Actualmente, China está ofreciendo una dura competencia a los gigantes tecnológicos occidentales, especialmente en segmentos de innovación de vanguardia como los automóviles eléctricos, el desarrollo de la inteligencia artificial y la transición energética. Parece que Starlink, el líder mundial en conectividad satelital, pronto también tendrá una dura competencia de China. Un equipo de investigadores chinos ha demostrado ahora un sistema de conectividad basado en satélites “innovador” que alcanzó una velocidad máxima de 1 Gbps para datos utilizando láseres de potencia extremadamente baja.
El sistema desarrollado por científicos chinos se basa en un nuevo tipo de infraestructura de enlace inalámbrico llamado sinergia AO-MDR, según un informe del South China Morning Post. Pero no fue sólo la velocidad lo que distinguió este logro. El equipo logró la hazaña utilizando un sistema láser de 2 vatios. A modo de comparación, un estudio publicado en la revista IEEE Vehicular Technology Magazine sitúa la potencia de transmisión láser de los satélites Starlink en 10 W y la transmisión de radio en banda Ka a la Tierra en 50 W.
Los satélites Starlink vienen equipados con láseres espaciales ópticos que ofrecen una asombrosa salida de 200 Gbps. Pero estos enlaces láser se utilizan para la conexión entre satélites y no se transmiten al terminal receptor en la Tierra.
la salsa secreta
El proyecto es una creación de expertos de la Universidad de Correos y Telecomunicaciones de Pekín y de la Academia de Ciencias de China. La transmisión se recibió utilizando un telescopio de 1,8 metros (5,9 pies) que cuenta con 357 microespejos para concentrar la señal láser del satélite. ¿Pero por qué láser? La comunicación láser se considera cada vez más como el futuro, ya que permite transmitir muchísimo más datos con un único enlace en comparación con los sistemas basados en radio.
Hace poco más de un año, la NASA demostró el TBIRD (TeraByte InfraRed Delivery), que logró una velocidad de transmisión de datos de 200 Gbps en una sola pasada. Los científicos chinos se basaron en un enfoque de transmisión láser similar para lograr una salida de 1 Gbps. En particular, una empresa de satélites comerciales de China ya ha demostrado una comunicación láser satélite-tierra que logró una asombrosa velocidad de transmisión de 100 Gbps.
Las perturbaciones atmosféricas como la lluvia, el smog y las partículas siguen siendo el mayor desafío para la conectividad basada en láser, ya que degradan la calidad de la señal y reducen la confiabilidad. A pesar de esto, el equipo chino logró mantener un enlace satelital de 1 Gbps incluso en cielos turbulentos. Su último esfuerzo utilizó un convertidor multiplano que dividió la señal láser en ocho canales en modo base. En tierra, tres de esas señales fueron seleccionadas y fusionadas utilizando chips personalizados. Este método aumentó las posibilidades de recopilar señales utilizables del 72% a más del 91%, mejorando tanto la confiabilidad como la velocidad general.
A principios de este año, científicos japoneses lograron una hazaña similar con la comunicación por satélite terrestre basada en láser. Un equipo de expertos, incluidas personas afiliadas a la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA), demostró un sistema de código de corrección de errores que resuelve el problema de la pérdida de señal en las señales láser debido a la turbulencia atmosférica. Estos avances indican que la comunicación láser es la próxima evolución de la comunicación por satélite, ya que se han demostrado con éxito las soluciones a un problema fundamental.
Evitar un problema de astronomía
El último avance en comunicaciones por satélite realizado por científicos chinos logró alcanzar velocidades de transmisión de próxima generación y al mismo tiempo resolvió el problema crucial de la pérdida de señal. Pero en retrospectiva, también evita un problema que ha sido acaloradamente debatido en la comunidad científica: la congestión de satélites en la órbita de la Tierra. El satélite experimental de transmisión láser utilizado en la demostración está estacionado en una posición mucho más alejada que una unidad Starlink.
Los satélites Starlink flotan en órbita terrestre baja a una altitud de 550 kilómetros (aproximadamente 341 millas), mientras que el satélite desplegado por el equipo chino está ubicado a una distancia de 36.705 kilómetros (22.807 millas) del telescopio receptor. En pocas palabras, está ubicado en un espacio mucho menos congestionado, e incluso si el número de tales satélites aumenta, no estará tan poblado como la órbita terrestre baja.
Los astrofísicos han destacado repetidamente el problema de la contaminación lumínica causada por el creciente número de satélites en órbita terrestre baja y cómo esto podría arruinar la radioastronomía. Las interferencias ópticas de los satélites, como rayos de luz y llamaradas, son un problema bien conocido. Pero los satélites de la nueva era, como Starlink, también están provocando interferencias de radio. En un análisis reciente, expertos del Observatorio de París y del Observatorio de Radioastronomía de Nançay destacaron la cuestión de las “emisiones muy intensas fuera de banda” de los satélites Starlink.
Ya hay un satélite por grado cuadrado de cielo observable, y eso está provocando. A medida que empresas como SpaceX y el Proyecto Kuiper de Amazon desplieguen miles de nuevos satélites en un futuro próximo, el problema empeorará. Y no olvidemos su papel en la exacerbación del problema de los desechos espaciales propensos a desastres. Los satélites basados en láser que se encuentran más arriba (y más lejos) en la órbita podrían surgir como una opción más rápida, más eficiente y amigable con la astronomía. Queda por ver si las empresas chinas podrán vencer a SpaceX en su comercialización.
