Tabla de contenido:
- SpaceX Starlink
- El Wayback (Circa 1996)
- Queda un problema
- La competencia
- ¿Quién está a cargo, de todos modos?
Video: CHINA LANZA EL PRIMER SATÉLITE 6G DEL MUNDO la tecnología que sustituirá LA RED MÓVIL 5G (Noviembre 2024)
Hay una teoría (o quizás una historia de advertencia) entre los astrónomos llamada Síndrome de Kessler, llamado así por el astrofísico de la NASA que lo propuso en 1978. En este escenario, un satélite en órbita u otra pieza de material golpea accidentalmente a otro y se rompe en pedazos. Estas piezas giran alrededor de la Tierra a decenas de miles de millas por hora, destruyendo todo a su paso, incluidos otros satélites. Comienza una reacción en cadena catastrófica que termina en una nube de millones de piezas de desechos espaciales no funcionales que orbitan el planeta indefinidamente.
Tal evento podría hacer que un plano orbital sea funcionalmente inútil, destruyendo cualquier nuevo satélite enviado y posiblemente evitando el acceso a otras órbitas e incluso a todo el espacio.
Entonces, cuando SpaceX presentó una solicitud ante la FCC para enviar 4.425 satélites a la órbita terrestre baja (LEO) para proporcionar una red global de Internet de alta velocidad, la FCC estaba razonablemente preocupada. Durante más de un año, la compañía respondió a las preguntas de la comisión y las peticiones de los competidores para negar la solicitud, incluida la presentación de un "plan de mitigación de escombros orbitales" para calmar los temores de un apocalipsis de Kessler. El 28 de marzo, la FCC otorgó la solicitud de SpaceX.
La basura espacial no es lo único que preocupa a la FCC, y SpaceX no es la única entidad que intenta construir la próxima generación de constelaciones de satélites. Un puñado de compañías, tanto nuevas como antiguas, están aprovechando la nueva tecnología, desarrollando nuevos planes de negocios y solicitando a la FCC el acceso a las partes del espectro de comunicaciones que necesitan para cubrir la Tierra en Internet rápida y confiable.
Hay grandes nombres involucrados, desde Richard Branson hasta Elon Musk, junto con mucho dinero. OneWeb de Branson ha recaudado $ 1.7 mil millones hasta el momento, y la presidenta y directora de operaciones de SpaceX, Gwynne Shotwell, estimó un precio de $ 10 mil millones para el proyecto de esa compañía.
Hay grandes desafíos, por supuesto, y una historia no exactamente favorable a estos esfuerzos. Los buenos están tratando de cerrar la brecha digital en las regiones desatendidas, incluso cuando los malos actores colocan satélites ilegales en viajes compartidos en cohetes. Y todo sucede como (o realmente, porque) la demanda de datos se ha disparado: en 2016, el tráfico global de Internet excedió 1 sextillón de bytes, según Cisco, iniciando la era de los zettabytes.
Si el objetivo es proporcionar (buen) acceso a Internet donde antes no había ninguno, los satélites son una forma razonable de lograrlo. De hecho, las compañías han estado haciendo esto durante décadas a través de grandes satélites geoestacionarios (OSG) que se encuentran en una órbita muy alta, fijada sobre un cierto punto de la Tierra. Pero aparte de algunas aplicaciones de nicho, que incluyen el rastreo de carga y el suministro de Internet a bases militares, este tipo de conectividad satelital no ha sido lo suficientemente rápido, confiable o receptivo para ser competitivo con Internet moderno basado en fibra o cable.
Los no OSG incluyen MEO, que operan en una órbita terrestre media de 1, 200 a 22, 000 millas sobre la superficie de la Tierra, y LEO (hasta aproximadamente 1, 200 millas). Si los LEO no están de moda hoy, al menos son la mayor parte.
Mientras tanto, las regulaciones para los satélites no geoestacionarios tienen décadas de antigüedad y se dividen entre agencias dentro y fuera de los EE. UU.: la NASA, la FCC, el DOD, la FAA e incluso la Unión Internacional de Telecomunicaciones de las Naciones Unidas tienen piel en este juego.
