במשך עשרות שנים, עולם התקשורת הסלולרית נשען על הנחה אחת כמעט מובנת מאליה: תחנת הבסיס נמצאת על הקרקע. אנטנות סלולריות – על גגות, תרנים ומגדלים – תוכננו לפעול מול מכשירי קצה במרחקים קצרים יחסית, עם קישור יציב ו־Latency נמוך. גם כאשר תקשורת לוויינית נכנסה לתמונה, היא נשארה לרוב תחום נפרד: טרמינלים ייעודיים, תדרי Ku ו־Ka, וארכיטקטורה שאינה מדברת את שפת הסלולר.
בשנים האחרונות מתחילה להתגבש גישה אחרת: תקשורת סלולרית ישירה למכשירים קיימים, כאשר תחנת הבסיס אינה על הקרקע – אלא במסלול נמוך סביב כדור הארץ (LEO).
שיגור NG-3 של משגר New Glenn, המתוכנן לשאת לוויין BlueBird Block 2 של AST SpaceMobile, מסמן שלב חשוב במעבר הזה – לא כהכרזה שיווקית, אלא כניסוי מערכתי רחב־היקף. עבור קהילת ה-Microwave & RF, זהו רגע שבו גבולות המוכר נבחנים מחדש.
סיפור הרקע: NG-3, New Glenn והבחירה במשגר כבד
משימת NG-3 היא השיגור השלישי של משגר New Glenn, משגר כבד דו־שלבי שפותח על ידי Blue Origin. השיגור מתוכנן להתבצע ממתחם LC-36 שב־Cape Canaveral Space Force Station, לא לפני סוף פברואר 2026.
New Glenn תוכנן מראש כמשגר רב־פעמי, עם שלב ראשון המיועד לנחיתה ולשימוש חוזר. המשימה מגיעה לאחר NG-2, שבה בוצעה נחיתה מוצלחת של הבוסטר שכונה “Never Tell Me The Odds”, אשר צפוי לעבור שיפוץ ולהשתלב גם במשימה הנוכחית. עבור Blue Origin מדובר בהתקדמות מדורגת בבניית יכולת תפעולית, לא בקפיצה חד־פעמית.
המטען המרכזי של NG-3 הוא לוויין BlueBird Block 2, הדור הבא של AST SpaceMobile. הבחירה ב-New Glenn נעשתה כבר בנובמבר 2024, בעיקר בשל יכולת הנשיאה הגבוהה וההתאמה למטענים בעלי ממדים חריגים. במקרה הזה, זו אינה קלישאה: לווייני BlueBird כוללים מערך אנטנות פרוס בהיקף של כ-223 מ״ר, מהגדולים שיועדו אי־פעם לשימוש מסחרי במסלול LEO.
גודל כזה מכתיב מסה, נפח ומורכבות מכנית שאינם מתאימים למשגרי ביניים, וגם דורש דיוק מסלולי גבוה – פרמטר שמשפיע ישירות על ביצועי ה-RF לאחר הפריסה.
תחנת בסיס סלולרית – אבל במסלול
AST SpaceMobile מפתחת רשת לוויינית הפועלת בתדרים סלולריים קיימים, ומיועדת לתקשר ישירות עם סמארטפונים ומכשירי IoT סטנדרטיים, ללא טרמינל לווייני ייעודי. עבור מהנדסי RF, זו שבירת הנחת יסוד: מכשיר שתוכנן “לראות” אנטנה קרקעית קרובה נדרש כעת לתקשר עם אנטנה הנמצאת מאות קילומטרים מעליו.
כדי לאפשר זאת, הלוויין עצמו מתפקד כתחנת בסיס בעלת Aperture גדול במיוחד, הנשענת על מערך אנטנות רחב־ממדים, Beamforming ו־Beam Steering דינמיים, ורגישות קליטה גבוהה בצד הלוויין. אך כאן חשוב לדייק: גודל האנטנה הוא תנאי הכרחי – לא תנאי מספיק.
ספקטרום: למה דווקא Sub-6GHz
המערכת של AST SpaceMobile מבוססת על ספקטרום Sub-6GHz, לרוב בתדרים סלולריים נמוכים כגון 700–900MHz, ולעיתים גם סביב 1.9GHz. הבחירה הזו נשענת על עקרונות RF קלאסיים: תדרים נמוכים מציגים הפסדי נתיב נמוכים יותר, חדירה טובה יותר למכשולים וסבילות גבוהה יותר לסטיות גיאומטריות.
מבחינת Link Budget, אלו למעשה התדרים היחידים שמאפשרים – לפחות תיאורטית – סגירת קישור מול אנטנה זעירה של סמארטפון, בעלת Gain מוגבל והספק שידור נמוך. שימוש בתדרים גבוהים יותר, ובוודאי mmWave, היה מחייב אנטנות קצה ייעודיות וסותר את תפיסת ה-Direct-to-Device.
עם זאת, העבודה בתדרים נמוכים מגיעה עם מחיר: ספקטרום צפוף, רגיש להפרעות, וכזה שמחייב דיוק אלומתי קיצוני ותיאום רגולטורי הדוק.
