Un tercio del mundo carece de conectividad a Internet: las estaciones de comunicaciones aéreas podrían cambiar eso

Aproximadamente un tercio de la población mundial, alrededor de 3 mil millones de personas, no tienen acceso a Internet o tienen conexiones deficientes. debido a limitaciones de infraestructura, disparidades económicas y aislamiento geográfico.

Los satélites y las redes terrestres actuales dejan brechas en las comunicaciones donde, debido a la geografía, instalar equipos de comunicaciones terrestres tradicionales sería demasiado costoso.

Estaciones de plataforma de gran altitud—equipos de telecomunicaciones ubicados en lo alto, en globos no tripulados, dirigibles, planeadores y aviones— podrían aumentar la igualdad social y económica al colmar las brechas de conectividad a Internet en la cobertura terrestre y satelital. Esto podría permitir que más personas participen plenamente en la era digital.

Uno de nosotros, Mohamed-Slim Alouini, es Un ingeniero eléctrico que contribuyó a un experimento que demostró que es posible proporcionar altas velocidades de datos y cobertura ubicua 5G Desde la estratosferaLa estratosfera es la segunda capa más baja de la atmósfera y se encuentra entre 4 y 30 millas por encima de la Tierra. Los aviones comerciales suelen volar en la parte inferior de la estratosfera. El experimento midió las señales entre las estaciones de la plataforma y los usuarios en tierra en tres escenarios: una persona que se queda en un lugar, una persona que conduce un automóvil y una persona que opera un barco.

Mis colegas midieron la intensidad de la señal en relación con los niveles de interferencia y ruido de fondo. Esta es una de las medidas de la fiabilidad de la red. Los resultados mostraron que las estaciones de la plataforma pueden soportar aplicaciones de alta velocidad de datos, como la transmisión de vídeos en resolución 4K, y pueden cubrir entre 15 y 20 veces el área de las torres terrestres estándar.

Los primeros intentos de Facebook y Google para implementar comercialmente estaciones de plataforma no tuvieron éxito. Pero Inversiones recienteslas mejoras tecnológicas y el interés de las compañías de aviación tradicionales y empresas emergentes especializadas en el sector aeroespacial puede cambiar la ecuación.

El objetivo es la conectividad global, causa que le valió a la idea de las estaciones de plataforma el reconocimiento en el Foro Económico Mundial 2024. Informe sobre las 10 principales tecnologías emergentesLa iniciativa industrial internacional Alianza HAPSque incluye socios académicos, también está avanzando hacia ese objetivo.

Rápido, rentable y flexible.

Las estaciones de plataforma serían más rápidas, más rentables y más flexibles que los sistemas basados ​​en satélites.

Como mantienen los equipos de comunicaciones más cerca de la Tierra que los satélites, las estaciones podrían ofrecer señales más fuertes y de mayor capacidad. Esto permitiría comunicaciones en tiempo real lo suficientemente rápidas para comunicarse con teléfonos inteligentes estándarcapacidades de alta resolución para tareas de captura de imágenes y mayor sensibilidad para aplicaciones de detección. Transmiten datos a través de ópticas de espacio libre, o haces de luz, y sistemas de antenas de gran escala, que pueden enviar grandes cantidades de datos rápidamente.

Los satélites pueden ser vulnerable a escuchas o interferencias cuando sus órbitas los llevan sobre países adversarios, pero las estaciones de plataforma permanecen dentro del espacio aéreo de un solo país, lo que reduce ese riesgo.

Las estaciones en plataformas de gran altitud también son más fáciles de instalar que los satélites, que tienen una alta lanzamiento y mantenimiento Los costos son altos. Además, los requisitos regulatorios y los procedimientos de cumplimiento necesarios para conseguir espacios en la estratosfera probablemente sean más simples que las complejas leyes internacionales que rigen las órbitas satelitales. Las estaciones de plataforma también son más fáciles de actualizar, por lo que las mejoras podrían implementarse más rápidamente.