Sin embargo, hay algunas grandes ventajas en el aspecto tecnológico. El costo de construir un satélite ha caído a medida que
SpaceX Starlink
En la parte posterior de esta tecnología, 11 compañías presentaron solicitudes en la misma "ronda de procesamiento" de la FCC que SpaceX, cada una de las cuales abordó el problema de manera un poco diferente.
Elon Musk anunció el programa SpaceX Starlink en 2015 y abrió una división de la compañía con sede en Seattle. Él les dijo a los empleados allí: "Queremos revolucionar el lado satelital de las cosas, tal como lo hemos hecho con el lado de los cohetes".
En 2016, la compañía presentó la solicitud de la FCC, que requería la instalación de 1, 600 satélites (luego reducidos a 800) desde ahora hasta 2021, seguidos del resto antes de 2024. Estos volarán entre 1, 110km y 1, 325km sobre el suelo, dando vueltas la Tierra en 83 planos orbitales distintos. La constelación, como un grupo de
En el terreno, los clientes montarán un nuevo tipo de terminal con antenas dirigidas electrónicamente que se conectan automáticamente a cualquier satélite que actualmente ofrezca la mejor señal, similar a la forma en que un teléfono celular selecciona las torres. Debido a que los satélites LEO se mueven en relación con la Tierra, el sistema cambiará entre ellos cada 10 minutos más o menos. Y debido a que miles estarán allí, al menos 20 siempre estarán disponibles para elegir, según Patricia Cooper, vicepresidenta de asuntos gubernamentales por satélite de SpaceX.
La unidad terrestre debería ser más barata y más fácil de montar que las antenas parabólicas tradicionales, que deben colocarse físicamente para apuntar a la parte del cielo donde vive el satélite OSG correspondiente. SpaceX describió el terminal como el tamaño de una caja de pizza (aunque no notó el tamaño de la pizza).
La comunicación sucederá
Más allá de las presentaciones de la FCC, SpaceX sigue siendo bonito
En febrero, SpaceX lanzó sus dos primeros prototipos de satélites Starlink. Con forma de cilindros con paneles solares para alas, Tintín A y B son aproximadamente un metro por lado, y Musk confirmó a través de Twitter que se estaban comunicando con éxito. Si los prototipos continúan funcionando, se unirán a ellos en 2019 por cientos de otros. Una vez que el sistema esté operativo, el SpaceX reemplazará los satélites desmantelados (y mitigará los desechos espaciales) de forma continua al instruirlos para que bajen sus órbitas, con lo que caerán hacia la Tierra y se quemarán al volver a ingresar.
El Wayback (Circa 1996)
En los años 80, HughesNet fue el innovador en tecnología satelital. ¿Conoces los platos grises del tamaño de un plato que DirecTV se monta en el exterior de las casas? Esos vinieron de HughesNet, que en sí mismo, indirectamente, del pionero de la aviación Howard Hughes. "Inventamos la tecnología que nos permite proporcionar comunicaciones interactivas por satélite", dice el vicepresidente ejecutivo Mike Cook.
En aquellos días, el entonces llamado Hughes Network Systems era propietario de DirecTV y operaba grandes satélites geoestacionarios que transmitían información a los televisores. Entonces y ahora, la compañía también ofrecía servicios a empresas, como transacciones con tarjeta de crédito en bombas de gas. Su primer cliente comercial fue Walmart, que quería vincular a los empleados en todo el país y su oficina central en Bentonville.
A mediados de los 90, la compañía construyó un sistema de Internet híbrido llamado DirecPC: la computadora de un usuario envió una solicitud por marcación telefónica; se dirigió a un servidor web y se completó a través de un satélite, transmitiendo la página solicitada al plato del usuario.