:Link Budget מאבק על כל dB
בלב המערכת עומד אתגר ה-Link Budget. הפסדי Free Space בטווח של מאות קילומטרים גבוהים בסדרי גודל מאלה של רשת סלולרית קרקעית, ואינם מאפשרים “פיצוי” באמצעות ציפוף אתרים או העלאת הספק פשוטה.
הפיצוי מגיע דרך Gain אנטנתי גבוה במיוחד, אלומות צרות וממוקדות, וניהול הספק קפדני. ועדיין, מדובר במערכת שאינה מיועדת לספק קיבולת עירונית מלאה, אלא לפעול כשכבת כיסוי משלימה – כזו שמיועדת לאזורים שבהם רשת קרקעית אינה זמינה, אינה רציפה או נפגעת.
Latency ב :LEO- נמוך – אבל לא קרקעי
לעיתים נוח להתייחס ל-LEO כפתרון “כמעט קרקעי” מבחינת השהיה, אך המציאות מורכבת יותר. גם בגובה של כ-500 ק״מ, זמן ההלוך־חזור (RTT) גבוה משמעותית מזה של תחנת בסיס קרקעית.
בעוד ש-RTT ברשת סלולרית קרקעית נמדד בעשרות מילישניות בודדות, קישור לווייני מוסיף מרחק פיזיקלי בלתי נמנע, לצד עיבוד ותזמון ברשת. ההשפעה ניכרת במיוחד בשכבת הבקרה של רשתות 4G ו-5G: Handover, Signaling, Timers וניהול Retransmissions.
האתגר כאן ייחודי: המערכת הלוויינית נדרשת להתאים את עצמה להתנהגות הצפויה של רשת סלולרית קיימת – מבלי לשנות את מכשירי הקצה.
:Doppler פיצוי לפני שהאות מגיע למכשיר
לוויין במסלול LEO נע במהירות של כ-7–8 ק״מ לשנייה ביחס לקרקע, מה שיוצר הסטת דופלר משמעותית ומשתנה בזמן. סמארטפונים סטנדרטיים אינם מתוכננים להתמודד עם דופלר בקנה מידה כזה, ולכן האחריות נופלת כמעט כולה על המערכת הלוויינית.
כדי לאפשר תקשורת שקופה, הלוויין והרשת נדרשים לבצע Doppler compensation – פיצוי תדרי דינמי – עוד לפני שהאות מגיע למכשיר. מבחינת הטלפון, האות אמור להיראות דומה ככל האפשר לאות מתחנת בסיס קרקעית.
זהו אתגר RF מובהק, אך גם אתגר מערכתי, המשפיע על סנכרון, דמודולציה ויציבות הקישור כולו.
Phased Array בקנה מידה חריג: RF , הספק וחום
מערך האנטנות של BlueBird Block 2 אינו רק “אנטנה גדולה”, אלא מערך מופע אקטיבי מורכב במיוחד, הכולל מספר עצום של אלמנטים משדרים ומקלטים. מערך כזה מאפשר Steering אלקטרוני מהיר, יצירת אלומות מרובות והתאמה דינמית של הכיסוי.
אך הוא מציב אתגר נוסף: ניהול הספק וניהול תרמי. בניגוד למערך קרקעי, לוויין אינו יכול להסתמך על קירור אקטיבי, והוא נדרש לפזר חום כמעט אך ורק באמצעות קרינה תרמית לחלל. פיזור חום לא אחיד עלול להשפיע על יציבות פאזה, לייצר סטיות אלומה ולפגוע ישירות ב-Link Budget.
:Interference להאיר את המשתמש – ולא את הרשת
אחת הסוגיות הקריטיות במערכות Direct-to-Device היא ניהול הפרעות. כאן מדובר בתדרים סלולריים פעילים, שבהם פועלות רשתות קרקעיות צפופות. כל הארה לא מדויקת עלולה לייצר Co-channel Interference.
הפתרון הוא מערכתי: Beamforming מדויק, Geofencing אלקטרוני, ניהול הספק לפי אזור גיאוגרפי ותיאום רציף עם מפעילים ורגולטורים. במובן הזה, היכולת לא לשדר חשובה לא פחות מהיכולת לשדר.
שכבת RF חדשה – לא תחליף לקרקע
Direct-to-Device מהחלל אינו מחליף רשתות סלולריות קרקעיות צפופות, אלא מוסיף שכבת RF חדשה – כזו שבה האנטנה הגדולה ביותר נמצאת במסלול, והמשתמש נשאר עם אותו מכשיר קצה מוכר.
שיגור NG-3 מסמן מעבר מניסויים נקודתיים לניסוי מערכתי בקנה מידה רחב. עבור קהילת ה-Microwave & RF, זהו אחד המקרים הבודדים שבהם גבולות ה-Link Budget, האנטנות, הספקטרום, ה-Latency וה-Doppler של עולם הסלולר נבחנים יחד – בתנאים שמעולם לא התקיימו קודם לכן.
קרדיטים: פרסומים רשמיים של Blue Origin ו-AST SpaceMobile
