Congestión en el espacio

Starlink
Una de las imágenes promocionales que vemos de Starlink en las redes todos los días y que ilustra el concepto de conectividad que ofrece la marca: basta una antena, no importa lo lejos que estés de una ciudad, en el bosque, en el desierto, para acceder a internet de forma permanente y a alta velocidad. ¿Pero es esto un signo de progreso o parte del síntoma de nuestra especie que ama perseguir proyectos insostenibles?

Se están volviendo paisaje en Colombia —-y por supuesto en otros países del mundo—- los anuncios de la compañía Starlink, propiedad del conglomerado empresarial del controvertido —-y también muy admirado—- multimillonario Elon Musk, que ofrecen servicios de internet satelital que pueden llegar, según la compañía, a cualquier lugar del planeta y por un precio que se supone muy asequible; o al menos mucho menor que el de soluciones más tradicionales  como la fibra óptica o el cable.

Hace no mucho tiempo, yo pertenecía al grupo de aquellos tecno optimistas que habría dicho con admiración, a propósito de este avance tecnológico, que estamos ante una prueba más de cómo los artefactos creados por nuestra ingeniosa especie están haciendo todos los días la vida de los humanos más fácil. Estoy seguro también, que en mi optimismo, habría señalado que Starlink es un paso más en el imparable progreso humano.

Un caudaloso río de literatura científica que ha corrido bajo mis narices, la abundante evidencia fotográfica y en video recabada a lo ancho de un planeta en crisis, muchas conversaciones, columnas y una decena de libros, han terminado por convencerme de que el supuesto progreso tecnológico del que muchos se sienten orgullosos está firmemente asentado en la base de la crisis ambiental y social que nos tiene al borde del colapso.

De modo que ya no soy tan optimista. 

El caso de Starlink hoy, podría ser usado como un ejemplo más de como nuestra confianza ciega en los avances tecnológicos, sin una evaluación cuidadosa de las consecuencias que podrían tener a mediano y largo plazo, son el síntoma más notable de nuestra sociedad. Ahora que el internet satelital está despegando, creo que es el momento para sacar las lecciones aprendidas de los errores del pasado, para evitar embarrarla con otro problema “ambiental”, esta vez en el espacio.

Antes de que dejen de leer la columna pensando que se trata de otra perorata ambientalista y anti tecnológica más, les prometo que lo que sigue a continuación es una enumeración, con algún picante y unas cuantas explicaciones científicas sencillas, de lo que está detrás de la solución tecnológica de Starlink y de los inconvenientes ambientales[1] que reviste. 

Solo al final volveré con algunas reflexiones sobre las implicaciones que puede tener el hecho de que no entendamos a cabalidad, o simplemente de que quienes sí lo entienden no divulguen apropiadamente lo que está en juego con este nuevo avance.

Internet desde el espacio

 

El principio básico con el que funciona el internet satelital es fácil de entender.

Cuando usas Starlink —o cualquier servicio similar—, los datos que descargas de la red, como una imagen que llega por el navegador o un mensaje de WhatsApp, vienen directamente desde un satélite que da vueltas alrededor de la Tierra. Estos datos son recibidos por una antena y un enrutador especial que debes adquirir con la empresa que presta el servicio.

A la inversa, los datos que quieres subir, la imagen que vas a publicar en Instagram o el mensaje de voz de WhatsApp, debe ser enviada desde el enrutador de tu casa, con la ayuda de la antena y a través del aire y el espacio vacío allá arriba, hasta el satélite.

Hasta ahí creo que todo es muy claro y no parece prometer muchos inconvenientes. Pero el diablo —o los dioses— está en los detalles.

Para que todo esto sea posible y por las limitaciones físicas que tienen las señales que viajan por el espacio —a diferencia de las que viajan por una fibra óptica o un cable—, la distancia que debe separar tu antena del satélite no debe ser mayor[2] a unos centenares de kilómetros.

