Posible aldea global

por David J. Whalen

Dentro de 500 años, cuando la humanidad eche la vista atrás a los albores de los viajes espaciales, el aterrizaje de Apolo en la Luna en 1969 puede ser el único acontecimiento que se recuerde. Sin embargo, al mismo tiempo, Lyndon B. Johnson, un ávido promotor del programa espacial, consideraba que los satélites de reconocimiento justificaban por sí solos cada centavo gastado en el espacio. La predicción del tiempo ha sufrido una revolución gracias a la disponibilidad de imágenes de los satélites meteorológicos geoestacionarios, imágenes que vemos todos los días en la televisión. Todos estos son aspectos importantes de la era espacial, pero las comunicaciones por satélite han tenido probablemente más efecto que cualquiera de los demás en el ciudadano medio. Las comunicaciones por satélite son también la única tecnología espacial verdaderamente comercial, que genera miles de millones de dólares anuales en ventas de productos y servicios.

La tecnología del billón de dólares

En otoño de 1945 un oficial de electrónica de la RAF y miembro de la Sociedad Interplanetaria Británica, Arthur C. Clarke, escribió un breve artículo en Wireless World que describía el uso de satélites tripulados en órbitas de 24 horas por encima de las masas terrestres del mundo para distribuir programas de televisión. Al parecer, su artículo tuvo un efecto poco duradero, a pesar de que Clarke repitió la historia en su obra The Exploration of Space (1951/52). Tal vez la primera persona que evaluó detenidamente las distintas opciones técnicas de las comunicaciones por satélite y valoró las perspectivas financieras fue John R. Pierce, de los Bell Telephone Laboratories de AT&T, quien, en un discurso de 1954 y un artículo de 1955, expuso la utilidad de un «espejo» de comunicaciones en el espacio, un «repetidor» de órbita media y un «repetidor» de órbita de 24 horas. Al comparar la capacidad de comunicaciones de un satélite, que estimó en 1.000 llamadas telefónicas simultáneas, y la capacidad de comunicaciones del primer cable telefónico transatlántico (TAT-1), que podía transportar 36 llamadas telefónicas simultáneas a un coste de 30-50 millones de dólares, Pierce se preguntó si un satélite valdría mil millones de dólares.

Después del lanzamiento del Sputnik I en 1957, muchos consideraron los beneficios, las ganancias y el prestigio asociados a las comunicaciones por satélite. Debido a los temores del Congreso sobre la «duplicación», la NASA se limitó a experimentar con satélites de comunicaciones «espejos» o «pasivos» (ECHO), mientras que el Departamento de Defensa se encargó de los satélites «repetidores» o «activos» que amplifican la señal recibida en el satélite, proporcionando comunicaciones de mucha mayor calidad. En 1960, AT&T solicitó a la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) permiso para lanzar un satélite de comunicaciones experimental con vistas a implantar rápidamente un sistema operativo. El gobierno estadounidense reaccionó con sorpresa: no había ninguna política que ayudara a ejecutar las numerosas decisiones relacionadas con la propuesta de AT&T. A mediados de 1961, la NASA había adjudicado un contrato competitivo a RCA para construir un satélite de comunicaciones activas de órbita media (4.000 millas de altura) (RELAY); AT&T estaba construyendo su propio satélite de órbita media (TELSTAR) que la NASA lanzaría a coste reembolsable; y la NASA había adjudicado un contrato de fuente única a Hughes Aircraft Company para construir un satélite de 24 horas (20.000 millas de altura) (SYNCOM). El programa militar, ADVENT, se canceló un año después debido a la complejidad de la nave espacial, al retraso en la disponibilidad del lanzador y a los sobrecostes.

En 1964, dos TELSTAR, dos RELAY y dos SYNCOM habían operado con éxito en el espacio. Este momento fue afortunado porque la Corporación de Satélites de Comunicaciones (COMSAT), formada como resultado de la Ley de Satélites de Comunicaciones de 1962, estaba en proceso de contratar su primer satélite. La capitalización inicial de COMSAT, de 200 millones de dólares, se consideró suficiente para construir un sistema de docenas de satélites de órbita media. Por diversas razones, entre ellas los costes, COMSAT decidió finalmente rechazar la oferta conjunta de AT&T/RCA de un satélite de órbita media que incorporaba lo mejor de TELSTAR y RELAY. Eligieron el satélite de órbita de 24 horas (geosíncrono) ofrecido por Hughes Aircraft Company para sus dos primeros sistemas y un satélite geosíncrono de TRW para su tercer sistema. El 6 de abril de 1965, el primer satélite de COMSAT, EARLY BIRD, fue lanzado desde Cabo Cañaveral. Las comunicaciones globales por satélite habían comenzado.

