere Wahl hat, als die Region abzudecken. Das westliche Verbot der Verwendung russischer Raketen hat auch den Satelliteneinsatz von OneWeb unterbrochen, sodass der obere Teil der nördlichen Hemisphäre das einzige Gebiet ist, in dem bisher Dienste aktiviert wurden.

Alle Breitband-Megakonstellationen „standen schon immer vor der Herausforderung, dass ~70 % der Erde aus Wasser besteht“, sagte Musey per E-Mail, und da „der Zugang zu den russischen und chinesischen Märkten jetzt weitgehend geschlossen ist, wird jede andere Region, einschließlich der Arktis, so viel wichtiger, ihre Geschäftsmodelle dicht zu machen.“

„OneWeb hat heute eine Reihe von Benutzerterminals in ganz Alaska, Kanada, Grönland und Norwegen installiert, und Standorte in Dänemark, Finnland und Island werden in naher Zukunft online gehen“, sagte Dylan Browne, Vice President of Government Sales bei OneWeb.

„Diese früh angenommenen Standorte haben Anwendungen, die von Community Broadband bis hin zu Verteidigungs- und Sicherheitsdiensten reichen.“

Er sagte, OneWeb teste auch Dienste mit Offshore-Energieplattformen und erstelle Prototypen mit Marineflotten für arktische Patrouillen.

„Wir arbeiten auch mit Telekommunikationsunternehmen zusammen, um Unternehmen und Gemeinden innerhalb des Polarkreises Netzwerkerweiterungen bereitzustellen“, fügte Browne hinzu.

„OneWeb befindet sich in aktiven Gesprächen mit einer Reihe von Fluggesellschaften, die voraussichtlich Polarrouten fliegen werden, wo die vorhandene Breitband-Satellitenverbindung nicht reicht.“

Northrop Grumman baut zwei Satelliten für die Arctic Satellite Broadband Mission (ASBM), eine Partnerschaft zwischen dem britischen Betreiber Inmarsat und den Regierungen von Norwegen und den USA. Credit: Northrop Grumman

Laut Inmarsat hat ASBM einen Vorteil gegenüber LEO-Konkurrenten, da es die einzige Fähigkeit bieten wird, die speziell für die Region entwickelt wurde.

LEO-Betreiber „machen eine große Sache aus der Tatsache, dass sie die Arktis bedienen, aber sie wurden nie dafür konzipiert, die Arktis zu bedienen; Es ist nur so, dass es umsonst ist“, sagte Peter Hadinger, Chief Technology Officer von Inmarsat.

Die norwegische Regierung ist der Haupteigentümer des Systems für die beiden Satelliten von ASBM, die so konzipiert sind, dass sie sich gegenseitig übergeben, sodass immer einer zu jeder Zeit über dem Nordpol positioniert ist.

Das Raumschiff wird Norwegen im X-Band, für die US-Regierung im EHF – sowohl in militärischen Frequenzen – als auch für Inmarsat im Ka-Band in militärischen und kommerziellen Frequenzen Konnektivität bieten.

„Wir haben eine kombinierte kommerzielle militärische Nutzlast, damit wir die Fluggesellschaften bedienen können, die die Abkürzungsroute über den Pol fliegen, die Schifffahrtsindustrie, die auf den verschiedenen nördlichen Seerouten segelt, und auch die Regierungen bedienen können, die über UAVs verfügen, die dies bevorzugen Nutzung von Ka-Band für ihre Verbindungen“, sagte Hadinger.

Die Systeme von ASBM im Ka-Band werden laut Hadinger mit dem Wideband Global Satcom (WGS)-System des US-Militärs kompatibel sein, das von Australien und anderen US-Verbündeten unterstützt wird. WGS hat derzeit keine polare Komponente.

FRISCHER BLICK AUF DIE ARKTIS

In den mehr als 40 Jahren des Bestehens von Inmarsat konzentrierte sich das Unternehmen darauf, der Welt Konnektivität zu bieten, die von geostationären Umlaufbahnen aus gesehen werden kann – im Wesentlichen alles außer den Polen.

„Da war wirklich nicht viel Geschäft zu machen, ganz ehrlich“, sagte Hadinger.

„Vieles davon änderte sich, als wir anfingen, in Global Xpress einzusteigen, und einige Dinge fielen zusammen“, sagte er und bezog sich auf Inmarsats Sammlung von hauptsächlich Ka-Band-Satelliten, die 2013 in GEO eingesetzt wurden.