Las estaciones de plataforma también son potencialmente menos contaminantes que Megaconstelaciones de satélites porque los satélites se queman al reingresar y pueden liberar metales nocivos a la atmósfera, mientras que las estaciones de plataforma pueden funcionar con fuentes de energía limpia, como la solar y el hidrógeno verde.

Los principales desafíos para las estaciones de plataforma prácticas son aumentar la cantidad de tiempo que pueden permanecer en el aire durante meses, impulsar la energía ecológica a bordo y mejorar la confiabilidad, especialmente durante el despegue y aterrizaje automatizados a través de las capas turbulentas inferiores de la atmósfera.

Más allá de los satélites

Las estaciones de plataforma podrían desempeñar un papel fundamental en situaciones humanitarias y de emergencia al apoyar los esfuerzos de socorro cuando las redes terrestres están dañadas o inoperantes.

Las estaciones también podrían conectarse Internet de las cosas Dispositivos y sensores (IoT) en entornos remotos para monitorear mejor el entorno y administrar los recursos.

En la agricultura, las estaciones podrían utilizar Tecnologías de imágenes y detección para ayudar a los agricultores a monitorear la salud de los cultivos, las condiciones del suelo y los recursos hídricos.

Su capacidad para imágenes de alta resolución También podría apoyar actividades de navegación y mapeo cruciales para la cartografía, la planificación urbana y la respuesta a desastres.

Las estaciones también podrían cumplir una doble función: llevando instrumentos para la vigilancia atmosférica, los estudios climáticos y la teledetección de las características de la superficie de la Tierra, la vegetación y los océanos.

De globos a aviones

Las estaciones de plataforma podrían basarse en Diferentes tipos de aeronaves.

Los globos ofrecen un funcionamiento estable y de larga duración a grandes altitudes y pueden estar atados o flotando libremente. Los dirigibles, también conocidos como aeronaves, utilizan gases más ligeros que el aire y son más grandes y maniobrables que los globos. Son especialmente adecuados para la vigilancia, las comunicaciones y la investigación.

Los planeadores y los aviones a motor pueden controlarse con mayor precisión que los globos, que son sensibles a las variaciones de la velocidad del viento. Además, los aviones a motor, entre los que se incluyen los drones y los aviones de ala fija, pueden suministrar electricidad a equipos de comunicación, sensores y cámaras.

Energía de próxima generación

Las estaciones de plataforma podrían hacer uso de diversas fuentes de energía, incluyendo cada vez más ligero y eficiente células solares, baterías de alta densidad energética, Motores de combustión interna de hidrógeno verde, Pilas de combustible de hidrógeno verdeque ahora se encuentran en la etapa de prueba y, eventualmente, Alimentación del rayo láser desde tierra. o Estaciones solares basadas en el espacio.

El evolución de los diseños de aeronaves ligeras Junto con los avances en Motores y hélices de alta eficiencia permitir que los aviones vuelen más tiempo y transporten cargas útiles más pesadas. Aviones ligeros de última generación Podría conducir a estaciones de plataforma capaces de maniobrar en la estratosfera durante períodos prolongados.

Mientras tanto, Mejoras en los modelos meteorológicos estratosféricos y atmosféricos. facilitar la predicción y simulación de las condiciones en las que operarían las estaciones de la plataforma.

Reducir la brecha digital mundial

El despliegue comercial de estaciones de plataforma, al menos para situaciones posteriores a desastres o emergencias, podría estar en marcha a fines de la década. Por ejemplo, un consorcio en Japón, un país con comunidades montañosas e insulares remotas, Ha destinado 100 millones de dólares para estaciones de plataforma de gran altitud alimentadas con energía solar.

Las estaciones de plataforma podrían reducir la brecha digital al aumentar el acceso a servicios críticos como la educación y la atención médica, brindar nuevas oportunidades económicas y mejorar la respuesta ante emergencias y el monitoreo ambiental. A medida que los avances tecnológicos continúan impulsando su evolución, las estaciones de plataforma están llamadas a desempeñar un papel crucial en un futuro digital más inclusivo y resiliente.

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