Alrededor del año 2000, Hughes comenzó a proporcionar su primer sistema interactivo bidireccional. Pero mantener el costo del servicio, incluido el equipo de consumo, lo suficientemente bajo como para que la gente lo comprara fue un desafío. Para hacer eso, la compañía decidió que necesitaba sus propios satélites y, en 2007, lanzó Spaceway. Aunque todavía está en uso, este satélite fue particularmente importante cuando se lanzó, según Hughes, porque fue el primero en incorporar la conmutación de paquetes a bordo. Su capacidad: 10Gbps.
Mientras tanto, una compañía llamada Viasat pasó alrededor de una década en I + D antes de lanzar su primer satélite en 2008. Llamado ViaSat-1, el satélite incorporó algunas nuevas tecnologías, como la reutilización del espectro. Esto permitió que el satélite eligiera entre diferentes anchos de banda para poder bombear datos a la Tierra sin interferencia, incluso cuando se acercaba a la trayectoria del haz de otro satélite, y luego reutilizar ese espectro en conexiones que no eran adyacentes.
También fue más rápido y más poderoso. Cuando subió, su capacidad de 140 Gbps era más que todos los otros satélites que cubren los Estados Unidos combinados, según el presidente de Viasat, Rick Baldridge.
"El mercado de satélites había sido realmente la gente que no tenía otra opción", dice Baldridge. "Si no podía obtener nada más, era una tecnología de último recurso. Básicamente tenía una cobertura ubicua pero, en realidad, no había mucha información. Se había relegado a cosas como transacciones en estaciones de servicio".
A lo largo de los años, HughesNet (ahora propiedad de EchoStar) y Viasat presentaron GSOs cada vez más rápidos. HughesNet instaló EchoStar XVII (120Gbps) en 2012, EchoStar XIX (200Gbps) en 2017, y planea lanzar EchoStar XXIV en 2021, que según la compañía ofrecerá 100Mbps a los consumidores.
ViaSat-2 subió en 2017 y ahora tiene una capacidad de alrededor de 260 Gbps, y se planean tres ViaSat-3 diferentes para 2020 o 2021, cada uno para cubrir una parte diferente del mundo. Viasat ha dicho que cada uno de esos tres ViaSat-3
"Tenemos tanta capacidad en el espacio que está cambiando toda la dinámica de proporcionar este tráfico. No hay un límite inherente en términos de lo que se puede proporcionar", dice DK Sachdev, un consultor de satélites y telecomunicaciones que está trabajando para LeoSat. Una de las compañías que lanza una constelación LEO. "Hoy, todas las cosas que pensamos que eran desventajas para los satélites, una por una, están cambiando".
Toda esta velocidad se ha producido, no por casualidad, como
"La industria satelital está en un frenesí de mucho tiempo, descubriendo cómo pasará de ser predominantemente video a ahora y, en última instancia, solo predominantemente a datos", dice Ronald van der Breggen, director de cumplimiento en
Queda un problema
Queda un problema: la latencia. A diferencia de la velocidad general, la latencia es la cantidad de tiempo que tarda la información de su computadora en llegar a su destino y regresar. Digamos que hace clic en un enlace a un sitio web; esa información tiene que viajar (en este caso, hasta un satélite y retroceder), indicar su solicitud y devolver el sitio.
El tiempo que tarda el sitio en descargarse depende de la capacidad que tenga la conexión. El tiempo que se tarda en hacer ping a ese servidor y comenzarlo es la latencia. Por lo general, se mide en milisegundos, no es algo que notarías cuando estás leyendo PCMag.com, pero es muy frustrante cuando juegas Fortnite y tu juego está retrasado.
