- Stratosferski internet koristi HAPS platforme na gotovo 20 km nadmorske visine kako bi osigurao direktnu vezu s konvencionalnim mobilnim telefonima s niskom latencijom.
- Projekti poput Zephyra (Aalto HAPS) i Sceyeovih zračnih brodova nastoje prevladati Loon-ove nedostatke manevarskim letjelicama i autonomijom od nekoliko sedmica.
- Ova rješenja imaju za cilj smanjenje digitalnog jaza u udaljenim područjima i konkuriranje po cijeni i kapacitetu sa satelitskim konstelacijama poput Starlinka.
Takozvani stratosferski internet prestao je biti futuristički koncept i postao je jedno od najtraženijih područja u telekomunikacijskoj industriji. Dok je svijet fokusiran na satelitske konstelacije poput Starlinka i OneWeba, grupa kompanija snažno se trudi da uspostavi povezanost s gornjim slojevima atmosfere koristeći avione i zračne brodove sposobne da lebde gotovo 20 kilometara iznad tla.
Ovaj novi tehnološki val ima vrlo jasan cilj: povezati 2.200 milijarde ljudi koji još uvijek imaju vrlo ograničen ili nikakav pristup internetu jer žive u ruralnim područjima, udaljenim otocima ili regijama gdje postavljanje optičkih kablova ili tornjeva za ćelijske mreže nije isplativo. Time želi konkurirati satelitskom internetu nudeći alternativu s nižom latencijom, fleksibilniju i, na papiru, jeftiniju za održavanje.
Šta je tačno stratosferski internet?
Kada govorimo o stratosferskom internetu, mislimo na korištenje platformi za velike visine (HAPS) , odnosno bespilotnih letjelica, dronova na solarni pogon ili zračnih brodova koji lete u stratosferi, obično između 18 i 21 kilometra iznad Zemljine površine. Iz ove pozicije, oni funkcioniraju poput tornjeva ćelije na nebu , pokrivajući ogromna područja podacima i glasovnim signalima.
Glavna razlika u odnosu na satelite je u tome što su ove platforme mnogo bliže Zemlji . To omogućava smanjeno kašnjenje signala (latenciju), što je ključno za upotrebu koja zahtijeva brz odgovor, kao što su video pozivi, online igre ili kritične aplikacije u hitnim slučajevima. Nadalje, mogu slati signal direktno na standardne mobilne telefone , bez potrebe za satelitskim antenama ili posebnom opremom u svakom domu.
Prema specijaliziranom časopisu MIT Technology Review, potencijal ovih HAPS-ova (platformi za velike visine) je ogroman za povezivanje udaljenih i rijetko naseljenih regija gdje je broj stanovnika toliko nizak da izgradnja zemaljske infrastrukture nije isplativa. Govorimo o malim otocima, planinskim selima, pustinjskim područjima ili šumama gdje je podizanje tornjeva ili polaganje optičkih kablova prava logistička i ekonomska glavobolja.
Sve se ovo javlja u kontekstu gdje, uprkos postojanju skoro 10.000 aktivnih Starlink satelita i oko 650 OneWeb satelita , robusna pokrivenost još uvijek nije zagarantovana na velikim područjima planete. Drugim riječima, obećanje globalnog satelitskog interneta još uvijek ima značajne nedostatke, i tu stratosferski internet ima za cilj da ostvari snažan uticaj.
Presedan Loona, Googleovog projekta balona
Prije ove nove generacije platformi, jedan od najpoznatijih pokušaja bio je Loon, projekat kompanije Google X. Pokrenut 2011. godine, ideja je bila stvaranje mreže balona na velikim visinama u stratosferi koji bi djelovali kao plutajuća telekomunikacijska mreža. Baloni su bili postavljeni na velikim visinama i teoretski su trebali ostati iznad određenih područja kako bi pružali internet usluge.