El problema es que los satélites se mueven muy rápido respecto a la superficie de la Tierra (dependiendo de su altura lo hacen con velocidades que rondan entre los 5.000 y los 26.000 kilómetros por hora), de modo que si en un momento dado puedes ver uno por casualidad en el cielo, te aseguro que no pasará mucho tiempo antes que lo pierdas de vista.

satélites
Cuando están cerca al lugar en el que te encuentras, los satélites se ven en el cielo como puntos luminosos que se mueven rápidamente entre las estrellas. Al ser objetos hechos de metales, reflejan la luz del Sol y puedes verlos brillar contra el cielo nocturno. Por la misma razón, es común que se vean especialmente al atardecer y al amanecer cuando todavía el Sol puede iluminarlos allá arriba mientras aquí abajo es lo suficientemente oscuro para que los veas contra el cielo estrellado. Foto: t.ly/kOx6B.

¿Podrías tener internet satelital si la disponibilidad de la señal dependiera de poder ver un solo satélite en el cielo?

 

Por supuesto que no y ahí es donde empiezan los retos tecnológicos y, a la larga, los problemas.

Para garantizar un servicio permanente, estable y de la calidad prometida, el proveedor de internet debe “llenar” el espacio alrededor de la Tierra de satélites casi idénticos. Así, la antena de tu casa siempre estará a una distancia pequeña de por lo menos uno de ellos.

mega constelación de satélites de Starlink
Así se verá la mega constelación de satélites de Starlink cuando esté completa. Es importante tener en cuenta que en la imagen los puntos que representan los satélites, se mueven permanentemente, pero la configuración (rejilla en rojo) se mantiene constante creando un tejido invisible alrededor del planeta. Fuente: t.ly/iiACe

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A la fecha en la que escribo esta columna, Elon Musk y sus compañías han logrado lanzar más de 6.000 satélites al espacio[3]. Esta es la razón por la que han empezado a prestar los servicios de Internet en zonas cada vez más amplias del planeta.

Sin embargo, cuando este completa, la constelación de satélites de Starlink, que es el nombre técnico que se da a este enjambre de bichos de aluminio, tendrá más de 40.000 satélites revoloteando alrededor del planeta. Para que nos hagamos a una idea de lo que estos números significan, en la fecha en la que escribo esta columna hay cerca de 10.000 satélites operativos[4], y algunos de ellos han estado ahí prácticamente desde el inicio de la era espacial.

Lo que el “progreso” tecnológico que nos ofrecen Elon Musk y compañía —porque obviamente en el mundo del capitalismo de mercado no podía existir una sola empresa que se dedique a un negocio tan jugoso— es cuadriplicar, incluso multiplicar por 10 o 50 el número de satélites[5] en los próximos años para que todos los gamers del planeta tengan 250 Mbps sin importar el lugar en el que se encuentren.

¡Vaya progreso!

Crecimiento insostenible

¿Cuántos satélites caben en el espacio? ¿No hay suficiente lugar allá afuera para que la promesa de llevar internet a todos los lugares del planeta pueda avanzar sin inconvenientes?  ¿Por qué tendríamos que preocuparnos?

Vamos por partes.

El primer problema que enfrenta la proliferación de satélites en órbita es la posibilidad de que se choquen entre sí, destruyéndose mutuamente. Cualquiera pensaría que es un riesgo calculado e incluído en los costes por gente tan brillante como Musk y sus tech-savvy umpalumpas que saben que si se pierden uno o dos satélites por choques al año, al mes, o al día, la solución es simple, se reemplazan. Plata es lo que hay.

Pero las leyes de la naturaleza no saben de negocios y son implacables.

Cada que se produce un choque de dos satélites en el espacio se generan objetos nuevos que viajan a gran velocidad y sin ningún control. Estos fragmentos pasan a engrosar la población de lo que se conoce hoy como “objetos espaciales” (space debris en inglés[6]), cuyo número se estima en más de 1 millón de objetos de tamaño superior a unos pocos centímetros[7].

Los problemas comienzan cuando algunos de estos fragmentos, producidos por el choque accidental —o inducido— colisionan con otros objetos espaciales creando nuevos fragmentos. Estos últimos, a su vez, pueden chocar contra satélites operativos y destruirlos, generando un sin número de nuevos pedazos. No es muy difícil adivinar que esta secuencia de eventos puede convertirse rápidamente en un desastre fuera de control. A este escenario de fragmentación y destrucción desbocada, una especie de bola de nieve espacial, se le conoce como el síndrome de Kessler[8] y fue predicho por primera vez en el año 1978, cuando Elon Musk tenía tan solo 7 añitos.