La aldea global: Comunicaciones internacionales

Ya se habían dado algunos atisbos de la Aldea Global durante los experimentos con TELSTAR, RELAY y SYNCOM. Entre ellos se incluyó la televisación de partes de los Juegos Olímpicos de Tokio de 1964. Aunque COMSAT y los vehículos de lanzamiento y satélites iniciales eran estadounidenses, otros países habían participado desde el principio. AT&T había negociado inicialmente con sus «socios» europeos de cable telefónico la construcción de estaciones terrestres para la experimentación de TELSTAR. La NASA había ampliado estas negociaciones para incluir la experimentación RELAY y SYNCOM. Cuando se lanzó EARLY BIRD, ya existían estaciones terrestres de comunicaciones en el Reino Unido, Francia, Alemania, Italia, Brasil y Japón. Otras negociaciones celebradas en 1963 y 1964 dieron lugar a una nueva organización internacional, que acabaría asumiendo la propiedad de los satélites y la responsabilidad de la gestión del sistema mundial. El 20 de agosto de 1964 se firmaron los acuerdos que crearon la Organización Internacional de Telecomunicaciones por Satélite (INTELSAT).

A finales de 1965, EARLY BIRD había proporcionado 150 «medios circuitos» telefónicos y 80 horas de servicio de televisión. La serie INTELSAT II fue una versión ligeramente más capaz y de mayor duración de EARLY BIRD. Gran parte del uso inicial del sistema COMSAT/INTELSAT fue para proporcionar circuitos a la Red de Comunicaciones de la NASA (NASCOM). La serie INTELSAT III fue la primera en proporcionar cobertura en el Océano Índico para completar la red mundial. Esta cobertura se completó apenas unos días antes de que quinientos millones de personas vieran al APOLO 11 aterrizar en la luna el 20 de julio de 1969.

De unos pocos cientos de circuitos telefónicos y un puñado de miembros en 1965, INTELSAT ha crecido hasta convertirse en un sistema actual con más miembros que las Naciones Unidas y la capacidad de proporcionar cientos de miles de circuitos telefónicos. El coste de los operadores por circuito ha pasado de casi 100.000 dólares a unos pocos miles de dólares. El coste para los consumidores ha pasado de más de 10 dólares por minuto a menos de 1 dólar por minuto. Si se tienen en cuenta los efectos de la inflación, ¡se trata de una disminución tremenda! INTELSAT proporciona servicios a todo el mundo, no sólo a los países industrializados.

Hola Guam: Comunicaciones domésticas

En 1965, la ABC propuso un sistema doméstico de satélites para distribuir señales de televisión. La propuesta cayó en el olvido temporalmente, pero en 1972 TELESAT CANADA lanzó el primer satélite de comunicaciones doméstico, ANIK, para dar servicio a la vasta área continental canadiense. RCA alquiló rápidamente circuitos en el satélite canadiense hasta que pudo lanzar su propio satélite. El primer satélite de comunicaciones nacional de Estados Unidos fue el WESTAR I de Western Union, lanzado el 13 de abril de 1974. En diciembre del año siguiente RCA lanzó su RCA SATCOM F- 1. A principios de 1976 AT&T y COMSAT lanzaron el primero de la serie COMSTAR. Estos satélites se utilizaron para voz y datos, pero muy pronto la televisión se convirtió en un usuario importante. A finales de 1976 había 120 transpondedores disponibles en Estados Unidos, cada uno de ellos capaz de proporcionar 1.500 canales telefónicos o un canal de televisión. Rápidamente, los «canales de cine» y las «superemisoras» estaban a disposición de la mayoría de los estadounidenses. El espectacular crecimiento de la televisión por cable no habría sido posible sin un método económico de distribución de vídeo.