Na papiru je zvučalo sjajno, ali u praksi su naišli na osnovni fizički problem: baloni su bili potpuno zavisni od struja vjetra . Iako je sistem mogao mijenjati visinu kako bi iskoristio vjetrove iz različitih smjerova, bilo je vrlo teško održati balon tačno tamo gdje je potreban duži vremenski period.
Ova nepredvidljivost je zahtijevala ogromnu flotu balona u zraku kako bi se osiguralo da barem neki budu unutar područja pokrivanja, što je povećalo troškove. Kako je projekat napredovao, postalo je jasno da je model ekonomski neisplativ . Nakon godina testiranja, Google je konačno ugasio Loon 2021. godine.
Uprkos tom neuspjehu, ideja o iskorištavanju stratosfere za obezbjeđivanje povezanosti nije umrla. U međuvremenu, druge kompanije su već neko vrijeme radile na upravljivijim HAPS-ovima ( platformama za velike visine), s dizajnom koji se veoma razlikuje od balona: manevarski zračni brodovi i dronovi s fiksnim krilima na solarnu energiju ili vodik. Ključ je bio stvoriti platformu koja bi mogla ostati gotovo nepokretna iznad određene tačke, bez oslanjanja na vjetar.
Danas, kompanije poput Aalto HAPS-a ili Sceye-a tvrde da su riješile upravo tu slabu tačku koja je potopila Loon, kombinujući efikasniju aerodinamiku , inteligentnu avioniku i pogonske sisteme sposobne da se "usmjere protiv vjetra" kako bi kompenzovali udare vjetra i usidrili se, u praksi, iznad određenog područja servisiranja.
Ključna prednost ovog novog vala projekata je njihova sposobnost da ostanu u zraku sedmicama ili čak mjesecima , funkcionirajući kao prave plutajuće antene. Više ne govorimo o jednostavnim prototipovima: neke platforme su oborile značajne rekorde, pokazujući da tehnologija sazrijeva.
Jedno od najspominjanijih imena je Aalto HAPS , spin-off kompanija evropskog vazduhoplovnog giganta Airbusa. Njihov vodeći projekat je Zephyr , ultralaki dron na solarni pogon s rasponom krila od oko 25 metara . Ovo vozilo je akumuliralo sve duže probne letove, dostigavši izuzetnu prekretnicu: 67 uzastopnih dana u zraku u aprilu 2025. godine, što je rekord u HAPS sektoru.
Sa tehničkog stanovišta, Zephyr je dizajniran da leti u stratosferi i djeluje kao toranj mobilne telefonije visoko iznad tla. Prema riječima Pierre-Antoine Aubourga, glavnog tehnološkog direktora Aalto HAPS-a, ideja je da se integriše u komercijalne mreže mobilnih operatera tako da postane, u svim namjerama i svrhama, još jedna ćelija unutar mreže, samo što lebdi na visini od skoro 20 kilometara.
Prva značajna komercijalna testiranja Zephyra održat će se na jugu Japana , u saradnji s mobilnim operaterom NTT DOCOMO i kompanijom za satelitske telekomunikacije Space Compass. Geografija Japana učinila ga je idealnim poligonom za testiranje: ima oko 430 naseljenih ostrva , od kojih su mnoga planinska, udaljena i s relativno malom populacijom, što uveliko komplikuje raspoređivanje tradicionalne infrastrukture.
U ovim japanskim testiranjima, Zephyr će emitovati brzu 5G povezivost direktno na standardne pametne telefone, bez potrebe za posebnom instalacijom od strane korisnika. Frekvencija i način na koji je integriran u mrežu učinit će prelazak sa zemaljske ćelije na stratosfersku platformu praktično neprimjetnim za nekoga na zemlji.
