El satélite es el primero de una constelación llamada Pulsar, desarrollada por la empresa califo iana Xona Space Systems. La empresa prevé tener una constelación de 258 satélites en órbita terrestre baja. Aunque estos satélites funcionarán de forma muy parecida a los utilizados para crear el GPS, orbitarán a unos 20.000 km más cerca de la superficie terrestre, emitiendo una señal mucho más potente y precisa, y más difícil de interferir.
"Sólo por esta distancia más corta, emitiremos señales que serán aproximadamente cien veces más fuertes que la señal GPS", afirma Tyler Reid, director de tecnología y cofundador de Xona. "Eso significa que el alcance de los inhibidores será mucho menor frente a nuestro sistema, pero también podremos llegar a lugares más profundos en interiores, penetrando a través de varias paredes".
Un sistema de navegación por satélite para el siglo XXI
El primer sistema GPS vio la luz en 1993. Desde entonces, se ha convertido en una de las tecnologías fundamentales de las que depende el mundo. Las señales precisas de posicionamiento, navegación y temporización (PNT) emitidas por sus satélites son la base de mucho más que el Google Maps de tu teléfono. Guían las cabezas de perforación de las plataformas petrolíferas, marcan la hora de las transacciones financieras y ayudan a sincronizar las redes eléctricas de todo el mundo.
Pero a pesar del carácter indispensable del sistema, la señal GPS es fácilmente suprimida o interrumpida por todo tipo de medios, desde la meteorología espacial hasta las torres de telefonía 5G, pasando por inhibidores del tamaño de un teléfono que cuestan unas pocas decenas de dólares. Los expertos llevan años susurrando sobre este problema, pero ha saltado a la palestra en los últimos tres años, desde que Rusia invadió Ucrania. El auge de la guerra de drones que caracterizó a esa guerra también desencadenó una carrera por desarrollar tecnología para frustrar los ataques de drones mediante la interferencia de las señales GPS que necesitan para navegar, o la suplantación de la señal, creando datos de posicionamiento convincentes pero falsos.
El problema crucial es la distancia: la constelación GPS, que consta de 24 satélites más un puñado de repuestos, orbita a 20.200 km sobre la Tierra, en una región conocida como órbita terrestre media. Cuando sus señales llegan a los receptores terrestres, son tan débiles que pueden ser fácilmente anuladas por inhibidores.
Otras constelaciones existentes del Sistema Mundial de Navegación por Satélite, como la europea Galileo, la rusa GLONASS y la china Beidou, tienen arquitecturas similares y experimentan los mismos problemas.
Pero cuando Reid y su cofundador Brian Manning fundaron Xona Space Systems en 2019, no pensaron en interferencias y suplantación de identidad. Su objetivo era hacer que la conducción autónoma estuviera lista para el prime time.
Decenas de robocoches de Uber y Waymo ya circulaban por las autopistas estadounidenses en ese momento, equipados con costosos conjuntos de sensores como cámaras de alta resolución y lidar. Los ingenieros pensaron que un sistema de navegación por satélite más preciso podría reducir la necesidad de esos sensores, haciendo posible la creación de un vehículo autónomo seguro lo suficientemente asequible como para generalizarse. Algún día, los coches podrían incluso compartir sus datos de posicionamiento entre sí, afirma Reid. Pero sabían que el GPS no era ni de lejos lo bastante preciso para mantener a los coches autónomos dentro de las líneas de los carriles y alejados de otros objetos en la carretera. Esto es especialmente cierto en ento os urbanos densamente edificados, donde las señales pueden rebotar en las paredes y dar lugar a errores.
"El GPS tiene el superpoder de ser un sistema ubicuo que funciona igual en cualquier parte del mundo", dice Reid. "Pero es un sistema que se diseñó principalmente para apoyar misiones militares, prácticamente para que pudieran lanzar cinco bombas en el mismo lugar. Pero esta precisión a nivel de metros no es suficiente para guiar a las máquinas adonde tienen que ir y compartir ese espacio físico con los humanos de forma segura."
Reid y Manning empezaron a pensar en cómo construir un sistema PNT basado en el espacio que hiciera lo mismo que el GPS, pero mejor, con una precisión de 10 centímetros o menos y una fiabilidad a toda prueba en todo tipo de condiciones difíciles.
La forma más fácil de hacerlo es acercar los satélites a la Tierra para que los datos lleguen a los receptores en tiempo real sin retrasos que provoquen imprecisiones. La señal más potente de los satélites en órbita terrestre baja es más resistente a interrupciones de todo tipo.
Cuando se concibió el GPS, nada de eso era posible. Las constelaciones en órbita terrestre baja -altitudes de hasta 2.000 km- requieren cientos de satélites para proporcionar cobertura constante en todo el planeta. Durante mucho tiempo, la tecnología espacial fue demasiado voluminosa y cara para hacer viables estas grandes constelaciones. Sin embargo, en la última década, el menor tamaño de los componentes electrónicos y la reducción de los costes de lanzamiento han cambiado la ecuación.