El crecimiento no regulado del número de satélites, dirigido únicamente por la ambición y una visión liberal del mercado espacial, puede, en unas pocas décadas, convertirse en un verdadero dolor de cabeza para los estados y las empresas que usan el espacio para un sin número diferente de aplicaciones. Aún más, podría hacer inviable a futuro el mismo negocio del internet satelital.

Es paradójico que quienes lideran estos avances tecnológicos estén también entre las personas que imaginan un futuro de la humanidad en el espacio. En sus ensoñaciones, en el futuro pequeños vehículos espaciales abandonan la Tierra transportando a miles, o tal vez millones de personas —que no nos incluyen por supuesto a ti o a mí— lejos de un planeta en crisis. El problema es que con una proliferación insostenible de satélites y de fragmentos espaciales derivados de esa proliferación, montarse en un vehículo tripulado para alcanzar una órbita suficientemente alta sin ser impactado por algún fragmento y morir en el proceso, podría terminar siendo irrealizable.

Pero seamos optimistas y hagamos unas cuentas alegres.

Imaginemos que dotamos en lo sucesivo a todos nuestros satélites de la capacidad para evadir de forma casi automática el choque con un satélite vecino. Supongamos que para hacerlo cada satélite debe estar dotado con un radar capaz de detectar por lo menos con 10 segundos de anticipación, la aproximación de otro satélite y ejecutar a continuación una maniobra evasiva. Viajando a casi 5 km/s (en promedio), esto implica que la distancia a la que podrían estar los satélites uno de otro sería de unos 50 km.

Ya este número nos da una idea de la magnitud del problema que enfrentamos. Imaginen lo que significa si lo aplicaramos a vehículos en la Tierra —autopistas con carriles que miden lo que un departamento de Colombia—, incluso a los aviones que surcan nuestros cielos.

Ahora bien, si tomáramos el volumen de espacio que hay entre los 300 km y los 10.000 km de altura[9], donde están la mayoría de los satélites con los que podemos establecer fácilmente comunicación con la Tierra, y lo dividieramos por el volumen de seguridad que hemos calculado antes, esto implicaría que alrededor de nuestro planeta cabrían cerca de 8 millones de estos satélites inteligentes.

Es posible que las suposiciones que estoy usando sobreestimen o subestimen algunos de los aspectos del problema o no tengan en cuenta la posibilidad de innovaciones tecnológicas futuras, pero creo que hablar de 1 millón de satélites como capacidad máxima del espacio alrededor de la Tierra no está muy lejos de la realidad actual y futura.

Con 40.000 satélites lanzados solamente por una compañía, es decir, el 4% de la capacidad total estimada, y un capitalismo de mercado que a pesar de la crisis parece estar viviendo su mejor momento, creo que estarán de acuerdo conmigo en que las preocupaciones por la sostenibilidad del proyecto de Elon Musk están bien fundamentadas.

Lo que se pierde cuando se pierde el cielo

Mucho antes de que las constelaciones de satélites que ofrecen internet hasta en el último rincón del planeta saturen completamente el espacio alrededor de nuestro planeta, se producirá un efecto que preocupa a muchas menos personas, pero que a la larga podría tener consecuencias, incluso para quienes vivimos en la Tierra.

Desde que se lanzaron los primeros satélites de la constelación de Starlink, las primeras personas en poner el grito en el cielo fueron aficionados y profesionales de la astronomía. Ha sido significativa la manera en la que las imágenes de nebulosas, galaxias y estrellas empezaron a quedar atravesadas, de forma completamente impredecible, por los rastros dejados por la luz del Sol reflejada en algunos de los satélites de Elon Musk.

satélites de Starlink
Una de las miles de imágenes astronómicas que hoy quedan inutilizadas por el paso de los satélites de Starlink durante la toma. Fuente: t.ly/U3VJI.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Con cada lanzamiento nuevo, la situación se ha venido deteriorando a una velocidad que ha hecho que revistas especializadas de astronomía publiquen estudios pormenorizados que revelan el efecto negativo a corto, mediano y largo plazo, que tendrá la proliferación de satélites, sobre la milenaria tarea de descubrimiento de la astronomía[10].