Las dos décadas siguientes han visto algunos cambios: Western Union ya no existe; Hughes es ahora un operador de satélites además de un fabricante; AT&T sigue siendo un operador de satélites, pero ya no se asocia con COMSAT; GTE, que originalmente se asoció con Hughes a principios de la década de 1960 para construir y operar un sistema global, es ahora un importante operador nacional de satélites. La televisión sigue dominando las comunicaciones nacionales por satélite, pero los datos han crecido enormemente con la llegada de los terminales de muy pequeña apertura (VSAT). Las pequeñas antenas, ya sean de sólo recepción de televisión (TVRO) o VSAT, son una visión habitual en todo el país.

Nueva tecnología

El primer gran proyecto de satélite geosíncrono fue el satélite de comunicaciones ADVENT del Departamento de Defensa. Estaba estabilizado en tres ejes en lugar de girar. Tenía una antena que dirigía su energía de radio hacia la tierra. Era bastante sofisticado y pesado. Con un peso de entre 500 y 1000 libras, sólo podía ser lanzado por el vehículo de lanzamiento ATLAS-CENTAUR. ADVENT nunca voló, principalmente porque la etapa CENTAUR no fue totalmente fiable hasta 1968, pero también por problemas con el satélite. Cuando se canceló el programa en 1962, se consideró como la sentencia de muerte de los satélites geosíncronos, la estabilización en tres ejes, el ATLAS-CENTAUR y los satélites de comunicaciones complejos en general. Los satélites geosíncronos se hicieron realidad en 1963 y se convirtieron en la única opción en 1965. Las demás características del ADVENT también se hicieron comunes en los años siguientes.

A principios de la década de 1960, se utilizaron misiles balísticos intercontinentales (ICBM) convertidos y misiles balísticos de alcance intermedio (IRBM) como vehículos de lanzamiento. Todos ellos tenían un problema común: estaban diseñados para llevar un objeto a la superficie terrestre, no para ponerlo en órbita. Las etapas superiores tenían que ser diseñadas para proporcionar un delta-Vee (cambio de velocidad) en el apogeo para circular la órbita. Los vehículos de lanzamiento DELTA, que pusieron en órbita todos los primeros satélites de comunicaciones, eran IRBMs THOR que utilizaban la etapa superior VANGUARD para proporcionar este delta-Vee. Se reconoció que el DELTA era relativamente pequeño y se inició un proyecto para desarrollar el CENTAUR, una etapa superior de alta energía para el ICBM ATLAS. El ATLAS-CENTAUR se hizo fiable en 1968 y la cuarta generación de satélites INTELSAT utilizó este vehículo de lanzamiento. La quinta generación utilizó ATLAS-CENTAUR y un nuevo vehículo de lanzamiento, el europeo ARIANE. Desde entonces han entrado en el mercado otros vehículos de lanzamiento, como el ruso PROTON y el chino LONG MARCH. Todos ellos son capaces de lanzar satélites de un peso casi treinta veces superior al del EARLY BIRD.

A mediados de la década de 1970 se construyeron varios satélites con estabilización en tres ejes. Eran más complejos que los giratorios, pero proporcionaban más superficie de despunte para montar antenas y permitían desplegar conjuntos solares muy grandes. Cuanto mayor es la masa y la potencia, mayor parece ser la ventaja de la estabilización en tres ejes. Quizá el indicio más seguro del éxito de esta forma de estabilización fue el cambio de Hughes, estrechamente identificada con los satélites giratorios, a esta forma de estabilización a principios de los años 90. Los últimos productos de los fabricantes de SYNCOM se parecen bastante al desacreditado diseño ADVENT de finales de los años 50.

Mucha de la tecnología para los satélites de comunicaciones existía en 1960, pero se mejoraría con el tiempo. El componente básico de comunicaciones del satélite era el tubo de onda viajera (TWT). Estos habían sido inventados en Inglaterra por Rudoph Kompfner, pero habían sido perfeccionados en los Laboratorios Bell por Kompfner y J. R. Pierce. Los tres primeros satélites utilizaron TWTs construidos por un ex alumno de los Laboratorios Bell. Estos primeros tubos tenían potencias de hasta 1 vatio. Hoy en día existen TWT de mayor potencia (50-300 vatios) para servicios de satélite estándar y para aplicaciones de transmisión directa. Una mejora aún más importante fue el uso de antenas de alta ganancia. Concentrar la energía de un transmisor de 1 vatio en la superficie de la tierra equivale a tener un transmisor de 100 vatios radiando en todas las direcciones. Concentrar esta energía en el este de Estados Unidos es como tener un transmisor de 1000 vatios radiando en todas las direcciones. El principal efecto de este aumento de la potencia real y efectiva es que las estaciones terrestres ya no son reflectores de antena parabólica de 30 metros con amplificadores de máser refrigerados criogénicamente cuya construcción cuesta hasta 10 millones de dólares (1960). Las antenas para los servicios normales por satélite suelen ser reflectores de antena parabólica de 15 pies que cuestan 30.000 dólares (1990). Las antenas de transmisión directa tendrán sólo un pie de diámetro y costarán unos pocos cientos de dólares.

