Internet en el Sistema Solar

Es fácil comunicarnos en la Tierra. Pero… ¿qué hay de Internet en el Sistema Solar? Las comunicaciones no son un asunto menor. Especialmente cuando tenemos, en el horizonte, la intención de llegar a Marte. Si tenemos presencia humana allí, necesitaremos un buen sistema de comunicación…

El decadente sistema de comunicaciones de Marte

Recreación artística de una antena de radiotelescopio.
Crédito: Solarseven/Shutterstock

A mediados de la década que viene, Marte puede tener un papel muy diferente al actual. Especialmente si se cumple la visión de Elon Musk y su Sistema de Transporte Interplanetario. Si tenemos astronautas allí, vamos a querer comunicarnos con ellos. Es una tarea que podría ser mucho más complicada de lo que parece. La infraestructura de comunicaciones entre Marte y la Tierra se está deteriorando, desde hace tiempo.

De hecho, a mediados de 2020 es posible que se quede inoperativa. Si sucediese, sería imposible enviar la próxima generación de rovers y naves que orbitarán alrededor del planeta rojo. Y, por supuesto, dejaremos de recibir cualquier información científica que intenten transmitir. Así que tarde o temprano habrá que tomarse en serio la construcción de un Internet interplanetario. A menos que queramos dejar nuestros instrumentos, y las personas que viajen a otros lugares, totalmente aislados de la Tierra.

En la actualidad hay cinco naves en la órbita de Marte con la capacidad de enviar datos a nuestro planeta. Cuando cualquiera de los rovers en su superficie quieren enviar datos, necesitan comunicarse con una de ellas. Después, estas naves son las que envían la información a la Red del Espacio Profundo. Se trata de tres instalaciones (una de ellas en España, por cierto) con cuatro antenas. Están colocadas alrededor del mundo con la intención de que cualquier nave tenga siempre, como mínimo, un lugar con el que comunicarse.

Un sistema lento y limitado

Este es el complejo de comunicación de Madrid, de la Red del Espacio Profundo. Está en Robledo de Chavela.
Crédito: Wikimedia Commons/Malopez 21

Con esta infraestructura, enviar una única imagen en color, y en alta definición, desde la Tierra a Marte, lleva unos 30 minutos. Así que podemos olvidarnos de transmisiones mucho más largas. Un vídeo de 20 minutos, por ejemplo, tardaría unos seis días en transmitirse. Y eso suponiendo que el sistema de comunicaciones esté libre. Porque como haya alguna comunicación científica, o una petición urgente de ayuda, que necesite ser enviada…

Así que queda claro que, con la infraestructura actual, no podemos pensar en mantener un pequeño asentamiento en el planeta rojo. Ni siquiera en sus condiciones más básicas. Hasta limitar al mínimo la información a transmitir, nos encontramos conque la conexión entre Marte y la Tierra es demasiado débil. De hecho, no hace falta pensar en un hipotético asentamiento científico instalado en el planeta rojo…

Se trata de un problema real incluso para situaciones mucho más cercanas. Todos los rovers y naves que van a visita Marte en la próxima década. Entre ellos se incluye tanto la cápsula Red Dragon de SpaceX, como el rover de la NASA. La red de comunicaciones que tenemos en estos momentos es, simplemente, insuficiente para proporcionar el ancho de banda necesario a todas las misiones planeadas en 2020. Y eso sin hablar de presencia humana allí.

Un sistema cada vez más viejo

Concepto artístico de un explorador en la superficie de Marte.
Crédito: Alberto Vangelista

Aunque esas misiones podrían ser espaciadas en el tiempo, no estaríamos resolviendo el problema. Las naves que se encargas de las comunicaciones entre la Tierra y Marte son cada vez más viajes. Y además se están quedando sin combustible. La mayor parte no podrán seguir funcionando más allá de la década de 2020. La NASA ha estado trabajando en estrategias para mitigar las consecuencias durante 20 años. Pero los diferentes problemas de financiación de la agencia americana lo han ido retrasando.

