A medida que entramos en la década de 2020, las tecnologías espaciales y de internet están convergiendo. Nos encontramos en el amanecer de una carrera de internet espacial. Gigantes tecnológicos como SpaceX, Softbank, Amazon, Google, Virgin y Facebook podrían invertir decenas de miles de millones de dólares para lanzar, operar y reemplazar miles de satélites en la órbita terrestre baja (LEO).
Durante la próxima década, el número de satélites operativos en órbita podría aumentar diez veces, de unos 2.000 a 20.000.
Para los titanes tecnológicos que apuestan por internet basado en el espacio, debe haber una expectativa de recompensa significativa que compense los posibles riesgos tecnológicos, regulatorios y de inversión.
Los operadores LEO SpaceX y OneWeb tienen previsto comenzar a ofrecer un servicio comercial limitado en 2020, seguidos de Telesat, LeoSat y Amazon en 2022. Aunque «conectar a los no conectados» es una aspiración noble y políticamente satisfactoria, a medio plazo las redes LEO no ofrecerán una opción autónoma asequible para conectar a personas que aún no tienen acceso a internet. Las redes LEO deberían desempeñar un papel importante, al menos de forma indirecta, en la ampliación del alcance de la banda ancha móvil terrestre y del 5G.
La tentación para algunos operadores LEO, en particular para los liderados por personalidades de dimensiones extraordinarias, podría ser ir por su cuenta e intentar construir por sí mismos gran parte de la futura infraestructura de internet.
Sin embargo, la importancia estratégica de internet para los intereses económicos y políticos de los gobiernos y de las partes interesadas del sector privado podría dar lugar a debates polémicos y complejos sobre la normalización tecnológica, el acceso al espacio y los desechos orbitales.
Por atractivo que resulte dejar de lado la tediosa cooperación internacional y multisectorial en aras de la rapidez, los inconvenientes de actuar en solitario y con prisas superan los posibles beneficios de llegar primero.
¿Revolución o evolución de internet?
Los satélites LEO orbitan entre 300 y 2.000 km sobre la superficie de la Tierra, frente a la órbita de 36.000 km de los satélites geoestacionarios. Esta mayor proximidad a la Tierra significa que la comunicación entre LEO y la Tierra puede lograrse con solo un 20% del retardo (latencia) que se consigue mediante satélites geoestacionarios.
Aunque es importante desarrollar la propagación de señales de la Tierra al satélite con menor latencia, quizá un avance más significativo para internet global sea la posibilidad de interconectar miles de satélites mediante láseres para formar redes ópticas en malla globales basadas en el espacio, que generen decenas de terabits por segundo de capacidad.
Las redes ópticas en malla basadas en el espacio deberían lograr una comunicación de menor latencia a lo largo de 3,000 km que las redes terrestres de fibra óptica.Hay un par de razones para ello:
2. Las redes de fibra óptica terrestres y submarinas rara vez ofrecen la ruta más corta o directa entre dos puntos, y a menudo rodean grandes masas de tierra.
En un escenario óptimo, una señal digital que se propaga por un enlace estándar de fibra óptica entre Nueva York y Londres tarda unos 76 milisegundos en completar el viaje de ida y vuelta. La misma señal enrutada a través de una red óptica en malla basada en el espacio podría, teóricamente, completar el viaje de ida y vuelta en 50 milisegundos, lo que supone una reducción del 34% en el tiempo de propagación de la señal.
La ventaja relativa del enrutamiento óptico basado en el espacio frente a la fibra óptica terrestre aumenta a distancias mayores. Por ejemplo, la propagación de la señal entre Londres y Singapur a través de redes de fibra óptica tarda 159 milisegundos. En una red óptica basada en el espacio, es posible un viaje de ida y vuelta de 90 milisegundos, lo que representa una reducción del 43% en el tiempo de propagación de la señal.
Interconectar miles de satélites en múltiples órbitas, y conectarlos sin fisuras con las redes terrestres, no es tarea fácil. Los protocolos centrales de transporte y de red de internet nunca se diseñaron teniendo en cuenta las redes en malla basadas en el espacio, y la menor latencia podría hacer que las redes funcionen mal.
Algunos de los protocolos centrales de señalización y enrutamiento IP de internet, así como los esquemas de gestión de tráfico y de recursos, requerirán una adaptación significativa y, en algunos casos, un rediseño total.
Teniendo en cuenta el lento ritmo de la estandarización tecnológica y la amplia variedad de organismos internacionales, multilaterales, regionales, nacionales y sectoriales implicados, los actores de internet LEO y de internet terrestre necesitarán un desarrollo tecnológico y una labor de promoción estratégicamente coordinados. De hecho, los operadores LEO necesitarán el apoyo regulatorio de decenas de operadores terrestres de todo el mundo para obtener las autorizaciones y licencias necesarias en tierra.
Internet LEO: ¿conectar a los no conectados o megayates?
Cuando las redes LEO de SpaceX y OneWeb entren en funcionamiento en los próximos 12-18 meses, su primer lote de clientes incluirá una parte considerable de empresas de lujo marítimo, transporte aéreo y seguridad/defensa.