Die Perioden der offenen Seeroute durch den Norden Kanadas und Russlands würden aufgrund der globalen Erwärmung länger, sagte er, und der Schiffsverkehr steige, da immer mehr Schiffe die „abgekürzte nördliche Route“ zwischen den Ozeanen nahmen.

„Gleichzeitig mussten sich jene Regierungen, die daran gewöhnt waren, eisblockierte Nordgrenzen zu haben, plötzlich Sorgen darüber machen, dass Schiffe über ihre Nordgrenzen segelten“, sagte er.

„Und sie hatten dort oben keine Verteidigung. Sie hatten keine Möglichkeit zu beobachten, was vor sich ging, also wollten sie unbemannte Patrouillen über diese riesigen arktischen Weiten hin und her fliegen, um ihre Grenzen zu überwachen.

Etwa zur gleichen Zeit veränderte sich auch die geopolitische Landschaft, als Länder mit widersprüchlichen Ansprüchen auf arktische Ressourcen begannen, die Rhetorik über territoriale Rechte zu verstärken.

„Das große Problem für viele, wenn nicht alle Menschen, die versuchen, die Arktis zu bedienen, ist, dass die Nachfrage dort so gering ist, dass es schwierig ist, ein Geschäftsmodell für ein Satellitensystem nur für die Arktis zu erstellen“, fügte Hadinger hinzu.

Dieses Problem hat seiner Meinung nach Inmarsat durch die Zusammenarbeit mit Regierungen gelöst.

Hadinger sagte, der Betreiber sei auch offen für eine ähnliche Vereinbarung für den Südpol.

„Ich glaube nicht, dass wir am Südpol so viel kommerzielle und staatliche Nachfrage festgestellt haben, aber wir haben … den südlichen Regierungen gesagt, dass wir gerne ein ähnliches Konstrukt unterhalten würden, wie wir es mit Norwegen und den USA getan haben Vereinigten Staaten, wenn es dort draußen eine ausreichende Nachfrage gäbe“, sagte er.

DEN MARKT VERTEIDIGEN

Obwohl immer mehr NGSO-Satelliten in die Arktis kommen, sieht Iridium weiterhin einen Markt für seine Low-Power-Dienste für Anwendungen, die wissenschaftliche Forschung, Notfall-SOS und die Überwachung von Umwelt und natürlichen Ressourcen umfassen.

„Es wird mehrere Anbieter von arktischen Diensten für Breitbandzwecke geben, was großartig ist“, sagte Matt Desch, CEO von Iridium.

Aber diese Dienste werden meistens große, stromhungrige Terminals erfordern, sagte er, und die meisten von ihnen werden fest installiert und nicht für Mobilitätsanwendungen ausgelegt sein.

„Es muss immer noch kleine Geräte geben, die Sie mitnehmen können, die Sie auf Ihren Hundeschlitten legen können, die keine pizzagroße Antenne benötigen, während Sie dort sind“, sagte Desch.

Iridium besitzt auch einen Teil von Aireon, das die Satelliten des Betreibers verwendet, um Flugzeuge zu verfolgen.

Isavia ANS, Islands Flugnavigationsdienstleister, sagte am 14. April, dass es zugestimmt hat, die Nutzung der Dienste von Aireon auf die oberen Bereiche seines kontrollierten Luftraums auszudehnen, der sich vom Nordpol bis Schottland und vom Nullmeridian in Greenwich bis westlich von Grönland erstreckt .

„Ich denke, dass die arktische Region immer wichtiger wird“, sagte Desch.

„Nein, es ist nicht so dramatisch in Bezug auf die Bandbreitenanforderungen wie [elsewhere]aber die Menschen erkennen zunehmend, dass die Nachfrage nur steigen wird und es ein guter Markt sein wird – es wird ein guter Markt für sie sein und es wird weiterhin ein guter Markt für uns bleiben.“

Er sagte, die Einstellung der Industrie zur Arktis habe sich geändert, seit Iridium um die Jahrhundertwende mit der Aufstellung seiner Konstellation begonnen habe.

Als er an einer seiner ersten Konferenzen der Satellitenindustrie teilnahm, erinnerte sich Desch an einen GEO-Konkurrenten, der einem Publikum sagte, dass sich niemand um die Polarabdeckung kümmert, weil „nur Eisbären und Pinguine“ sie nutzen würden.

„Jetzt starten sie natürlich einen polarumlaufenden Dienst“, scherzte er.

Dieser Artikel erschien ursprünglich in der Mai-Ausgabe 2022 des Magazins SpaceNews.

Leave a Comment

Your email address will not be published.