"En 2019, cuando empezamos, el ecosistema de la órbita terrestre baja estaba realmente explotando", dice Reid. "Podíamos ver despegar cosas como Starlink, OneWeb y otras constelaciones".
Cuestión de urgencia
En los pocos años transcurridos desde el lanzamiento de Xona, la preocupación por la vulnerabilidad del GPS ha empezado a crecer en medio de las crecientes tensiones geopolíticas. Por ello, encontrar un sustituto fiable se ha convertido en una cuestión de importancia estratégica.
Especialmente en Ucrania, la interferencia y la suplantación del GPS se han vuelto tan comunes que las preciadas municiones de precisión estadounidenses, como el Sistema de Cohetes de Artillería de Alta Movilidad, han quedado ciegas. Los fabricantes de drones con visión en primera persona, que llegaron a simbolizar la guerra, tuvieron que volver a centrarse en la navegación autónoma basada en IA para mantenerlos en el juego.
El problema se extendió rápidamente más allá de Ucrania. Países fronterizos con Rusia, como Finlandia y Estonia, se quejaron de que la creciente prevalencia de las interferencias y suplantación de GPS estaba afectando a los vuelos comerciales y los buques de la región.
Pero Clémence Poirier, investigadora de seguridad espacial de ETH Zurich, afirma que el problema de la interrupción del GPS no se limita a las inmediaciones de las zonas de guerra.
"Los inhibidores básicos son muy baratos y muy accesibles en inte et", afirma Poirier. "Incluso con los más sencillos, que pueden ser del tamaño de tu teléfono, puedes interrumpir las señales GPS en [un] área de cien o más metros".
En 2013, un camionero que utilizaba un dispositivo de este tipo para ocultar su ubicación a su jefe interrumpió accidentalmente las señales de GPS alrededor del aeropuerto de Newark, en Nueva Jersey. En 2022, el Aeropuerto Inte acional de Dallas Fort Worth informó de una interrupción del GPS durante 24 horas, lo que provocó el cierre temporal de una de sus pistas. Nunca se identificó la fuente de la interferencia. Ese mismo año, el Aeropuerto Inte acional de Denver sufrió una interrupción del GPS de 33 horas.
Carrera para asegurar la PNT
"Xona es una solución prometedora para aumentar la resistencia de las infraestructuras críticas dependientes del GPS y mitigar la amenaza de interferencias y suplantación de identidad", afirma Poirier. Sin embargo, añade, no existe una "varita mágica" y para resolver el problema serán necesarios "diversos enfoques".
De hecho, Xona no es la única empresa que espera proporcionar un respaldo al indispensable pero cada vez más vulnerable GPS. Empresas como Anello Photonics, con sede en Santa Clara (Califo ia), y Advanced Navigation, con sede en Sydney, están probando soluciones terrestres: dispositivos de navegación inercial lo bastante pequeños y asequibles para su uso en más allá de la tecnología militar de alta gama. Estos sistemas se basan en giroscopios y acelerómetros para deducir la posición de un vehículo a partir de sus propios movimientos.
Cuando se integran en los receptores PNT, estas tecnologías pueden ayudar a detectar la falsificación del GPS y tomar el relevo mientras duren las interferencias. La navegación inercial existe desde hace décadas, pero los recientes avances en tecnologías fotónicas y sistemas microelectromecánicos la han generalizado.
El conglomerado aeroespacial y de defensa francés Safran está desarrollando un sistema que distribuye datos PNT a través de redes de fibra óptica, que forman la columna vertebral de la infraestructura mundial de Inte et. Pero el atractivo del espacio sigue siendo fuerte: la capacidad de llegar a cualquier lugar en cualquier momento es lo que hizo que el GPS pasara de ser un oscuro sistema militar a una infraestructura de la que la mayoría de la gente no puede prescindir.
Y Xona podría tener competencia en el espacio. TrustPoint, con sede en Virginia, está recaudando fondos para construir su propia constelación PNT de órbita terrestre baja, y algunos han propuesto que las señales de Starlink de SpaceX podrían reutilizarse también para prestar servicios PNT.
Xona espera asegurarse un puesto en el mercado diseñando su señal de forma que sea compatible con la del GPS, lo que permitirá a los fabricantes de receptores GPS integrar fácilmente la nueva constelación en la tecnología existente.
Aunque habrá que esperar al menos hasta 2030 para que toda la constelación esté en funcionamiento, Reid afirma que el sistema de Xona supondrá un valioso complemento a la infraestructura GPS existente en cuanto 16 de sus satélites estén en órbita.
El próximo lanzamiento se produce tres años después de que una misión de demostración conocida como Huginn pusiera a prueba los fundamentos de la tecnología. El nuevo satélite, denominado Pulsar-0, se utilizará para comprobar la resistencia del sistema a las interferencias.
Xona tiene previsto lanzar otras cuatro naves espaciales el año que viene y espera tener desplegada la mayor parte de la constelación para 2030.