Constelaciones de satélites: el sector privado conquista el espacio

Constelaciones de satélites: el sector privado conquista el espacio
Constelaciones de satélites: el sector privado conquista el espacio
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Por Guy Perrin

Astrónomo del Observatorio de París, Guy Perrin contribuyó especialmente al instrumento Gravity del Very Large Telescope y al estudio del agujero negro supermasivo situado en el centro de la Vía Láctea. Miembro de la Academia de Ciencias, es coautor del informe “Grandes constelaciones de satélites: problemas e impactos” (ver “Más información”).

“Constelación”: esta palabra designa un conjunto de estrellas, en el sentido etimológico del término. Entre las más conocidas se encuentran las 12 constelaciones del zodíaco, que servían como marcadores del tiempo en la antigüedad. Las constelaciones visibles desde el hemisferio norte fueron nombradas por astrónomos de civilizaciones mediterráneas; los visibles sólo desde el hemisferio sur fueron bautizados más tarde, especialmente por el abad Lacaille en el siglo XVIII.mi siglo. “Constelación” designa por extensión un grupo, al igual que “Pléyade”, que proviene de un grupo de estrellas de la constelación de Tauro.

Así es como se utilizó naturalmente el término “constelación” para designar conjuntos de satélites que operaban conjuntamente o en nombre de un único operador. Estas constelaciones son colocadas mediante lanzadores en trayectorias que van desde órbitas bajas, a unos cientos de kilómetros de altitud, hasta órbitas geoestacionarias que ofrecen la ventaja de satélites fijos con respecto al suelo y de altitud mucho mayor, a 36.000 kilómetros. Otros también ocupan órbitas intermedias de 1.000 km a 20.000 km, y algunos distribuyen sus satélites entre altitudes bajas y medias.

El surgimiento del “Nuevo Espacio”

El primer satélite artificial de la historia, el Sputnik 1, fue lanzado en 1957 por la URSS. Le siguieron los Estados Unidos en 1958 con el Explorer 1, y luego Francia con su primer satélite, Astérix, en 1965. Estos precursores, destinados esencialmente a demostrar la capacidad espacial de los Estados, presentaron desde muy pronto interés científico.

Sin embargo, no pasó mucho tiempo para que se viera su interés comercial en las telecomunicaciones. En 1962, Telstar 1, lanzado desde Cabo Cañaveral, financiado con fondos privados. 1, es el primer satélite de telecomunicaciones puesto en órbita, un punto de inflexión histórico (incluida la primera retransmisión televisiva en directo en mondovision) y un componente experimental de una primera constelación de satélites comerciales, Intelsat. Desarrollada a partir de 1965, es representativa de las constelaciones de los años 1960 al 2000, compuesta por unas pocas docenas de satélites. La tasa anual de lanzamientos orbitales desde mediados de la década de 1970 hasta principios de la década de 2000 osciló entre 75 y 100.

Esta tasa aumentó considerablemente desde finales de la década de 2010, pasando a 300 en 2019, superando los 1.000 en 2020 y alcanzando los 2.900 en 2023. A principios de 2024 se identificaron 14.000 satélites, la mayoría de los cuales fueron lanzados durante los últimos años. Y el aumento de la capacidad de los lanzadores es un buen augurio para un aumento de la velocidad.

Los últimos diez años han visto el advenimiento de una nueva era en el uso del espacio, el New Space (nueva era espacial) que combina nuevos actores –particularmente del sector privado, entre ellos el emblemático SpaceX de Elon Musk–, la reducción de los costes de lanzamiento gracias a vectores reutilizables, y reducción de los costes de fabricación de satélites que utilizan componentes baratos y/o pequeñas plataformas lanzables mediante cohetes al alcance de las empresas emergentes (incluso el número se ha quintuplicado en diez años). Esta agitación en el sector espacial ofrece la posibilidad de que constelaciones de baja altitud, de varios miles a varias decenas de miles de satélites, se beneficien del progreso tecnológico y de la investigación descrita en un informe de la Academia de Ciencias publicado el 30 de marzo de 2024.

El sitio web de la Academia de Ciencias: www.academie-sciences.fr

“Grandes constelaciones de satélites: problemas e impactos”, de François Baccelli, Sébastien Candel, Guy Perrin y Jean-Loup Puget, informe de la Academia de Ciencias, 30 de marzo de 2024. En línea, además de un resumen, en su sitio web.

El sitio web de la Academia de Ciencias: www.academie-sciences.fr

“Grandes constelaciones de satélites: problemas e impactos”, de François Baccelli, Sébastien Candel, Guy Perrin y Jean-Loup Puget, informe de la Academia de Ciencias, 30 de marzo de 2024. En línea, además de un resumen, en su sitio web.

El sitio web de la Academia de Ciencias: www.academie-sciences.fr

“Grandes constelaciones de satélites: problemas e impactos”, de François Baccelli, Sébastien Candel, Guy Perrin y Jean-Loup Puget, informe de la Academia de Ciencias, 30 de marzo de 2024. En línea, además de un resumen, en su sitio web.

Servicios proporcionados por las constelaciones.

El espacio es la única manera de echar una mirada exterior a la Tierra con un gran número de aplicaciones, desde la monitorización ambiental2 hasta la vigilancia de catástrofes, la previsión meteorológica y la geolocalización, incluidas las aplicaciones agrícolas y militares, para las que existe un gran número de constelaciones, pero formadas por un pequeño número de satélites. Otra aplicación importante, las telecomunicaciones, conecta cualquier punto del mundo mediante los llamados teléfonos “satélite”. A esto se suman las constelaciones para la difusión de programas de televisión recibidos mediante antenas parabólicas.