Stratosferski zračni brodovi i novi dizajni HAPS-a
Pored dronova sa fiksnim krilima poput Zephyra, još jedno područje od značajnog interesa u ovom sektoru su stratosferski zračni brodovi . Tu nastupa Sceye, kompanija sa sjedištem u Novom Meksiku (SAD), koja je razvila veliki aerostat, dug otprilike 65 metara, pod pritiskom i napajan solarnom energijom i helijumom.
Osnivač i izvršni direktor kompanije Sceye, Mikkel Frandsen, tvrdi da je njegova kompanija postigla ono što Loon nije mogao, zahvaljujući kombinaciji upravljivog oblika zračnog broda , napredne avionike i baterija sljedeće generacije. Ove baterije napajaju električni ventilator koji omogućava zračnom brodu da se "upravlja uz vjetar", što znači da može suprotstaviti strujama vjetra i održati svoju poziciju iznad željenog područja.
Ovaj dizajn nudi dodatnu prednost: velika površina zračnog broda omogućava integraciju solarnih panela i baterija velikog kapaciteta , kao i nosivost od preko 250 kilograma. To omogućava platformi da održava potrebnu energiju tokom dnevnih i noćnih ciklusa i da ostane stabilna i na visini i u položaju, što je ključno za kontinuiranu uslugu.
Sceye je također usmjerio pogled na Japan za svoja prva predkomercijalna testiranja stratosferske povezivosti. Kompanija je sklopila partnerstvo sa SoftBankom, jednim od japanskih telekomunikacijskih giganata, koji HAPS vidi kao način da svoje mreže podigne "na viši nivo" i pokrije ruralna ili ostrvska područja koja su trenutno u digitalnom limbu.
U međuvremenu, drugi veliki igrači povlače poteze. Londonska kompanija World Mobile preuzela je Stratospheric Platforms i radi na stratosferskoj bespilotnoj letjelici na vodonični pogon, opremljenoj fazno-nizovnom antenom, koja je, prema planovima kompanije, sposobna da isporučuje do 200 Mbps za oko 500.000 istovremenih korisnika na površini od oko 15.000 km², što je otprilike ekvivalentno pokrivenosti više od 500 tradicionalnih tornjeva mobilne telefonije.
Prednosti u odnosu na satelitski internet i zemaljsku infrastrukturu
Interesovanje za stratosferski internet ne odnosi se samo na spektakl gledanja zračnih brodova i dronova visoko na nebu. Glavna motivacija je ekonomska i operativna: učiniti povezivanje profitabilnim u područjima gdje trenutno nije i fleksibilnije dopuniti postojeće mreže.
Jedna od uobičajenih kritika satelitskog interneta, čak i naprednih sistema poput Starlinka, jeste da se propusni opseg smanjuje kada je mnogo korisnika koncentrisano na istom području. Budući da se sateliti nalaze u niskoj Zemljinoj orbiti, njihov "konus pokrivenosti" je vrlo širok, poput snopa baterijske lampe: odlično za područja s raspršenim korisnicima, ali problematično kada se poveća gustina korisnika.
Postoje vrlo jasni primjeri: u konfliktnim zonama, poput fronta u Ukrajini, performanse Starlinka su, prema izvještajima, pale sa vršnih 220 Mbps na samo 10 Mbps kada upotreba poraste , na primjer, kada je mnogo dronova i kopnenih robota istovremeno povezano. U Indoneziji, ostrvskoj naciji sa geografijom sličnom u nekim aspektima Japanu, neki korisnici su također prijavili gubitak brzine kako su im se pretplate povećavale.
Frandsen ide toliko daleko da tvrdi da optimalne performanse Starlinka počinju da pate kada gustina premaši približno jednog korisnika po kvadratnom kilometru , nešto što se može dogoditi čak i u ostrvskim zajednicama koje, iako nisu ogromne, koncentrišu stotine ili hiljade ljudi na malom području. Ovo ograničenje navodi operatere da traže alternative za određene regije.