La latencia en un sistema de fibra varía según la distancia, pero generalmente es de unos pocos microsegundos por kilómetro. La latencia, cuando envía una solicitud a un satélite OSG, se encuentra cerca de 700 ms en total, según Baldridge: la luz viaja más rápido en el vacío del espacio que en la fibra, pero este tipo de satélites están muy lejos, y simplemente requiere tiempo. Además de los juegos, este es un problema para las videoconferencias, las transacciones financieras y el mercado de valores, el control de Internet de las cosas y otras aplicaciones que dependen de
Pero qué tan grande es la latencia de un problema puede ser debatido. Gran parte del ancho de banda utilizado en todo el mundo es para video; Una vez que se inicia un video y se almacena en el búfer correctamente, la latencia deja de ser un problema y el rendimiento es más importante. No es sorprendente que Viasat y HughesNet tiendan a minimizar la importancia de la latencia para la mayoría de las aplicaciones, aunque ambas también están trabajando para minimizarla en sus sistemas. (HughesNet utiliza un algoritmo para priorizar el tráfico en función de lo que los usuarios están mirando para optimizar la entrega de datos; Viasat anunció una constelación MEO para complementar sus satélites existentes, lo que debería disminuir la latencia y completar las áreas de cobertura, incluidas las de alta latitud, donde las OSG ecuatoriales tienen un momento difícil de alcanzar)
"Estamos realmente enfocados en un alto volumen y un costo de capital muy, muy bajo para implementar ese volumen", dice Baldridge. "¿La latencia es tan importante como las otras características para el mercado que estamos respaldando?"
Pero el punto permanece; un satélite LEO aún está mucho más cerca de los usuarios. Entonces, compañías como SpaceX y LeoSat han elegido esta ruta, con sus constelaciones de satélites más pequeños y más cercanos, anticipando una latencia de 20 a 30 milisegundos.
"Es una compensación que, debido a que están en una órbita más baja, obtienes una latencia más baja de un sistema LEO, pero tienes más complejidad en el sistema", dice Cook. "Debes tener al menos cientos de satélites para completar el
Vale la pena entender dos episodios antes de esto. A principios de los 90, Bill Gates y algunos socios invirtieron en un proyecto llamado Teledesic. Fue utilizar una constelación de 840 (luego reducidos a 288) satélites LEO para proporcionar una red de banda ancha a regiones que no podían permitirse o nunca verían conexiones de fibra. Sus fundadores hablaron sobre resolver el problema de latencia y, en 1994, solicitaron a la FCC el uso del espectro de la banda Ka. (¿Suena familiar?)
Teledesic consumió un estimado de $ 9 mil millones antes de que fallara, en 2003.
"Esa idea no funcionó entonces, pero parece factible ahora", dice Larry Press, profesor de sistemas de información en la Universidad Estatal de California Domínguez Hills que ha estado rastreando los sistemas LEO desde que Teledesic era nuevo. "El técnico no estaba allí ni mucho menos".
La Ley de Moore y el goteo de la tecnología de batería, sensor y procesador de los teléfonos celulares le ha dado a las constelaciones LEO una segunda oportunidad. El aumento de la demanda hace que la economía parezca tentadora. Pero mientras se desarrollaba la saga Teledesic, otra industria estaba aprendiendo algunas lecciones importantes sobre el lanzamiento de sistemas de comunicaciones al espacio. A finales de los 90, Iridium, Globalstar y Orbcomm lanzaron colectivamente más de 100 satélites en LEO con el propósito de proporcionar cobertura de telefonía celular.
"Para obtener toda la constelación allá arriba se necesita
Las tres compañías rápidamente cayeron en bancarrota. Y aunque cada uno se ha reinventado a sí mismo, ofreciendo una gama más pequeña de servicios para aplicaciones específicas como balizas de emergencia y rastreo de carga, ninguno logró suplantar el servicio de telefonía celular basado en la torre. (En los últimos años, SpaceX ha contratado el lanzamiento de satélites para Iridium).
"Hemos visto esta película antes", dice Manchester. "No veo nada inherentemente diferente sobre la situación actual".
La competencia
SpaceX y las otras 11 corporaciones (y sus inversores) están apostando lo contrario. OneWeb lanzará satélites este año, y se espera que el servicio comience el próximo año, y agregue varias constelaciones más en 2021 y 2023, con un objetivo final de 1, 000 terabits para 2025. O3b, ahora una subsidiaria de SAS, tiene una constelación de 16 satélites MEO eso ha estado operativo por varios años. Telesat ya opera satélites OSG pero está planeando un sistema LEO para 2021 que cuenta con enlaces ópticos con latencia de 30ms a 50ms.