Para ampliar su base de clientes más allá de los megayates y los jets privados, los operadores LEO necesitarán el apoyo comercial de operadores terrestres (y de sus equipos comerciales) en tierra, en decenas de países de todo el mundo. Los operadores terrestres serán mucho más que titulares locales de licencias y distribuidores de servicios y dispositivos LEO; ellos mismos serán importantes clientes empresariales de los operadores LEO, que requerirán una conectividad flexible y de baja latencia para desarrollar sus redes de próxima generación.
Todos hemos oído cómo las redes 5G transformarán las industrias con una conectividad inalámbrica ultrarrápida y de baja latencia para miles de millones de teléfonos inteligentes, hogares, oficinas y máquinas. Para lograrlo, las redes 5G deberán aumentar significativamente la densidad de sus redes inalámbricas de «última milla», acercándolas mucho más a los usuarios y a los dispositivos conectados.
Sin embargo, esto exigirá retransmitir de forma eficiente grandes volúmenes de datos, con un retardo mínimo, entre cientos de miles de centros de datos en el borde de la red y redes de computación en la nube distribuidas geográficamente.
El alcance limitado de las redes de fibra óptica terrestres es un obstáculo importante para ampliar el alcance de las redes 5G más allá de las zonas urbanas densamente pobladas. Y no se trata solo de un problema del mundo en desarrollo. En Estados Unidos, serían necesarios hasta 150 mil millones de dólares en los próximos cinco a siete años para desplegar fibra suficiente que satisfaga la demanda prevista de las redes 5G.
A medida que los operadores móviles buscan ampliar la cobertura 5G más allá de los distritos empresariales de altos ingresos y alta densidad, las redes LEO podrían ofrecerles flexibilidad para cubrir las brechas de las redes de fibra óptica. Hacia mediados de 2022, las redes LEO deberían comenzar a ampliar los límites de las redes 5G más allá del alcance geográfico de la infraestructura de fibra existente. De forma similar, podrían complementar y, en algunos casos, sustituir a los cables submarinos en algunas rutas.
Las redes LEO se beneficiarán aún más de los avances en redes definidas por software para la gestión del tráfico, el equilibrio de carga y la optimización de rutas. La interoperación sin fisuras entre las redes LEO y terrestres mejorará su flexibilidad y fiabilidad combinadas, que son consideraciones fundamentales para los clientes empresariales globales y de seguridad pública.
Armas antisatélite, desechos orbitales y limpieza
Según la NASA, hay 20.000 fragmentos de desechos mayores que una pelota de softbol y 650.000 objetos de un tamaño comprendido entre el de una pelota de softbol y el de una uña. Como todo orbita a 28.000 km/h (casi 10 veces la velocidad de una bala), incluso un fragmento de desecho del tamaño de una uña podría tener la fuerza suficiente para dañar un satélite o matar a un astronauta que realiza una caminata espacial.
Con el aumento de las tensiones geopolíticas, varios gobiernos han desarrollado y probado públicamente sistemas de misiles antisatélite (ASAT). Una carrera armamentística antisatélite aumentaría el riesgo de errores de cálculo, colisiones y desechos que podrían restringir significativamente el acceso global al espacio durante años o incluso décadas. Los intereses de todas las partes interesadas, privadas y públicas, se verían mejor servidos evitando acciones que puedan generar nuevos desechos, riesgos e incertidumbre.
Existen diversas tecnologías en las primeras fases de desarrollo para la retirada o el desorbitado de satélites errantes, como arpones, redes, láseres y haces de iones desplegados de forma robótica. Para hacerlo bien y abordarlo a escala se requerirán más inversión, investigación y consenso internacional. Con este fin, el Foro Económico Mundial está liderando un esfuerzo multisectorial para desarrollar un sistema de calificación de sostenibilidad espacial, junto con la Agencia Espacial Europea y el MIT, para animar a los operadores de satélites a ser más sostenibles y para incentivar diversos enfoques de mitigación de desechos.
Conclusión
La carrera por desarrollar, lanzar y escalar las constelaciones de internet LEO será una competencia de alto riesgo y potencialmente de alta rentabilidad entre empresas de internet y tecnología bien financiadas. Sin embargo, «avanzar rápido y romper cosas», o incluso actuar en solitario, no bastará. Aunque una competencia sana es un elemento esencial de cualquier carrera, resolver los complejos desafíos tecnológicos, regulatorios y geopolíticos exigirá una cooperación iterativa y multisectorial.
Para superar las barreras de asequibilidad a la adopción de internet LEO y «conectar a los no conectados», será necesario lograr economías de escala en la producción de los llamados terminales de usuario de matriz en fase propuestos por algunos operadores LEO, así como cadenas de suministro globales circulares para mover todo.
Lograrlo exigirá la estandarización tecnológica y la adhesión de una amplia gama de partes interesadas, entre ellas empresas tecnológicas, asociaciones industriales y organismos reguladores de todo el mundo. Esto llevará varios años y requerirá el trabajo arduo y la cooperación de decenas de miles de personas talentosas en decenas de países de todo el mundo.