En 2014, la NASA invitó a diferentes compañías a proponer sus conceptos para naves que actúen como nodos de comunicación. La propia agencia está trabajando en su concepto. Pero los problemas de financiación han hecho que su desarrollo se haya quedado paralizado. Ya no existe, siquiera, la certeza de que vaya a poder ser lanzado en 2022. Después, la próxima oportunidad de lanzamiento no se presentará hasta 2024.

Si sucediese, querría decir que las nuevas misiones, lanzadas en esa década, no tendrían el apoyo de esta nueva nave para comunicarse durante el descenso y aterrizaje. Así que la única esperanza recaería completamente en un sistema de comunicaciones cada vez más viejo. ¿Os podéis imaginar qué sucedería si las misiones fracasasen, simplemente, porque la infraestructura de comunicaciones es muy vieja?

Internet en el Sistema Solar

Esta imagen de la atmósfera de Marte fue tomada por la sonda Viking 1 en junio de 1976.
Crédito: NASA/Viking 1

Hay quienes creen que deberíamos ser más ambiciosos. Y no hablamos de personas cualquiera. Vint Cerf, uno de los padres de internet, comenzó a trabar en su equivalente espacial allá por 1998. Un concepto conocido como Internet interplanetario. El objetivo es tener diferentes routers (algo así como un nodo de conexión, si no conoces el funcionamiento de la red de redes), repartidos por todo el sistema solar.

Con la ayuda de láseres, y de códigos complejos, sería posible enviar comunicaciones a través de largas distancias. Suena bien, ¿verdad? Pues resulta que tampoco estará listo a tiempo para ayudar a esas misiones de mediados de los 20. El primer nodo de este Internet interplanetario ya es una realidad. De hecho, fue instalado en la Estación Espacial Internacional. Pero casi una década después, sigue siendo el único…

Es muy posible que este Internet interplanetario nunca llegue a estar listo. Su desarrollo y posible lanzamiento siempre se ha visto retrasado por problemas más acuciantes. Pero sirve para recordarnos que las cosas necesitan cambiar. Si queremos que las misiones a Marte triunfen, vamos a tener que disponer de algo más que unas naves cada vez más vetustas, y con cada vez menos combustible, para esperar que todo salga bien…

El Sol como un amplificador de Internet en el Sistema Solar

Concepto artístico de un telescopio de lente gravitacional.
Crédito: Claudio Maccone

Pero, ¿y si vamos un poco más allá del internet interplanetario? Como quizá sepas, no solo tenemos la atención puesta en Marte. Un proyecto llamado Breakthrough Starshot tiene como objetivo enviar, en unas décadas, una nave a Alfa Centauri. Pero para poder comunicarnos con una de esas naves, necesitaremos un sistema potente. Así que un nuevo estudio sugiere que podríamos utilizar el Sol, y su gravedad, para ampliar señales…

De hecho, su efecto sería tan potente, que seríamos capaces de retransmitir vídeo desde Alfa Centauri (a 4,24 años-luz de distancia). Y lo más interesante de todo es que la tecnología necesaria ya ha sido inventada. No estamos hablando de dispositivos futuristas cuya tecnología todavía no entendemos. Nada de eso. Se trata de tecnología que ya existe y que podría utilizarse con estos fines. Pero claro, el problema es otro…

De momento no tenemos naves que estén tan lejos como para poder utilizar esa tecnología. Pero empezar a construir ese sistema de comunicaciones sería útil para el futuro. Si Breakthrough Starshot se convierte en una realidad, podríamos utilizarlo para comunicarnos con la nave. Si, por casualidad, encontramos una nave alienígena, también podríamos usar el sistema para establecer contacto con ellos.

Un sistema mucho más manejable… pero lejano

Concepto artístico de Breakthrough Starshot:
Crédito: Breakthrough Initiatives

Ahora mismo, para recibir una señal de un vatio desde Alfa Centauri, hace falta un dispositivo descomunal. 1 vatio no es mucho. Las bombillas que utilizábamos en nuestras casas (antes de la popularización de las de bajo consumo) solían ser de 60/80/100W en función del tamaño de la sala que quisiésemos iluminar. Para poder recibir una señal de esa intensidad, procedente de la estrella más cercana, necesitaríamos un dispositivo de 53 kilómetros de diámetro. Más que la superficie de Nueva York.