Servicios móviles

En febrero de 1976 COMSAT lanzó un nuevo tipo de satélite, MARISAT, para proporcionar servicios móviles a la Marina de Estados Unidos y a otros clientes marítimos. A principios de los años 80, los europeos lanzaron la serie MARECS para proporcionar los mismos servicios. En 1979, la Organización Marítima Internacional de la ONU patrocinó la creación de la Organización Internacional de Satélites Marítimos (INMARSAT) de forma similar a INTELSAT. INMARSAT alquiló inicialmente los transpondedores de los satélites MARISAT y MARECS, pero en octubre de 1990 lanzó el primero de sus propios satélites, INMARSAT II F-1. La tercera generación, INMARSAT III, ya ha sido lanzada.

A mediados de los años 70 se propuso un satélite aeronáutico. Se adjudicó un contrato a General Electric para construir el satélite, pero se canceló; ahora es INMARSAT quien presta este servicio. Aunque INMARSAT se concibió inicialmente como un método para proporcionar servicios telefónicos y de seguimiento del tráfico en los barcos en el mar, ha proporcionado mucho más. El periodista con un teléfono de maletín ha sido omnipresente durante algún tiempo, pero la Guerra del Golfo hizo que esta tecnología saliera a la luz pública.

Estados Unidos y Canadá discutieron durante algún tiempo sobre un satélite móvil norteamericano. En el próximo año se lanzará el primer satélite MSAT, en el que cooperan AMSC (Estados Unidos) y TMI (Canadá), que proporcionará servicio de telefonía móvil vía satélite a toda Norteamérica.

Competencia

En 1965, cuando se lanzó el EARLY BIRD, el satélite proporcionaba casi 10 veces la capacidad de los cables telefónicos submarinos por casi una décima parte del precio. Esta diferencia de precio se mantuvo hasta el tendido del TAT-8 a finales de los años 80. El TAT-8 fue el primer cable de fibra óptica tendido a través del Atlántico. Los satélites siguen siendo competitivos con el cable para las comunicaciones punto a punto, pero la ventaja futura puede recaer en el cable de fibra óptica. Los satélites siguen manteniendo dos ventajas sobre el cable: son más fiables y pueden utilizarse punto a multipunto (difusión).

Los sistemas de telefonía celular se han alzado como desafíos a todos los demás tipos de telefonía. Es posible colocar un sistema celular en un país en desarrollo a un precio muy razonable. Las llamadas de larga distancia requieren alguna otra tecnología, pero ésta puede ser de satélites o de cable de fibra óptica.

Los sistemas LEO

La telefonía celular nos ha traído un nuevo «sistema» tecnológico — el sistema de comunicaciones personales (PCS). En el PCS plenamente desarrollado, el individuo llevaría su teléfono consigo. Este teléfono podría utilizarse para voz o datos y sería utilizable en cualquier lugar. Varias empresas se han comprometido a ofrecer una versión de este sistema utilizando satélites en órbitas terrestres bajas (LEO). Estas órbitas son significativamente más bajas que las órbitas TELSTAR/RELAY de principios de los años 60. Los primeros satélites de «órbita baja» estaban en órbitas elípticas que los llevaban a través del cinturón de radiación inferior de Van Allen. Los nuevos sistemas estarán en órbitas a unas 500 millas, por debajo del cinturón.