Ahora bien, renunciar a unas bonitas fotos astronómicas para tener internet en cualquier lugar de la Tierra, ¿no es un sacrificio que vale la pena?

Ya en el pasado, y sin tanta alharaca ambientalista, nos habíamos asegurado que casi el 60% de la población del planeta, aquella que vive en grandes ciudades[11], perdiera el contacto con la noche estrellada; contacto, que vale la pena señalar, tuvimos desde que empezó nuestra especie a deambular por la Tierra. También es un hecho que la inmensa mayoría de ese 60% de la humanidad nunca ha visto un cielo nocturno realmente oscuro y casi nadie ha tenido la oportunidad de observar la Vía Láctea. ¿Le pasa a usted?

¡Todo sea por el progreso tecnológico!

 

Pero las constelaciones de satélites no “cubren” solamente el cielo sobre las grandes ciudades. Están presentes en toda la Tierra, incluso en los lugares muy oscuros y desde los que se puede hacer la mejor investigación astronómica. En aquellos lugares, cuando en unos años la órbita terrestre esté poblada con no menos de unos 40.000 satélites operativos, en cada grado cuadrado de cielo[12], habrá siempre como mínimo un satélite que refleje potencialmente la luz del Sol. Ese aparentemente inofensivo —e invisible para la mayoría— objeto hará que muchas prometedoras imágenes astronómicas se conviertan tal vez en un conjunto de datos parcialmente inútiles.

El impacto sobre la investigación astronómica, especialmente en ciertas áreas, que puede llegar a tener la proliferación de satélites, preocupa realmente a la comunidad científica.

¿Pero nos debería preocupar al resto de los mortales?

Resulta que una de las áreas que podría verse más perjudicada por el deterioro en las condiciones de investigación inducido por decenas de miles de espejos lanzados por el aparato multimillonario de las empresas de comunicaciones, podría ser el de la búsqueda de asteroides potencialmente dañinos para la Tierra.

Nuestro planeta se mueve por un campo minado. Alrededor del Sol y no muy lejos de la Tierra, gravitan decenas de millones de fragmentos de roca de tamaños que van desde una casa hasta una montaña. Se los conoce como NEAs, pero no como una referencia a la cultura popular de Medellín, sino por el acrónimo en inglés de Near Earth Asteroids (asteroides cercanos a la Tierra).

A la fecha se conocen unos 34.000 NEAs de un total que se estima en 10 millones.

¡Treinta mil!

¡Diez millones!

¿Necesita explicarse el contraste entre estas dos cifras?

Diversos proyectos se han lanzado en los últimos 10 años para buscar los millones de asteroides que nos falta por localizar y que nos permitirán conocer con precisión el riesgo futuro de un impacto contra la Tierra. En 2013, uno de esos asteroides anónimos, golpeó la atmósfera sobre la región de Chelyabinsk en Rusia, dejando a más de 1.000 personas heridas y causando millones de dólares en pérdidas. El asteroide, por suerte,  nunca golpeó la Tierra, porque el ángulo en el que ingresó a la atmósfera era muy rasante. De lo contrario hablaríamos de millones de muertos y miles de millones de dólares en daños.

El telescopio Vera Rubin
El telescopio Vera Rubin, uno de los más avanzados proyectos de astronomía observacional de la Tierra, empezará a funcionar en 2025. Cada noche tomará el equivalente en imágenes a lo que el telescopio espacial Hubble toma en muchos años. El objetivo del telescopio es buscar y seguir fuentes de luz que cambian en el cielo, entre ellas las que se mueven como los asteroides. Foto: Rubin Observatory/NSF/AURA.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

En 2025 verá la luz el telescopio Vera Rubin que está instalado en la cima de una montaña en Chile y que fotografiará una buena parte del cielo permanentemente en la búsqueda de objetos astronómicos que cambian su luz o que se mueven. Se estima que, en tan solo una década de operación, este telescopio podría descubrir una buena fracción de los asteroides más peligrosos que podrían amenazar a la Tierra.