La revolución del Nuevo Espacio abre el camino a constelaciones que ya no están formadas por unas pocas docenas de satélites, sino por miles, incluso decenas de miles. Esta densidad permite la aparición de aplicaciones con muy baja latencia, que es función del tiempo de viaje de las ondas de radio entre un transmisor y un receptor a la velocidad de la luz.3. Cuanto menor sea la altitud de los satélites, menor será el tiempo de latencia. De 500 milisegundos para los satélites geoestacionarios, aumenta a 30 milisegundos para los satélites en órbita baja, siendo la clave para un rendimiento casi instantáneo de las telecomunicaciones y de Internet comparable al de las redes de fibra en tierra. Dado que los satélites en órbita baja se mueven muy rápidamente, se necesitan muchos más satélites conectados en red para garantizar un contacto permanente con los usuarios.

Estas nuevas constelaciones son, por tanto, sinónimos de telefonía móvil e Internet de alta velocidad en todo el planeta, independientemente de las estaciones de anclaje locales en tierra. Permiten así a los operadores liberarse de cualquier control local sobre las telecomunicaciones. Y son muy resistentes, la destrucción de uno o varios satélites no impide el funcionamiento de la red, que puede reconfigurarse. Propiedades cruciales también para aplicaciones militares, que se aplican tanto a constelaciones de telecomunicaciones como a constelaciones de imágenes. Estas perspectivas tan interesantes en muchos ámbitos, comerciales pero también estratégicos, son también una cuestión de soberanía, ya que dichas capacidades confieren independencia y autonomía a los Estados a nivel estratégico.

Hacia la superpoblación en órbita

Pero esto no está exento de efectos secundarios, potencialmente muy preocupantes al ritmo actual de lanzamientos, sobre los que advierte un informe de la Oficina de Contabilidad Gubernamental (GAO, órgano de auditoría del Congreso americano) y el de la Academia de Ciencias. El primero de ellos es la consecuencia de este crecimiento sobre el medio ambiente. Los cien o más lanzamientos anuales en el futuro generarán su parte de contaminantes. También aumentan el número de desechos en órbita baja, lo que supone un peligro para los satélites y para los propios lanzadores dadas las altas velocidades relativas.4, varias decenas de kilómetros por segundo. Y para cualquier presencia humana. Como resultado, los satélites deben corregir sus trayectorias para evitar los desechos cuando puedan ser detectados.

Pero lo que es aún más preocupante es que la densidad de satélites en órbita baja es tal que ya no se puede descartar la posibilidad de que se produzca el síndrome de Kessler. Según esto, después de una densidad crítica, una colisión entre dos satélites desencadenará una reacción en cadena incontrolable que conducirá a una producción importante de escombros, luego a la destrucción de un gran número de estos satélites impactados por estos escombros, y así sucesivamente. Esto irá acompañado de la imposibilidad, al menos temporal, de realizar nuevos lanzamientos sin riesgos, incluidas las misiones espaciales con fines científicos.

Ante perspectivas preocupantes, es necesaria una regulación

En el campo de la astronomía, la presencia de un gran número de satélites en órbita baja genera una contaminación perjudicial para las observaciones desde tierra. Los satélites reflejan la luz solar y se convierten en fuentes brillantes al atardecer y al amanecer que degradan los datos de la mayoría de los observatorios modernos. El 30% de los del Observatorio Vera C. Rubin, un telescopio de gran campo que entrará en servicio en 2025 en Chile, corren el riesgo de perderse parcialmente si se triplica el número de satélites. También es el fin de los santuarios que protegen los radioobservatorios de las emisiones de las telecomunicaciones terrestres, como los desiertos de Karoo en Sudáfrica y Murchison en Australia, donde se encuentra la gigantesca red Square Kilometer Array Observatory, que se espera que sea la más eficiente jamás diseñada para radio de baja frecuencia. astronomía, está en construcción: no estará a salvo de los que vienen del espacio.

Estas preocupantes perspectivas llevaron a la Unión Astronómica Internacional (IAU) a crear el Centro para la Protección de los Cielos (CPS) y a actuar con las industrias espaciales pero también con el comité de la ONU sobre los usos pacíficos del espacio exterior (Cupeea). que incluyó el tema en su agenda para los próximos cinco años. Esta cooperación está empezando a dar frutos: por ejemplo, las últimas generaciones de satélites de la constelación Starlink de SpaceX, que tiene como objetivo 42.000 satélites, son mucho menos brillantes.

Asimismo, se están estudiando protocolos entre astrónomos y operadores para interrumpir las emisiones directas sobre los radioobservatorios, aunque las propias emisiones de los dispositivos electrónicos a bordo siguen siendo una molestia. Si algunos operadores juegan al juego de la cooperación, es necesaria la vigilancia, como lo demuestra el ejemplo del prototipo del satélite de comunicaciones BlueWalker III puesto en órbita en 2022: sus 64 m2 ¡La antena la convierte en la sexta fuente más brillante del cielo!

Sigue siendo posible que no todas las constelaciones comerciales importantes sean financieramente viables y que el crecimiento actual eventualmente se desacelere, evitando el brote del síndrome de Kessler. Sin embargo, la práctica del “primero en llegar, primero en ser atendido” tiene sus límites y una regulación internacional basada en estándares establecidos por todas las partes interesadas –a la que la Academia de Ciencias, según sus misiones, pretende contribuir a través de su informe– es más necesaria que nunca. para protegerse contra posibles abusos en este campo en auge.

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