Comunicaciones Tierra Marte

Tierra llamando a Marte: así funcionan las comunicaciones en la conquista espacial

Hay muchos tipos de películas de ciencia ficción. De la obra de Kubrick, 2001: Odisea en el espacio, siempre se dijo que logra una enorme precisión al transmitir la vida espacial de los astronautas. Otros títulos han abandonado los corsés de la física para abrazar el efectismo más caprichoso. Y muchos films combinan estas dos fuerzas antagónicas, el rigor científico con las necesidades narrativas.

De ahí que en Apollo 13, de Ron Howard, la famosa secuencia que comienza con la célebre “Houston, tenemos un problema”, las comunicaciones se produzcan sin interrupciones ni apenas interferencias. Y es que la señal que se emite desde el espacio y se recibe en tierra es muy inferior a otras comunicaciones, como pueden ser la de televisión o de telefonía.

En otros títulos cinematográficos se representan pérdidas de conexión entre la nave y la estación terrestre, que se recuperan en cuestión de minutos. Eva Vega, jefa del departamento de Programas Espaciales del Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA), apunta que el tiempo de resolución depende en gran medida de cada situación. “Hay problemas que se solucionan con una intervención sencilla y otros más complejos que pueden suponer la parada de la estación durante algunos días”.

Abundan los títulos afamados de películas relacionadas con vuelos espaciales. Cintas como Elegidos para la gloria, de Philip Kaufman, o Misión a Marte, firmada por Brian de Palma, se han hecho hueco en la filmoteca de la memoria colectiva. Mientras que otros más recientes, como Interestelar, de Christopher Nolan, renuevan un género que nunca ha dejado de orbitar del todo.

La realidad de las comunicaciones más allá del cine

Marte

“En general, solo puede haber comunicaciones cuando los objetos, ya sean sondas, planetas, o astronautas, están en vista directa y las antenas bien apuntadas. Así y todo, hay que tener en cuenta el retardo debido a la distancia.  Pocas pelis toman esto en cuenta”, señala Jorge Vago, científico del proyecto ExoMars de la ESA.

La realidad suele ser un poco distinta a cómo la pinta el cine. Para empezar, las comunicaciones espacio-Tierra tienen una serie de particularidades que conviene conocer para entender cómo puede haber fallos. Eva Vega recuerda que los vehículos espaciales se mueven a altas velocidades respecto al punto terrestre de comunicación. Esto se lo pone un poco más difícil a la señal para llegar adecuadamente. Además, las estaciones en tierra deben conocer la trayectoria aproximadas del satélite o la nave para realizar el seguimiento.

Un añadido de dificultad es que los vehículos espaciales tienen poca potencia de transmisión y baja ganancia de recepción. Desde luego, no es el mejor dispositivo con el que comunicarse. Y es que la señal pierde potencia al atravesar la atmósfera. También hay que destacar que a mayor ancho de banda del enlace, más sensible es la señal al entorno.

Por qué se pueden interrumpir las comunicaciones

Uno de los miedos que se trata de imbuir al espectador en el cine sobre vuelos espaciales es la pérdida de las comunicaciones espacio-Tierra. Es imposible que esa orfandad ante el abismo del universo no cause desasosiego. Sin embargo, los motivos por los que se puede perder la comunicación son más pragmáticos que sorpresivos.

“La razón más típica es cuando el vehículo espacial entra en eclipse, cuando pasa detrás del planeta y no puede ver la Tierra”, apunta Jorge Vago y pone a los satélites como ejemplo. “Depende mucho de cuál sea la órbita de la sonda.  Si es una órbita circular a baja altura, la mitad del tiempo estará delante del planeta y la otra mitad detrás.  Si la órbita es muy elíptica, el tiempo en que la Tierra no puede ver el satélite es mucho más corto”.

Eva Vega recalca que la pérdida de comunicaciones, en general, se debe a “la indisponibilidad puntual del sistema de transmisión o recepción del satélite o la estación terrestre, bien a nivel de hardware o bien debido a sus unidades de control, el software”. Entre las razones para que esto pase están el disponer de efemérides poco precisas, necesarias para calcular la trayectoria del vehículo, con lo que la antena no apuntaría correctamente.

La mala configuración de los parámetros del enlace, problemas de suministro de potencia —ya sea en la estación de tierra o en el transmisor espacial—, una interferencia más potente cercana a la banda del enlace o fenómenos atmosféricos, como una tormenta, en casos de enlaces con poco margen de potencia son otros motivos que pueden interrumpir las comunicaciones espacio-Tierra.