Sin embargo, con el efecto que producirán los trazos dejados por los satélites de Elon Musk y compañía, la velocidad a la que el Vera Rubin podrá censar a nuestros enemigos de roca podría reducirse en un factor de 3. Esto sin mencionar los efectos negativos generales que tendrán estos satélites sobre los demás objetivos científicos del proyecto[13].

¿Renunciar a los avances?

 

Estamos con el internet satelital como estábamos quizás en los años 1940 con la aviación comercial.

Antes de la innovación tecnológica implicada en el desarrollo de aviones de cabina ancha con comodidades interiores, para ir de un extremo a otro del planeta se necesitaban días a semanas de interminables viajes por barco o por tren. Pero así es el mundo: muy grande.

Al surgir la aviación comercial, de un día para otro, cualquier persona podía saltar de un continente a otro en tan solo unas horas. Algunas compañías aprovecharon la curiosidad —o la necesidad— de unas pocas personas para construir una industria alrededor de esa posibilidad. El efecto colateral de satisfacer la necesidad de unos pocos con una innovación tecnológica, fue que en unas décadas el resto de los seres humanos, incluso aquellos que no necesitábamos hacer viajes a grandes distancias, nos volvimos adictos a volar. Hoy no concebiríamos nuestras vidas sin tener la libertad de ir donde queramos —sea que tengamos la capacidad económica o no para hacerlo—, o de conocer los lugares del mundo que conocen otras personas.

Sin embargo, a la larga, la aviación comercial se convirtió en una de las industrias más insostenibles del planeta. Por cuenta de aviones que recorren la Tierra transportando millones de turistas, miles de científicos que hoy cifran su trabajo en encontrarse cara a cara con colegas al otro lado del planeta y, naturalmente, muchos miles de personas que viajan por necesidad de su vida o de su trabajo, se emiten a la atmósfera la medio bicoca de 1.000 millones de toneladas de CO2eq al año, lo que representa cerca del 3% de las emisiones globales[14].

¿Qué habría pasado si hubiéramos podido adelantar el impacto que tendría este avance tecnológico? ¿Habrían los gobiernos — no las compañías, porque la lógica del capitalismo no funciona calculando los costes a largo plazo sobre todo el planeta— permitido el desarrollo de la industria insostenible de la aviación? ¿Realmente ha representado un “progreso humano” entregar a miles de millones de personas el poder de viajar grandes distancias en unas pocas horas? ¿En serio creemos que la humanidad sería tan distinta si la mayoría de nosotros permaneciera la mayor parte de su vida cerca de dónde nació?

Hoy es inconcebible renunciar a la aviación. Pero en un momento pudimos evaluar con más cuidado si dábamos ese paso.

Pero no lo hicimos.

Es momento de preguntarnos también: ¿En serio necesitamos tener conexión a internet en cada punto de la superficie del planeta? ¿No bastará con resolver los problemas de comunicación de algunas comunidades muy aisladas, en lugar de abrir la caja de pandora de permitir que cualquiera, en cualquier parte, pueda comunicarse como si estuviera en la mitad de una gran ciudad? ¿Si en 2050 el 70% de las personas van a vivir en ciudades, donde el internet puede distribuirse con fibra óptica, para qué necesitamos desarrollar un proyecto abiertamente insostenible de internet satelital?

Yo no sé cuál es la respuesta a esas preguntas. Lo que sí sé es que la crisis global, de cuya escalada he sido testigo y por supuesto cómplice, me ha mostrado que el progreso tal vez no debería medirse en términos del número de personas que tienen acceso a servicios que no son indispensables para vivir.

Piénselo antes de comprar su antena.

 

Referencias 

[1] Que sea esta la oportunidad para ampliar el concepto de lo “ambiental” al espacio. Desde 1957, el año en el que la otrora Unión Soviética lanzó el primer satélite, la humanidad se graduó como una especie espacial. Hoy, cientos de aplicaciones, desde las comunicaciones, la localización, la climatología, la astronomía y la geodesia dependen de aparatos en el espacio. Aunque parezca difícil asimilarlo, el espacio alrededor de la Tierra también hace parte de nuestro medio ambiente.