S druge strane, HAPS može lebdjeti iznad određene regije i prilagođavati broj platformi prema stvarnoj potražnji, bez potrebe za raspoređivanjem cijelih konstelacija za jednu zemlju ili područje. Kao što Aubourg sumira, ako je potrebna pokrivenost u određenom području, dovoljan je jedan stratosferski avion; ako je potreban veći kapacitet, dodaje se više aviona, ali na mnogo granularniji način.
Troškovi, poslovni modeli i tržišni potencijal
Ključna tačka u ovoj priči je koliko će ova vrsta povezivanja zapravo koštati u poređenju s alternativama. Trenutno je satelitski internet i dalje preskup za mnoge korisnike u zemljama u razvoju. Cijene Starlinka počinju od oko 10 dolara mjesečno u nekim dijelovima Afrike, ali milioni ljudi u tim zemljama žive sa jedva 2 dolara dnevno, tako da im usluga jednostavno nije isplativa.
Kompanije poput Aalto HAPS-a i Sceye-a tvrde da njihove platforme mogu smanjiti troškove implementacije po korisniku u poređenju sa satelitima i zemaljskom infrastrukturom u udaljenim područjima. Pokrivanjem velikih regija s manjim brojem letjelica i bez potrebe za instaliranjem hiljada tornjeva, smanjuju se i početni troškovi ulaganja i troškovi održavanja, što bi, teoretski, trebalo da se pretvori u niže cijene za krajnjeg korisnika.
World Mobile je, sa svoje strane, iznio vrlo konkretne brojke. Prema riječima Richarda Deakina, šefa odjela za stratosferu, devet platformi Stratomast bilo bi dovoljno da obezbijedi brzu uslugu za 5,5 miliona stanovnika Škotske, po ukupnom trošku od približno 40 miliona funti godišnje. U svakodnevnim terminima, to bi bilo ekvivalentno oko 60 penija po osobi mjesečno , što je znatno manje od trenutnih pretplata na Starlink u Velikoj Britaniji, koje iznose oko 75 funti mjesečno.
Uprkos tome, industrijski analitičari zadržavaju oprezan stav. Studije poput onih koje je sprovela Analysis Mason predviđaju da bi tržište HAPS-a moglo dostići oko 1.900 milijardi dolara do 2033. godine, što je skromna brojka u poređenju s procjenama za industriju satelitskog interneta, koja bi do 2030. godine mogla dostići oko 33.440 milijarde dolara. Drugim riječima, tržište satelita će predvidljivo biti mnogo veće, ali HAPS ima za cilj da zauzme vrlo specifične i strateške niše.
Vrijedi zapamtiti da HAPS tehnologija nije nov koncept . Istražuje se od 1990-ih, gotovo paralelno s razvojem mega-konstelacija satelita. Međutim, pad troškova svemirskih lansiranja i ogromna ulaganja kompanija poput SpaceX-a značili su da su stratosferska rješenja na neko vrijeme stavljena u drugi plan. Sada se snažno vraćaju zahvaljujući poboljšanjima u materijalima, baterijama, solarnim panelima i kontrolnim sistemima.
Regulacija, sigurnost i aplikacije izvan pristupa internetu
Da bi stratosferski internet postao uobičajen, nije dovoljno imati tehnologiju spremnu; regulatori je moraju smatrati održivom i sigurnom. U tom smislu, američka Federalna uprava za avijaciju (FAA) počela je poduzimati mjere, objavljujući dokument od otprilike 50 stranica koji istražuje kako integrirati značajan broj HAPS platformi u američki zračni prostor.
Ovaj regulatorni interes nije slučajan. U Sjedinjenim Američkim Državama još uvijek postoji oko 8 miliona domaćinstava koja nisu povezana na internet , što je oko 4,5% stanovništva, prema podacima Američkog istraživanja zajednice koje je proveo Zavod za popis stanovništva. Za zagovornike platformi za brze mobilne veze (HAPS), ove platforme mogu ponuditi jeftinije i fleksibilnije rješenje od postavljanja novih optičkih mreža ili nastavka širenja tradicionalne mobilne infrastrukture.
