Llega la ¡®fibra ¨®ptica¡¯ del espacio

La autopista de la informaci¨®n en el espacio est¨¢ a punto de empezar a funcionar en Europa con la transmisi¨®n de datos a alta velocidad entre sat¨¦lites, lo que algunos expertos consideran el equivalente en ¨®rbita de la fibra ¨®ptica en tierra. Es el sistema EDRS (Europen Data Relay System) y ¡°es capaz de transmitir datos pr¨¢cticamente en tiempo real a una velocidad sin precedentes de 1,8 Gbit por segundo¡±, informa la Agencia Europea de Espacio (ESA). El primer terminal l¨¢ser del conjunto est¨¢ ya en ¨®rbita geoestacionaria (a casi 36.000 kil¨®metros de altura sobre la superficie terrestre) tras su lanzamiento integrado en el sat¨¦lite de comunicaciones Eutelsat-9B, el pasado 30 de enero, con un cohete ruso Prot¨®n. Ahora se realizar¨¢n las pruebas en ¨®rbita y el EDRS estar¨¢ operativo el pr¨®ximo verano, si todo marcha seg¨²n lo previsto, para transmitir la informaci¨®n de sat¨¦lites de observaci¨®n de la Tierra con los que estar¨¢ en conexi¨®n por l¨¢ser.

La transmisi¨®n de datos en el espacio, por radio, es desesperadamente lenta y cada vez m¨¢s ineficaz a medida que las capacidades de los equipos en ¨®rbita aumentan y pueden registrar enormes cantidades de informaci¨®n. ¡°Si queremos hacer un Google Maps de toda la superficie de Marte, se tardar¨ªan nueve a?os en traer a la Tierra todos los datos con el sistema actual de radiofrecuencia, cuando Marte est¨¢ en el punto m¨¢s cercano¡±, ha comentado a Space.com Don Cornwell, director de Comunicaciones Avanzadas y Tecnolog¨ªas de Navegaci¨®n, de la NASA. Y no se refiere al retraso de la se?al (entre cuatro minutos, como m¨ªnimo, y 24 minutos cuando los dos planetas est¨¢n m¨¢s lejos uno de otro), insuperable debido al l¨ªmite insuperable de la velocidad de la luz, sino a la capacidad de transmisi¨®n de informaci¨®n, un aut¨¦ntico cuello de botella con el volumen creciente de datos transmitidos en el espacio. ¡°El sistema de comunicaci¨®n por l¨¢ser tiene un ancho de banda 40 veces mayor [que el que se utiliza actualmente], lo que significa que pueden traerte ese mapa Google de toda la superficie marciana en nueve semanas en lugar de nueve a?os¡±, contin¨²a Cornwell.

El EDRS europeo no est¨¢ dise?ado para enviar informaci¨®n desde Marte, sino para agilizar enormemente la recuperaci¨®n de datos de observaci¨®n de la Tierra, un sector en pleno apogeo con instrumentos en ¨®rbita que captan cada vez m¨¢s informaci¨®n, incluidas im¨¢genes de alta resoluci¨®n, imprescindible para meteor¨®logos, ocean¨®grafos y estudiosos del clima, para labores de vigilancia del uso del suelo, e incluso para comunicaciones ¨¢giles en casos de emergencias. Los primeros datos transmitidos por l¨¢ser con este sistema ser¨¢n los generados por los sat¨¦lites Sentinel-1 y Sentinel -2, del programa europeo Copernico.

Hasta 50 terabytes de datos al d¨ªa se podr¨¢n enviar de forma segura a los centros de recepci¨®n en Tierra ¡°y casi en tiempo real, no con varias horas de demora como ocurre actualmente¡±, informa Airbus Defense and Space, el socio de la ESA en este programa, cuyo coste de desarrollo asciende a unos 500 millones de euros. El sistema europeo, adem¨¢s de capacidad de comunicaci¨®n por l¨¢ser infrarrojo (a una distancia de hasta 45.000 kil¨®metros), puede transmitir datos entre sat¨¦lites por radiofrecuencia (en banda Ka) a 300 Mbit por segundo.

El sistema es capaz de transmitir datos pr¨¢cticamente en tiempo real a una velocidad sin precedentes de 1,8 Gbit por segundo

Al m¨®dulo EDRS-A, el que ya se ha lanzado y que est¨¢ situado sobre Europa (en ¨®rbita geoestacionaria, un sat¨¦lite gira alrededor del planeta , de manera que siempre esta sobre la misma zona de la superficie), se a?adir¨¢ una segunda unidad en 2017, que servir¨¢ para ampliar la obertura (continente europeo, ?frica, Oriente Medio y la costa oriental de Am¨¦rica) y actuar de reserva del primero. La idea es lanzar un tercer elemento, en 2020, para cubrir el ¨¢rea As¨ªa-Pacifico. Los centros de recepci¨®n de datos del sistema est¨¢n en Alemania, B¨¦lgica y Reino Unido.

