LEO satellite internet prospective and innovation in the exponential growth of the new space economy

This thesis work aims to identify the performance and key characteristics of the use and application of satellite internet through the deployment of megaconstellations in low Earth orbit. Today's dynamism of the New Space Economy has contributed to a notable paradigm shift in the construction, implementation, and distribution of satellite services. From this point of view, the concept of satellite internet emerges strongly as the greatest demonstration of the new trend in the space industry, aiming to reduce connectivity gaps due to geographical and economic limitations. Representing a substantial new opportunity on the connectivity market, the performances of these new players, in particular the services of Starlink, OneWeb, and Kuiper, are carefully studied and compared with the main indicators of the functioning of traditional internet. Analyzes on global and local coverage, latency, packet losses, throughput, weather dependence, and quality of the signal transmitted through the atmosphere are extensively addressed during this work. In particular, the dependence on the elevation angle parameter is explored in depth. Specific scenarios, with a subset of these satellites, will be analyzed. All this in order to be able to clearly and unambiguously define whether the concept of satellite internet is, nowadays, within the terms of technological feasibility, or even, as many parameters would highlight, already be a commercial alternative to traditional services. However, the development of this technology cannot be separated from certain divisions within a global market, in which the concept of frontier is completely irrelevant. Therefore, analyzes of population distribution, purchasing power as a function of national GDP, and possible application scenarios in nominal and emergency conditions must be an integral part of a complete and well-defined study on this technological innovation.

Questo lavoro di tesi mira ad individuare le prestazioni e le caratteristiche chiave dell'utilizzo e dell'applicazione di internet satellitare attraverso il dispiego di megacostellazioni in orbita terrestre bassa. La dinamicità odierna della New Space Economy ha contribuito in un notevole cambio di paradigma nella costruzione, realizzazione e distribuzione di servizi satellitari. Da questo punto di vista, il concetto di internet satellitare emerge fortemente come massima dimostrazione della nuova tendenza nell'industria spaziale, mirando a ridurre i divari di connettività dovuti a limiti geografici ed economici. Rappresentando una sostanziale nuova opportunità sul mercato della connettività, le prestazioni di questi nuovi attori, in particolare i servizi di Starlink, OneWeb e Kuiper, vengono accuratamente studiate e comparate con quelle che sono i principali indici di funzionamento di internet tradizionale. Analisi sulla copertura globale e locale, latenza, perdite di pacchetto, portata, dipendenza da condizioni climatiche e qualità del segnale trasmesso attraverso l'atmosfera vengono ampiamente affrontate durante questo lavoro. In particolare, viene approfondita la dipendenza dal parametro dell’angolo di elevazione. Scenari specifici, con un sottoinsieme di questi satelliti, verranno analizzati. Tutto ciò per poter definire in modo chiaro ed univoco se il concetto di internet satellitare è, al giorno d'oggi, nei termini della fattibilità tecnologica, o addirittura, come molti parametri evidenzierebbero, essere già un’alternativa commerciale rispetto ai servizi tradizionali. Lo sviluppo di questa tecnologia non può però essere slegato da quelle che sono determinate divisioni all'interno di un mercato globale, in cui il concetto di frontiera è del tutto irrilevante. Pertanto, analisi su distribuzione della popolazione, potere d'acquisto in funzione del PIL nazionale e possibili scenari applicativi in condizioni nominali e di emergenza devono essere parte integrante di uno studio completo e ben definito su tale innovazione tecnologica.