La ciencia ficción siempre ha presentado las telecomunicaciones espaciales como un elemento dado por sentado. Los comunicadores de franquicias como ‘Star Trek’ o ‘Star Wars’ tenían alcance infinito e instantáneo, y tanto en libros como en otros formatos la comunicación ha sido ubicua. Pero, ¿será así en el espacio? ¿Y en la superficie de cuerpos como Marte o Ceres? ¿Y entre ellos?
Así son las comunicaciones en y con Marte
Si mañana se instala una base humana en Marte, hablar con la Tierra tendrá un retraso insalvable de unos doce minutos, tiempo que tarda una señal a la velocidad de la luz el cruzar la distancia entre ambos planetas.
Además, para ello sería necesario un tipo de antenas especiales y vehículos orbitales, como de hecho ocurre con los orbitadores Mars Odyssey y Mars Reconnaissance, que dan ‘cobertura’ al Curiosity y otros rover o astromóviles. Estos son vehículos que se desplazan por la superficie. A falta de estaciones base de telefonía móvil que cubran parcelas hexagonales como ocurre en la Tierra (y que requiere de muchos usuarios para su justificación económica), la conexión satelital es la opción más asequible de momento.
Y, de instalar una base fija en Marte, también lo sería para contactar con otros mundos. Aunque a partir de cierto crecimiento marciano el sistema cambiaría, coevolucionando de forma similar a como lo hicieron tecnologías de radio y dispositivos.
Constelaciones satelitales para dar cobertura marciana
Existen muchas alternativas para dar cobertura a Marte y que los nuevos colonos o asentamientos puedan hablar entre sí. Al no disponer de ionosfera, en Marte no se usaría la radio para comunicarse, como sí pasó durante el siglo pasado en la Tierra. Tampoco tendría mucho sentido instalar fibra óptica entre asentamientos muy alejados. El coste en mano de obra resultaría inabordable.
Imágenes de ‘El mundo es uno: Del telégrafo a los satélites’ (1992), Arthur C. Clarke
La baja densidad de población, el aislamiento y la distancia también haría difícil la instalación de repetidores y radioenlaces superficiales. El espacio sería mucho más asequible, sobre todo teniendo en cuenta que las primeras olas de dispositivos vendrían importados de la Tierra.
El profesor de astrofísica Guillem Anglada-Escudé nos ayuda a imaginar estos inicios, señalando que “lo más óptimo y natural parece una pequeña constelación de satélites para dar cobertura de datos”. El sistema TRANSIT (1964) de la marina de los Estados Unidos fue uno de las primeras constelaciones así en la Tierra. Starlink es otro ejemplo más reciente.
¿Estaciones base de telefonía ‘móvil’ o redes wifi?
Una de las series de ciencia ficción que mejor plantea las telecomunicaciones es ‘The Expanse’, al hacerlo de forma muy realista. En esta ópera espacial la humanidad ha conquistado Marte, minado Ceres y ocupado las lunas jovianas (los satélites de Júpiter) para cultivar. También viajan entre ellos en naves de diferentes tamaños.
Aunque entre bases, asentamientos y naves se comunican de diferentes maneras, dentro de estos espacios hacen uso de algo parecido al wifi. Después de todo, si alguien en una base marciana quiere llamar a otra persona dentro del mismo sitio, no tiene mucho sentido que la señal llegue al espacio y vuelva.
Al igual que ya ocurre en el interior de algunas ciudades, en las redes locales de edificios, en el interior de fábricas y en trenes y aviones, los vehículos y bases disponen de su propia área de cobertura mediante antenas de localidad. De hecho, incluso tiene sentido en estos casos que, acercada la computación al usuario (edge computing), los dispositivos sean meras pantallas.
Si me mudo a Marte, ¿tendré que cambiar de teléfono?
En este caso, los dispositivos de mano se parecerían mucho a los que llevamos a todas partes en forma de smartphone, y tendría cierto sentido que también se pareciesen todos en todas partes. Sobre todo si hay mucha movilidad de personas entre Ceres, la Tierra, Marte y otras colonias y naves.
En caso contrario, quizá cada sistema evolucione por su cuenta, pero solo si se alcanza cierta economía de escala. Dado que estas suelen alcanzarse cuando las personas se desplazan y hay enormes flujos de materias primas, probablemente ‘el wifi del Sistema Solar’ sea algo así como un estándar para interiores, gobernado por la centralita local del asentamiento o nave.
¿Cómo podríamos hablar entre planetas y vehículos espaciales?
Muy diferentes serían las comunicaciones en caso de querer hablar entre planetas, planetas enanos, satélites, asteroides y naves espaciales. “En cuanto a llamar a la Tierra desde Marte”, apunta Anglada-Escudé, “hay que usar algo más potente, [como la tecnología de] banda X de radio”.
Por descontado, ampliando su tamaño de forma notable, ya que “con 10 MB no te da ni para descargar fotos muy grandes”. Además, es importante destacar que este tipo de comunicaciones no puede ser bidireccional. La Tierra está a una media de 12 minutos-luz, por lo que ‘llamar por teléfono’ se parecería más a enviar un vídeo y esperar a que la otra parte haga lo propio.
Es más, las llamadas Tierra-Luna son muy incómodas debido al segundo y medio de retraso de la señal, algo que la ciencia ficción sí ha sabido representar en libros como ‘Cita con Rama’ (1972). Su autor, Arthur C. Clarke, fue uno de los pioneros en el diseño de coberturas planetarias usando satélites. Arriba puede verse una imagen de uno de sus libros de divulgación.
Hablar con Ceres desde la Tierra o desde Marte llevaría mucho más tiempo, y enviar un vídeo Tierra-Júpiter requiere 43 minutos de media. Las llamadas quedan descartadas. En cambio, sí se contemplan diferentes tecnologías de envío de datos en las que las bases y naves actúan como nodos repetidores.
¿Radio o láser? Una cuestión de seguridad y energía
Para cubrir las grandes distancias interplanetarias hay dos grandes grupos de tecnologías: las tecnologías de radio (broadcast radio) y las tecnologías láser (tightbeam). En la mencionada ‘The Expanse’ se exploran ambas posibilidades, y es que, como señala Anglada-Escudé, “al final va a haber de todo”, según el uso que se le quiera dar.
El sistema broadcast radio es más asequible y depende de un tipo de tecnología de radio que conocemos desde hace décadas. Emite una onda esférica y omnidireccional hacia todas partes. Frente a estas ventajas se encuentra el hecho de que cualquiera puede interceptarla y decodificarla con el tiempo y que su potencia decae rápido. Por otro lado, cubrir grandes distancias puede reducir la calidad.
El sistema tightbeam emite un haz de partículas en forma de láser y no puede ser interceptado. El coste energético es mayor, y pese a que la calidad y seguridad son infinitamente más altas, la realidad es que acertar con un láser de Marte a la Tierra o desde la Tierra a una nave en órbita joviana es todo un hito.
En cualquiera de los casos, los terminales móviles seguirán siendo dependientes de las estaciones locales y una ‘llamada’ (no en tiempo real) entre dos puntos alejados del sistema solar necesitará al menos dos estaciones de envío y recepción, incluso alguna más que actúe de repetidor. En cuanto a los smartphones, quizá sigan siendo parecidos a los que ya se usan.
Redactado por M. Martínez Euklidiadas
Imágenes | NASA/JPL-Caltech/MSSS, Jan Sandberg, Emilio Garcia