¡°El Space Data Highway ya no es ciencia ficci¨®n¡±, declar¨® Evert Dudock, responsable en Airbus Defense and Space. ¡°Revolucionar¨¢ las comunicaciones de sat¨¦lites y veh¨ªculos a¨¦reos no tripulados, y contribuir¨¢ a que la industria espacial europea se mantenga en la vanguardia de los servicios tecnol¨®gicos e industriales¡±. Efectivamente, el sistema no solo es apto para transferir grandes vol¨²menes de informaci¨®n entre sat¨¦lites, sino que tambi¨¦n sirve para la comunicaci¨®n con veh¨ªculos a¨¦reos no tripulados, aviones de vigilancia o bases orbitales. De hecho, est¨¢ previsto utilizar el EDRS con la Estaci¨®n Espacial Internacional (ISS) en 2018. La NASA ya ensay¨® la comunicaci¨®n con la estaci¨®n por l¨¢ser en junio del a?o pasado, con el experimento OPAL, que permiti¨® enviar desde la ISS a la estaci¨®n receptora, en California, un v¨ªdeo de alta definici¨®n en tres segundos y medio, en lugar de los 10 minutos que se tarda con el sistema tradicional.

Europa, por su parte, ensay¨® en 2014 este tipo de conexi¨®n ¨®ptica entre el sat¨¦lite de observaci¨®n de la Tierra Sentinel-1A, en ¨®rbita a 700 kil¨®metros de altura, y el Alphasat, en ¨®rbita geoestacionaria.

Hasta 50 terabytes de datos al d¨ªa se podr¨¢n enviar de forma segura a los centros de recepci¨®n en Tierra

El reto tecnol¨®gico para establecer y mantener el enlace con un fin¨ªsimo haz l¨¢ser entre artefactos a mucha distancia y desplaz¨¢ndose a gran velocidad es enorme. Dudok pone un ejemplo: ¡°Ser¨ªa como ir conduciendo un deportivo en Europa y apuntar el haz l¨¢ser a una moneda de dos euros en Nueva York; y no solo hay que apuntar con gran precisi¨®n sino tambi¨¦n seguir el sat¨¦lite o no se podr¨¢ mantener la comunicaci¨®n¡±.

Pero, ?qu¨¦ pasa si una densa capa de nubes cubre la regi¨®n en la superficie terrestre donde est¨¢ el centro de recepci¨®n de los datos enviados mediante l¨¢ser desde un sat¨¦lite? En realidad, no todo el sistema EDRS es l¨¢ser, sino exclusivamente la conexi¨®n entre sat¨¦lites, luego, la transmisi¨®n de la informaci¨®n desde el que est¨¢ en ¨®rbita geoestacionaria y ha recibido los datos, los reenv¨ªa a la Tierra por radiofrecuencia.

?D¨®nde est¨¢ la ventaja entonces? Pues precisamente en el hecho de que el repetidor en geoestacionaria tiene contacto con permanente, 24 horas, por radio, con la estaci¨®n de recepci¨®n, mientras que los sat¨¦lites de ¨®rbita baja, como los de observaci¨®n de la Tierra, tienen una ventana de sobrevuelo reducida. Por ello env¨ªan una cierta cantidad de datos en una ¨®rbita, durante unos cuantos minutos, luego se interrumpe la transmisi¨®n y contin¨²a el volcado de datos en la siguiente ¨®rbita, lo que demora mucho su recepci¨®n y, por tanto, condiciona a la baja la cantidad de informaci¨®n que puede captar con utilidad (si es necesario tenerla r¨¢pido).

Con la nueva autopista de la informaci¨®n en el espacio, el sat¨¦lite en ¨®rbita baja env¨ªa mediante conexi¨®n ¨®ptica gran cantidad de informaci¨®n al sat¨¦lite en ¨®rbita geoestacionaria y luego sigue su ¨®rbita fuera de la visibilidad de la estaci¨®n de recepci¨®n, mientras que el sat¨¦lite repetidor, que est¨¢ a la vista y en contacto permanente con los centros de recepci¨®n en tierra, sigue mandando por radio la informaci¨®n que ha recibido por l¨¢ser.

Airbus Defense and Space afirma que la tecnolog¨ªa de apuntadores l¨¢ser que ha desarrollado su filial Tesat Spacecom ¡°permite interconectar con una elevada precisi¨®n dos terminales l¨¢ser ubicados a 75.000 kil¨®metros de distancia el uno del otro¡±. La compa?¨ªa destaca tambi¨¦n la participaci¨®n espa?ola en el programa, que ha aportado el reflector desplegable de banda Ka de 2,2 metros de di¨¢metro instalado en el sat¨¦lite que lleva el m¨®dulo EDRS-A, as¨ª como una estructura de montaje.