En su estudio, Michael Hippke propone que, en su lugar, podríamos utilizar un telescopio de tan solo un metro de diámetro. Hasta aquí todo suena genial. El problema es que tendríamos que situarlo… a 90.000 millones de kilómetros del Sol. A esa distancia, el efecto de lente gravitacional amplificaría la señal enormemente. Tanto que podríamos llegar a recibir una retransmisión de vídeo desde Alfa Centauri.

El efecto de lente gravitacional ya fue planteado por Albert Einstein. De hecho, fue observado por primera vez en 1919. La gravedad de un objeto masivo (como una estrella) curva la luz que pasa a su alrededor, y la concentra en un punto lejano. En el caso del Sol, ese punto estaría a unos 90.000 millones de kilómetros. A esa misma distancia, por cierto, se ha planteado que podríamos construir un telescopio que nos permitiría tomar imágenes de resolución relativamente alta de exoplanetas a años-luz de distancia.

Internet en el Sistema Solar, y más allá

Concepto artístico del Próxima b, orbitando alrededor Próxima Centauri.
Crédito:
ESO/M. Kornmesser

Así que, como vemos en este artículo, tenemos la necesidad de disponer de un buen sistema de comunicaciones. Especialmente con Marte (por ahora). Pero, tarde o temprano, tendremos (y querremos) ampliarlo. Hay misiones planeadas a otros lugares del Sistema Solar, y por primera vez incluso a otra estrella. Para cualquier misión interestelar, sería necesario construir telescopios gigantescos en la Tierra.

Además, las naves que partiesen en esos viajes tendrían que llevar consigo fuentes de alimentación gigantescas para emitir una señal lo suficientemente potente. Con el efecto de la lente gravitacional, sin embargo, haría falta una cantidad mínima de energía para enviar los datos de vuelta al Sistema Solar. En las estrellas más cercanas, bastaría con utilizar un puntero láser. Eso sí, tendríamos que esperar el tiempo necesario para recibir la señal. Es decir, 4 años si viniese desde Alfa Centauri.

La gran dificultad de esta propuesta es alcanzar esa distancia de 90.000 millones de kilómetros. La nave más lejana, en estos momentos, es la sonda Voyager 1. Se encuentra a 20.800 millones de kilómetros. No hay ninguna nave humana que haya llegado más lejos. Pero para llegar hasta allí han sido necesarios 40 años desde su lanzamiento. Así que necesitaríamos lanzar una nave que rompa el récord de distancia de Voyager 1.

Una tarea difícil pero no imposible

El rover Curiosity haciéndose un autorretrato sobre la superficie de Marte.
Crédito: NASA

En estas 4 décadas, hemos construido naves más rápidas. Pero recorrer 90.000 millones de kilómetros no es precisamente rápido. Además, no hay una distancia inferior posible. Más cerca de ese punto, y el Sol bloquearía la señal. La parte buena es que sí podría diseñarse una nave que viaje incluso más allá de esos 90.000 millones de kilómetros. Según cálculos de la NASA, seguiría siendo capaz de recibir datos incluso a 300.000 millones de kilómetros.

Pero, ¿cómo llegar a esa distancia en un tiempo razonable? Una posibilidad sería enviar la nave desde la Tierra… hacia el Sol. Si se hace un paso muy cercano a la estrella, el aumento de velocidad podría permitir realizar el viaje en unos 25 o 30 años. Es mucho tiempo, ciertamente, pero bastante menos que el que le hará falta a la sonda Voyager 1 para llegar a ese punto. Además, la nave a construir ni siquiera es particularmente grande. Hemos lanzado telescopios más grandes.

De una manera u otra, hay una cosa que está clara. Lejos de la Tierra necesitamos comunicarnos, exactamente igual que hacemos aquí. Tanto si es por motivos científicos, como si es por un asentamiento en algún lugar. ¿Alguna vez habías pensado en que podríamos llegar a necesitar un Internet en el Sistema Solar? Y eso a pesar de ni siquiera estar pensando en colonizar las superficies de otros objetos… (al menos no seriamente).

El estudio del sistema de comunicación interestelar es Michael Hippke, «Interstellar communication. II. Application to the solar gravitational lens». Puede ser consultado en arXiv.

Referencias: New Scientist