El Astranis advenedizo también tiene un satélite en órbita geosíncrona y colocará más en los próximos años; Aunque no está abordando el problema de la latencia, la compañía tiene como objetivo reducir drásticamente los costos al trabajar con ISP locales y construir satélites más pequeños y mucho más baratos.
La búsqueda de Internet satelital más rápido se ha basado en gran medida en la construcción de satélites más grandes y rápidos que puedan transportar más datos, dice van der Breggen. Él lo llama "la tubería": cuanto más grande es la tubería, más Internet puede fluir a través de ella. Pero compañías como la suya están encontrando nuevas áreas para hacer mejoras al cambiar todo el sistema.
"Imagine el tipo de red más pequeño: dos enrutadores Cisco y un cable en el medio", dice van der Breggen. "Lo que todos en los satélites hacen es centrarse en el cable entre las dos cajas… estamos trayendo todo el conjunto de tres en el espacio".
Para entender cómo funciona esto, es útil pensar en Internet como una cosa, con una presencia física real. No son solo datos; es donde viven esos datos y cómo se mueven. No se almacena solo en un lugar; hay servidores en todo el mundo que lo mantienen, y cuando accede a él, su computadora lo toma del más cercano que tiene lo que está buscando. Donde está importa. Lo lejos que está importa. La luz (también conocida como información) viaja más rápido en el espacio que en la fibra, casi a la mitad. Y cuando rebotas esa conexión de fibra alrededor de la faz del planeta, tiene que tomar una ruta tortuosa de nodo a nodo, con desvíos alrededor de montañas y continentes. Termina tardando mucho más cuando la fuente de los datos está lejos del consumidor, incluso cuando se tienen en cuenta los pocos miles de kilómetros de distancia vertical que agrega una señal con destino al espacio.
Al igual que lo que describe van der Breggen, toda la industria podría verse como una progresión hacia el desarrollo de una red distribuida similar a Internet, solo en el espacio. La latencia y la velocidad general están en juego.
Si bien la tecnología de una empresa puede ser suprema, no es del todo un juego de suma cero. Muchas de estas compañías apuntan a diferentes mercados e incluso se ayudan entre sí para llegar a los mercados que buscan. Para algunos son barcos, aviones o bases militares; para otros, son consumidores rurales o naciones en desarrollo. Pero, en última instancia, las empresas comparten un objetivo: llevar Internet donde no hay ninguno o donde es insuficiente y hacerlo a un costo lo suficientemente bajo como para mantener su modelo de negocio.
"Nuestra opinión es que esta no es realmente una tecnología competitiva. Creemos que hay una necesidad, en cierto sentido, de LEO y GEO
A saber, HughesNet se ha asociado con OneWeb para proporcionar la tecnología de puerta de enlace que gestiona el tráfico e interconecta el sistema con Internet.
Es posible que haya notado que la constelación propuesta de LeoSat es más pequeña que la de SpaceX en casi un factor de 10. Eso está bien, dice van der Breggen, porque LeoSat tiene la intención de servir a clientes empresariales y gubernamentales y, por lo tanto, necesita iluminar solo algunas áreas específicas. O3b está vendiendo internet a cruceros, incluido Royal Caribbean, y está trabajando con telecomunicaciones en Samoa Americana y las Islas Salomón, donde las conexiones por cable son insuficientes.
Una pequeña startup de Toronto llamada Kepler Communications está utilizando pequeños CubeSats (del tamaño de una barra de pan) para proporcionar datos "tolerantes al retraso": 5 GB o más de datos en un pase de 10 minutos, con énfasis en la exploración polar, ciencia, industria y turismo. Según Baldridge, una de las áreas de mayor crecimiento de Viasat es proporcionar internet a aerolíneas comerciales; han firmado acuerdos con United, JetBlue y American, así como con Qantas, SAS y más.
¿Cómo, entonces, este modelo empresarial primero con fines de lucro cierra la "brecha digital" y proporciona Internet para las naciones en desarrollo y las comunidades desatendidas, que tal vez no puedan pagar tanto por ello? Tiene que ver con la forma del sistema. Debido a que los satélites individuales se mueven, una constelación LEO debe distribuirse uniformemente alrededor de la Tierra. Los que pasan fuera de la vista habitan en una parte diferente del cielo y son temporalmente un costo hundido.