El más ambicioso de estos sistemas LEO es Iridium, patrocinado por Motorola. Iridium planea lanzar 66 satélites en órbita polar a altitudes de unas 400 millas. Cada uno de los seis planos orbitales, separados por 30 grados alrededor del ecuador, contendrá once satélites. Iridium planeaba originalmente tener 77 satélites, de ahí su nombre. El elemento 66 tiene el nombre menos agradable de Dysprosium. Iridium espera prestar servicios de comunicaciones a teléfonos de bolsillo en 1998. El coste total del sistema Iridium supera ampliamente los tres mil millones de dólares.

Además de los «grandes LEOS» como Iridium y Globalstar, hay varios «pequeños leos». Estas empresas tienen previsto ofrecer servicios más limitados, normalmente de datos y radiodeterminación. Una de ellas es ORBCOM, que ya ha lanzado un satélite experimental y espera ofrecer un servicio limitado en un futuro muy próximo.

Prospectiva y retrospectiva

La visión de Arthur C. Clarke en 1945 era la de un sistema de tres satélites «tripulados» situados sobre las principales masas terrestres de la Tierra y que proporcionasen televisión de cobertura directa. La naturaleza inherente de las comunicaciones por satélite ha hecho que la transmisión directa sea un tema recurrente, pero nunca se ha llevado a cabo. Los problemas no son técnicos, sino políticos, sociales y artísticos. ¿Por qué estará la gente dispuesta a pagar? Esta es la cuestión, especialmente con la disponibilidad de sistemas de cable de 120 canales. Parece que Hughes está a punto de entrar en este campo y puede animar a otros a hacer lo mismo. Sólo entonces se cumplirá la visión profética de Clarke.

Actualmente hay seis empresas que prestan servicio de satélite fijo en Estados Unidos: GE Americom, Alascom, AT&T, COMSAT, GTE y Hughes Communications. Operan 36 satélites con un valor neto de más de cuatro mil millones de dólares. Las estaciones terrestres que se comunican con estos satélites son innumerables y pueden tener un valor neto similar. INTELSAT tiene la competencia en el mercado internacional de Pan American Satellite desde 1986. Se espera que Orion Satellite comience el servicio internacional en 1994. Desde que Canadá inició el servicio nacional por satélite en 1972, a este país se le han unido Estados Unidos (1974), Indonesia (1976), Japón (1978), India (1982), Australia (1985), Brasil (1985), México (1985) y muchos otros. Cada año se lanzan entre 10 y 20 satélites de comunicaciones valorados en unos 75 millones de dólares cada uno. Los vehículos de lanzamiento que los ponen en órbita tienen valores similares. Tanto los satélites como los vehículos de lanzamiento son negocios multimillonarios. El negocio de las estaciones terrestres es igualmente grande. Por último, los propios servicios de comunicaciones son negocios multimillonarios. John R. Pierce tenía razón: valdría un billón de dólares.

Cronología selectiva de los satélites de comunicaciones

  • 1945 Artículo de Arthur C. Clarke: «Relés extraterrestres»
  • 1955 Artículo de John R. Pierce: «Orbital Radio Relays»
  • 1956 Primer cable telefónico transatlántico: TAT-1
  • 1957 Sputnik: Rusia lanza el primer satélite terrestre.
  • 1960 Primer vehículo de lanzamiento DELTA con éxito
  • 1960 AT&T solicita a la FCC una licencia de comunicaciones experimentales por satélite
  • 1961 Inicio formal de los programas TELSTAR, RELAY y SYNCOM
  • 1962 Lanzamiento de TELSTAR y RELAY
  • 1962 Ley de satélites de comunicaciones (EE.UU.)
  • 1963 Lanzamiento de SYNCOM
  • 1964 Formación de INTELSAT
  • 1965 EARLY BIRD de COMSAT: primer satélite comercial de comunicaciones
  • 1969 La serie INTELSAT-III proporciona cobertura mundial
  • 1972 ANIK: primer satélite de comunicaciones doméstico (Canadá)
  • 1974 WESTAR: primer satélite de comunicaciones doméstico de EE.UU.
  • 1975 INTELSAT-IVA: primer uso de la doble polarización
  • 1975 RCA SATCOM: primer satélite de comunicaciones operacional de cuerpo estabilizado
  • 1976 MARISAT: Primer satélite de comunicaciones móviles
  • 1976 PALAPA: Tercer país (Indonesia) que lanza un satélite de comunicaciones nacional
  • 1979 Se crea INMARSAT.
  • 1988 TAT-8: primer cable telefónico transatlántico de fibra óptica