Estamos viviendo una revolución tecnológica de consecuencias insospechadas. Esta revolución es comparable con la invención del transistor en los años 50 del siglo pasado, el desarrollo de las microcomputadoras en los años 80´s, o la explosión del internet a principios de este siglo. Esta revolución generará una gran cantidad de aplicaciones y servicios que transformarán radicalmente nuestros hábitos, generará una gran cantidad de nuevas empresas y cambiará la percepción de nuestro planeta, entre muchas cosas más. Esta revolución se debe a la proliferación de los satélites pequeños y está basada en la convergencia de las TICs y la tecnología espacial.
Los actores de esta revolución son empresas emergentes lideradas por jóvenes que están aprovechando los avances en la miniaturización de los componentes electrónicos, las metodologías de desarrollo de software, la manufactura avanzada, el cómputo en la nube, la minería de datos, el internet de las cosas (IoT), la inteligencia artificial y otras tecnologías de vanguardia para desarrollar misiones espaciales basadas en constelaciones de satélites pequeños, principalmente CubeSats, para proveer nuevos servicios como observación de la tierra en casi tiempo real, acceso global a comunicaciones de banda ancha y servicios de posicionamiento y navegación de alta precisión a precios competitivos. Estas empresas retan al status quo del sector espacial al desarrollar misiones ágiles con ciclos de desarrollo muy cortos, el empleo de componentes comerciales (COTs: Commercial Off The Shelf, por sus siglas en inglés) y revisiones constantes en el diseño que mejoran el desempeño de los sistemas espaciales a velocidades dictadas por la Ley de Moore.
Hasta ahora, las empresas espaciales habían sido muy conservadoras debido a los altos costos de desarrollo, el alto riesgo de las misiones espaciales y los largos tiempos de construcción y prueba de cada uno de los componentes, subsistemas y sistemas de una nave espacial. Con el advenimiento de las nuevas empresas que aprovechan las nuevas tecnologías de las TICS en las aplicaciones espaciales esto ya no sucede, ya que los costos y los tiempos de desarrollo disminuyen drásticamente al utilizar componentes comerciales y técnicas de producción masiva, y mitigar el riesgo de las misiones al emplear constelaciones de satélites pequeños en vez de un solo satélite. Asimismo, el empleo de constelaciones puede ampliar el desempeño de las aplicaciones a costos competitivos e incluso ofrecer aplicaciones que no podrían obtenerse oon un solo vehículo al distribuir la carga de trabajo de la misión entre muchos satélites.
Este cambio tecnológico ha sido posible debido al uso de varias tecnologías habilitadoras que se refuerzan entre sí y combinadas permiten la generación aplicaciones espaciales no imaginadas hasta ahora. Entre estas tecnologías se encuentran las siguientes:
Internet de las cosas
El internet de las cosas permitirá emplear a las constelaciones de satélites como una nube de comunicación espacial para comunicar a dispositivos de medición y control en tierra desde cualquier punto del globo, y en particular en sitios donde no existe infraestructura terrestre. Así se podrán realizar, por ejemplo, mediciones de parámetros ambientales en la selva Amazónica, controlar el despliegue de drones el desierto del Sahara o proporcionar servicios de posicionamiento, navegación y tiempo a las redes de generación y distribución de energía, entre muchas otras cosas.
Cómputo en la nube
Las nuevas constelaciones de satélites pequeños podrán conectarse a servicios terrestres de cómputo en la nube para procesar los datos que recaben con sus sensores y ponerlos a disposición de cualquier usuario a través del internet. El procesamiento se hace bajo demanda, con el consecuente ahorro en costos de operación para las empresas que se reflejará en los precios hacia los usuarios. Un ejemplo de esta forma de hacer las cosas es la empresinfa Planet que utiliza los servicios de Amazon Web Services para procesar las imágenes crudas que obtiene su flota de satélites de observación de la tierra. Esta práctica será empleada cada vez con más frecuencia por las empresas espaciales que pretenden dar servicios que requieran gran capacidad de cómputo.
Big Data y minería de datos
Las grandes cantidades de datos que generen las constelaciones de satélites pequeños requerirán de técnicas de minería de datos para filtrar la información de utilidad para los usuarios. Ejemplos de lo anterior, son conocer los cambios estacionales en el flujo de autos en una carretera a través del análisis de imágenes satelitales y datos de sensores en tierra, relacionar los patrones de consumo inferidos por los patrones de iluminación eléctrica en las grandes ciudades con el aumento en la generación de gases de efecto invernadero o los índices locales de delincuencia. Para todas estas aplicaciones se requiere de la minería de datos.
Drones
Las nuevas constelaciones de satélites pequeños tendrán un papel preponderante en las aplicaciones de drones, a partir de proporcionar un canal de comunicaciones, información sobre contingencias y estado del clima, y servicios posicionamiento y navegación de alta precisión, entre otros. De manera recíproca, los drones podrán enviar información sobre condiciones en tierra para calibrar las observaciones terrestres y servir como enlace de comunicaciones en tierra.