El viaje a Marte: logros y retos

helicóptero para Marte

Uno de los grandes retos espaciales a día de hoy es la conquista del planeta rojo. Es otra de las gestas que ha imaginado el cine desde hace décadas. Una de las últimas obras que la ha abordado fue Marte, de Ridley Scott. En esta cinta también se trata la cuestión de cómo establecer comunicación de formar precaria con la Tierra.

Pero olvidemos situaciones extremas, como la que presenta la película protagonizada por Matt Damon. Lo primero es centrarse en lo más inmediato: llegar. “En el camino a Marte la comunicación es muy fácil.  Estaciones terrenas, como la de ESA en Cerberos, se comunican con la nave de camino a Marte.  Se vuelve mucho más complicado después del aterrizaje”, expone Jorge Vago.

El científico del proyecto ExoMars explica que por ahora no hay una solución verdaderamente efectiva para comunicarse directamente con el planeta rojo. “Para poder hablar directamente con la Tierra se necesita una antena grande, muy difícil de instalar en un rover. O si no, hay que aceptar que la comunicación sea muy lenta, de unos pocos bits por minuto”, resalta.

El control de la exploración autónoma de Marte

Las comunicaciones con el planeta rojo no son sencillas. Y, por tanto, las misiones de los rovers que han recorrido su superficie en busca de respuestas tienen que ejecutarse en diferido. “Lo que hacemos es comunicarnos con el centro de control usando un satélite como puente, por ejemplo, el ExoMars TGO”, cuenta Jorge Vago. “Cuando el satélite sobrevuela al rover está a sólo 400 km de altura, lo que es relativamente cerca, así que le podemos mandar muchos datos. El satélite usa su gran antena para retransmitirlos a la Tierra”.

Con estos mimbres establece la comunicación. Desde luego, el sistema tiene sus inconvenientes. Pero por ahora es lo más seguro que se ha logrado. “El precio que hay que pagar es que los satélites pasan sobre el mismo lugar en Marte dos o tres veces por día durante unos pocos minutos en cada vez.  A la mañana decimos al rover qué tiene que hacer, y por la noche nos dice cómo le fue, nos envía los datos”, ilustra Jorge Vago. Y añade que en la práctica esto quiere decir que los rovers tienen que operar de manera autónoma. Únicamente tienen de referencia unas instrucciones enviadas una vez al día o, en el mejor de los casos, cada varias horas.

Vueltos tripulados a Marte: un reto para las comunicaciones

Curiosity Marte metano
Curiosity Marte metano

La exploración del planeta rojo mediante rovers ha proporcionado información importante sobre el planeta durante años. Incluso se han encontrado pistas que indican la posibilidad de que haya habido agua en algún momento. Sin embargo, uno de los próximos hitos de la carrera espacial son los vuelos tripulados a Marte.

No solo la NASA tiene planes para llevar a cabo esta hazaña. China contempla su propia iniciativa para llevar astronautas a la superficie marciana. Incluso SpaceX —con la voz de su cofundador Elon Musk— pretende poner un ser humano en el planeta rojo. Como no podía ser de otra forma, las comunicaciones aquí serán esenciales.

“Marte está muy lejos, así que no es posible controlar sondas directamente.  Luz y radio tardan en viajar de un planeta a otro”, apunta Jorge Vago. Ocurrirá lo mismo cuando un astronauta pise el suelo marciano. El proceso para contactar con la estación terrestre no es ni mucho menos directo, como hemos visto.

“Existe, desde las primeras misiones a la luna, una red de estaciones de espacio, tanto de la NASA como de la ESA, distribuidas alrededor del mundo, para asegurar que la nave siempre está visible para una de las estaciones y, por tanto, tiene contacto con tierra”, señala Eva Vega. “Para las misiones tripuladas, se está trabajando en sistemas de comunicaciones más potentes enfocadas a la trasmisión de video y datos en tiempo real”.

Este tipo de información será muy relevante, pues las imágenes se podrán analizar mejor en la Tierra. “Lo que siempre hay que tener en cuenta es que debido a las grandes distancias, las comunicaciones presentarán un retardo, de unos segundos en el caso de la Luna a más de 4 minutos en el caso de recorrer la distancia entre la Tierra y Marte. Obviamente, esto hace más complejas las conversaciones interactivas bidireccionales”, remata Eva Vega. En definitiva, poca fluidez de conversación para el ritmo que necesita el cine.

Imagen de cabecera: Nikotchan

RELACIONADOS

Postes SOS

La anunciada desaparición de los postes SOS

Durante muchos años fueron una estampa recurrente en las carreteras españolas. Los postes SOS asomaban en las vías, con su naranja y su azul...

¿Qué tipos de SIM hay y para qué sirve cada una?

Cuando contratas una línea móvil con cualquier operadora, como Movistar, esta te facilita una pequeña tarjeta de plástico. Dentro, hay una tarjeta troquelada con un chip. Es...