"Supongo que tendrán precios muy diferentes para la conectividad en diferentes países, y eso les permitirá hacerlo asequible en un solo lugar, a pesar de que podría ser un lugar muy pobre", dice Press. "Una vez que la constelación de satélites está allí, es un costo fijo, y si un satélite está sobre Cuba, y nadie lo está utilizando, entonces cualquier ingreso que puedan obtener de Cuba es positivo, es gratis".
Donde sea que se encuentre, este mercado de consumo puede ser el más difícil de aprovechar. De hecho, la mayor parte del éxito que ha tenido la industria hasta ahora ha sido proporcionar Internet costosa para gobiernos y empresas. Pero SpaceX y OneWeb particularmente tienen visiones de clientes domésticos bailando en sus planes de negocios.
Para acceder a este mercado, la interfaz de usuario será importante, señala Sachdev. Tienes que cubrir la Tierra con un sistema que sea fácil de usar, efectivo y rentable. "Cubrirlo por sí solo no es adecuado", dice Sachdev. "Lo que necesita es una capacidad adecuada, pero antes de eso, la capacidad de tener equipos de consumo que sean asequibles".
¿Quién está a cargo, de todos modos?
Los dos grandes problemas que SpaceX tuvo que abordar para la FCC fueron cómo compartiría el espectro con las comunicaciones satelitales existentes (y futuras), y cómo mitigaría o evitaría los desechos espaciales. La primera pregunta cae dentro del ámbito de la FCC, pero la segunda parece más adecuada para la NASA o el DOD. Ambos rastrean objetos orbitales para ayudar a prevenir colisiones, pero ninguno es un organismo regulador.
"No hay realmente un
El problema se complica aún más porque los satélites LEO pasan por muchos países. La Unión Internacional de Telecomunicaciones desempeña un papel similar a la FCC, asignando espectros, pero para operar dentro de un país, una empresa debe recibir permiso de ese país. Lo importante es que cambia dependiendo de dónde se encuentre, por lo que si su satélite se mueve como lo hacen los satélites LEO, es mejor que sea capaz de ajustar su espectro de comunicación.
"¿Realmente quieres que SpaceX tenga el monopolio de conectividad en una región determinada?" dice prensa. "¿Necesitan ser regulados y quién puede regularlos? Son supernacionales. La FCC no tiene jurisdicción en otros países".
Sin embargo, eso no hace que la FCC no tenga dientes. A fines del año pasado, a una pequeña startup de Silicon Valley llamada Swarm Technologies se le denegó el permiso para lanzar cuatro prototipos de satélites de comunicaciones LEO, cada uno más pequeño que un libro de bolsillo. La principal objeción de la FCC era que los satélites pequeños podrían ser demasiado difíciles de rastrear y, por lo tanto, ser impredecibles y peligrosos.
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Enjambre los envió de todos modos. Una compañía de servicios de lanzamiento en Seattle los envió a India, donde se subieron a un cohete que transportaba docenas de satélites más grandes, informó IEEE Spectrum. La FCC se enteró, y ahora la aplicación de Swarm para cuatro satélites más grandes permanece en el limbo, y la compañía está operando en secreto.
Para las otras nuevas compañías de internet satelital, y las antiguas que están aprendiendo nuevos trucos, los próximos cuatro u ocho años serán fundamentales, determinando si la demanda y la tecnología están aquí ahora o si veremos una repetición de Teledesic e Iridium. ¿Pero qué ocurre después de eso? Marte, según Musk, dijo que su objetivo es usar Starlink para proporcionar ingresos para la exploración de Marte, así como actuar como una carrera de prueba.
"Ese mismo sistema, podríamos aprovechar para poner en una constelación en Marte", dijo a sus empleados. "Marte también necesitará un sistema de comunicación global, y no hay fibra óptica ni cables ni nada".