[2]  En realidad, varios centenares de kilómetros, que es la distancia mínima para garantizar la conexión, especialmente de subida, con un satélite es una distancia bastante grande. Los sistemas de fibra óptica necesitan amplificar la señal en distancias mucho menores para que llegue con suficiente intensidad hasta su destino, pero como el espacio en el que se mueven los satélites es también muy amplio (decenas de miles de kilómetros), un centenar de kilómetros es un distancia relativamente pequeña.

[3] Para leer una columna completa del estado actual de proliferación de satélites usados para internet y su efecto en astronomía les recomiendo este artículo https://www.space.com/spacex-starlink-satellites.html que está además lleno de excelentes referencias.

[4] En el sitio web https://orbit.ing-now.com/ se presentan de forma actualizada el número de satélites operativos que hay en el espacio en un momento dado.

[5] En este ilustrativo e interesante video se muestra cómo crecerá el número de satélites en los próximos 5 años hasta alcanzar una cifra que ronda los 100.000 para el final de la década https://www.youtube.com/watch?v=oWB7ZySDHg8.

[6] Es común traducir el término space debris como “basura espacial” pero este concepto es impreciso. Técnicamente dentro de está categoría están clasificados satélites plenamente operativos y que están lejos de poder considerarse como basura; de modo que algunas personas que trabajamos en el área en el mundo hispanoparlante preferimos el nombre “objetos espaciales”.

[7] Para una página con estadísticas sobre el número de objetos espaciales ver: https://sdup.esoc.esa.int/discosweb/statistics/.

[8] Las consecuencias catastróficas de un evento de crecimiento descontrolado de objetos espaciales pueden verse ilustradas magistralmente en la película Gravity.

[9] En este artículo encontraran una estimación del número de satélites que hay actualmente en órbita, de acuerdo a las regiones en las que se divide el espacio alrededor de la Tierra: LEO, MEO y GEO, https://nanoavionics.com/blog/how-many-satellites-are-in-space/

[10] Para un estudio detallado del impacto que podría tener la proliferación de satélites en mega constelaciones usadas para proveer internet satelital, ver McDowell, J. C. (2020). The low earth orbit satellite population and impacts of the SpaceX Starlink constellation. The Astrophysical Journal Letters, 892(2), L36. Disponible en: https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ab8016/meta. Para uno aún más reciente ver Hainaut, O. R., & Moehler, S. (2024). Contamination of spectroscopic observations by satellite constellations. Astronomy & Astrophysics, 683, A147. Disponible en: https://www.aanda.org/articles/aa/abs/2024/03/aa48249-23/aa48249-23.html.

[11] El dato preciso es que el 56% de los humanos viven hoy en zonas urbanas según The World Bank en esta fuente https://www.worldbank.org/en/topic/urbandevelopment/overview. Este número podría crecer hasta el 70% en unas décadas.

[12] Curiosamente el número de grados cuadrados que hay en el cielo es aproximadamente igual al estimado de satélites que se esperan lanzar en las próximas décadas como parte de la expansión de las redes de internet satelital. Esto es porque 1 grado cuadrado equivale aproximadamente a 1/3300 radianes cuadrados. En todo el cielo hay aproximadamente 12 radianes cuadrados de espacio (4π “estereorradianes” que llaman) y por lo tanto 41.000 grados cuadrados.

[13] En 2022 la comunidad científica relacionada con el proyecto del Observatorio se manifestó a través de un comunicado que resalta los increíblemente negativos efectos que tendrá en los años por venir la proliferación de satélites de comunicaciones. Lea el comunicado aquí: https://www.lsst.org/content/lsst-statement-regarding-increased-deployment-satellite-constellations.

[14] Para información sobre la contribución de la aviación a las emisiones globales vea por ejemplo: https://ourworldindata.org/global-aviation-emissions.

Jorge Zuluaga.
Jorge Zuluaga.

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