Navegación y geoposicionamiento
Las tecnologías GNSS son habilitadoras por naturaleza, por lo que reforzarán el desarrollo de aplicaciones espaciales al proveer de servicios de posicionamiento, navegación y tiempo, como ya lo están haciendo, a constelaciones de satélites órbita baja. Con el advenimiento de nuevos sistemas de posicionamiento global a partir de las nuevas plataformas satélites de órbita media como el BeiDou de China y el Galileo de la Unión Europea, las constelaciones de satélites pequeños de órbita baja tendrán acceso a mejor precisión en su localización espacial, la cual reflejarán en sus aplicaciones.
Nuevas aplicaciones
Con el despliegue de constelaciones de satélites pequeños, especialmente CubeSats, las aplicaciones tradicionales del espacio como las comunicaciones, la navegación y posicionamiento, y la observación de la tierra, se verán potenciadas para abrir nuevos nichos de oportunidad a emprendedores de todo el mundo.
Por ejemplo, la gran disponibilidad de imágenes de resolución media y alta a costos bajos de toda la superficie de la tierra con tiempos de revisita de un día o menos, permitirá el monitoreo agrícola en casi tiempo real, el rastreo de flotas interoceánicas y el refuerzo de la seguridad en las fronteras. Asimismo, se podrá monitorear la tala ilegal de los bosques, los incendios forestales, los cambios en la forma de los casquetes polares causados por el cambio climático y muchas otras aplicaciones más.
En el área de las comunicaciones, las constelaciones de satélites pequeños podrán conectar con servicios de banda ancha a las poblaciones remotas del mundo que actualmente no tienen acceso a los servicios terrestres con la consecuente mejora en la calidad de vida de las poblaciones y el acceso a información y servicios de salud y educación que antes les estaba negado.
Por el lado del posicionamiento y la navegación se podría contar con constelaciones de satélites pequeños en órbita baja que proporcionaran servicios de mayor precisión que las constelaciones actuales que operan en órbita media, al utilizar más puntos de referencia y que requirieran terminales terrestre más baratas, livianas y con menores requerimientos de relación señal a ruido, al estar recibiendo señales y mensaje de navegación desde distancias más cortas. Por otra parte, las terminales podrían ser bidireccionales y tener la capacidad de transmitir información a las constelaciones de satélites para aplicaciones de emergencia, búsqueda y rescate.
Consecuencias
Entre las consecuencias de la revolución creada por las constelaciones de satélites pequeños estará la necesidad de formar capital humano especializado con capacidades, conocimientos y destrezas en una afortunada combinación de tecnologías de información y comunicaciones y tecnología espacial. Estos nuevos profesionales estarán altamente demandados por las nuevas empresas espaciales del siglo 21, por lo que las universidades e instituciones de educación superior deberán prepararse para generar estos nuevos perfiles.
Regulación
Todas las nuevas tecnologías traen consigo cambios sociales y económicos que requerirán de nuevas regulaciones. En el caso de las constelaciones de satélites pequeños, un tema importante es la regulación en telecomunicaciones ya que el espectro radioeléctrico se verá saturado con la gran cantidad de vehículos en órbita. Por otra parte, la posibilidad de generar imágenes de toda la tierra en resolución alta y media puede representar un atentado a la privacidad y la seguridad de instalaciones e individuos, por lo que también se tendrá que trabajar en regulaciones internacionales al respecto. Sin duda los aspectos regulatorios que traerá consigo la revolución de los satélites pequeños no terminan aquí y saldrán otros temas que se tendrán que resolver en su momento.
Cambio social
Como toda tecnología, las constelaciones de satélites pequeños es éticamente neutra. Somos los usuarios los que le damos sentido a las aplicaciones y éstas pueden emplearse para el bien, como en el caso de la mitigación del cambio climático o el proveer de comunicaciones a regiones remotas y marginadas, o para el mal, como para la realización de delitos aprovechando el acceso a la información geográfica de individuos y propiedades, tales como la extorsión o el fraude. Todo esto generará un cambio social, en primer lugar porque tendremos una visión más precisa de los cambios que suceden en nuestro planeta, lo que podría generar mayor conciencia en el uso de los recursos naturales, pero también podría servir para limitar las migración de personas y ampliar más la brecha económica entre los países ricos y pobres. Desde luego, esto no lo podemos saber ahora, pero de lo que sí estamos seguros es que las nuevas tecnologías espaciales basadas en constelaciones de satélites pequeños nos cambiarán radicalmente como sociedad.
Las constelaciones de satélites pequeños representan una gran oportunidad para México, ya que hacen el espacio accesible a emprendedores con visión. Ya no es necesario ser una empresa aeroespacial con instalaciones de seguridad, enormes laboratorios y procedimientos rígidos de desarrollo y producción. Las nuevas empresas espaciales nacen en el garaje. Es el momento de aprovechar este ímpetu para subirnos al tren de la tecnología espacial.