Pored pristupa internetu, stratosferske platforme imaju niz drugih vrlo obećavajućih primjena . Vlade i sigurnosne snage mogu ih koristiti za nadzor granica, kontrolu pomorskog ili zračnog prometa, izviđačke misije i komunikaciju u hitnim slučajevima u prirodnim katastrofama ili oružanim sukobima, gdje zemaljska infrastruktura može biti uništena ili učinjena neupotrebljivom.
U oblasti civilne zaštite i okoliša, HAPS-ovi služe kao platforme za osmatranje i daljinsko istraživanje : rano otkrivanje šumskih požara, praćenje vremenskih prilika, praćenje emisija i kontrola izlijevanja zagađivača. Njihova sposobnost da ostanu iznad iste regije duži period čini ih idealnim alatom za ove vrste dugotrajnih zadataka.
Također počinju istraživati egzotičnije komercijalne mogućnosti, poput stratosferskih turističkih zračnih brodova koji bi putnike prevozili do "ruba svemira" i nudili iskustva leta na velikim visinama. Iste platforme mogle bi prevoziti naučni ili tehnološki teret i služiti kao poligoni za testiranje novih senzora, kamera ili komunikacijskih sistema.
NASSAT i rješenja za povezivanje za HAPS
Uz razvoj aviona i zračnih brodova, stvaraju se specifična komunikacijska rješenja koja omogućavaju ovim platformama besprijekornu integraciju sa satelitskim i zemaljskim mrežama. Jedan primjer je NASSAT, koji radi na naprednim sistemima povezivanja dizajniranim za rad duž ose Satelit/Stratosfera/Zemlja i pružanje robusnih veza na velikim visinama.
NASSAT-ova rješenja uključuju ravne elektronske antene bez pokretnih dijelova , sa elektronskim upravljanjem snopom, automatskim preuzimanjem signala i dinamičkim prebacivanjem polarizacije. Ove antene su dizajnirane da podrže brzo prebacivanje između različitih HTS i VHTS satelita, održavajući latenciju manju od približno 35 milisekundi, čak i u zahtjevnim uslovima.
U segmentu od stratosfere do nivoa tla, ovi prijedlozi kombinuju tehnologije kao što su masivni MIMO i 3D oblikovanje snopa , s mogućnošću rada u opsezima poput S-opsega kako bi se poboljšala otpornost na interferenciju i nepovoljne atmosferske uslove. Sve se ovo oslanja na napredne materijale kao što su aerogel, Kapton, Teflon i karbonska vlakna, kao i sisteme termalne kontrole sposobne za održavanje unutrašnjih temperatura oko 25 °C kada vanjske temperature dostignu -70 °C.
Pored čisto tehničkih aspekata, NASSAT naglašava da mnogim HAPS projektima još uvijek nedostaju sveobuhvatna komunikacijska rješenja i da postoji značajna prilika za kompanije koje mogu ponuditi kompletne pakete, od antene do integracije s mrežama operatera i javnim agencijama. Iz tog razloga, NASSAT sarađuje i s vladinim subjektima i s privatnim kompanijama i vazduhoplovnim konzorcijima.
Ako se svi ovi dijelovi uspješno realizuju, stratosferski internet je u dobroj poziciji da postane pravi dodatak satelitskim i zemaljskim mrežama , posebno u ruralnim, ostrvskim ili područjima pogođenim katastrofama gdje je postavljanje tradicionalnih antena sporo, skupo ili nepraktično. Ono što će se u narednim godinama dogoditi u Japanu, Indoneziji, Škotskoj ili dijelovima Afrike bit će ključno u određivanju stepena u kojem ove platforme mogu ispuniti svoje obećanje o istinskom premošćivanju digitalnog jaza i direktnoj konkurenciji s gigantima poput Starlinka.
