Las visualizaciones de los desechos espaciales de la Tierra se asemejan a una cota de malla en constante movimiento y crecimiento. Cuantos más satélites se envían al espacio, mayor es el riesgo de colisión accidental. Y a más colisiones, más desechos. Según la Agencia Espacial Europea (ESA), actualmente hay unos 40.000 objetos en la órbita terrestre, pero sus proyecciones indican que este número ha crecido y seguirá creciendo a un ritmo exponencial.

La mayoría de los desechos se producen cuando se fragmenta la carga útil o el cohete al que está unido un satélite, pero los propios satélites pueden romperse por el desgaste del entorno espacial. Por ejemplo, en octubre de 2024, Intelsat-33e, operado por el operador luxemburgués-estadounidense Intelsat, se desintegró y liberó más de 700 restos en la órbita geoestacionaria (GEO), que es donde se colocan la mayoría de los satélites de comunicaciones.

Es difícil encontrar un análogo terrestre para el tipo de peligro que suponen los desechos espaciales para las naves espaciales. En el espacio todo tiene más consecuencias. Según la ESA, las colisiones con desechos de un tamaño tan pequeño como 1 cm pueden inutilizar una nave espacial y causar daños adicionales. Los desechos de más de 10 cm (la longitud de una cuchara pequeña) podrían destruir por completo una nave espacial.

Neuraspace, una empresa portuguesa de software espacial, utiliza Edge computing para ofrecer a los operadores de satélites mejores herramientas para navegar por lo que rápidamente se convertirá en la autopista más peligrosa del mundo. Rastrean los satélites de sus clientes utilizando telescopios en contenedores y datos disponibles públicamente, los procesan y luego los analizan utilizando aprendizaje automático impulsado por la nube. Incubada en el Instituto Pedro Nunes -un centro de innovación creado por la Universidad de Coimbra- y en la iniciativa Incubadora de Empresas de la ESA, la empresa lleva funcionando desde 2022, y desde entonces ha contratado a clientes como el operador de satélites estadounidense Spire, el fabricante de satélites francés U-Space y la Agencia Espacial Europea.

Sentir la fuerza

Para cualquiera que quiera enviar un satélite al espacio, la espina dorsal de la gestión del tráfico espacial mundial la proporciona actualmente la Fuerza Espacial estadounidense, que gestiona una plataforma llamada Space-Track que vigila y predice posibles colisiones. Cuando el sistema detecta la posibilidad de que dos objetos se estén acercando demasiado, envía mensajes de datos conjuntos a los operadores, que evalúan la amenaza y planifican maniobras evasivas en caso necesario.

Pero el problema, en palabras de Rob Arthur, ingeniero jefe de dinámica orbital de Neuraspace, es que Space-Track "no es fácil de usar" Los MDL consisten en datos brutos que los operadores tienen que analizar para dar sentido a la información. Un MDL no es una garantía segura de colisión -después de todo, una "conjunción", tal y como se define en astronomía, es cuando dos objetos en el espacio parecen estar próximos- y los operadores pueden obtener varios MDL correspondientes a la misma conjunción. Los operadores tienen que examinar las notificaciones repetidas para determinar si un objeto representa una amenaza creíble para su satélite, lo que lleva mucho tiempo. Arthur añade: "A menudo recibes un aviso y luego otro y otro"

La solución de Neuraspace consiste en crear una plataforma independiente que interprete mejor esos datos. Esto significa que la empresa analiza los MDL de Space-Track comparándolos con los datos enviados por los operadores (Arthur afirma que Neuraspace rastrea actualmente más de 450 naves espaciales), junto con los datos de varias empresas que disponen de instalaciones de rastreo óptico, por radar o láser, y las previsiones meteorológicas espaciales actuales. La empresa tiene previsto integrar a continuación los datos de la plataforma de vigilancia y seguimiento espacial de la UE.

A pesar de ser una empresa de software, Neuraspace también obtiene datos de sus propios telescopios, que es donde entra en juego Edge. En septiembre de 2024, Neuraspace instaló su primer telescopio en un emplazamiento militar portugués y entregó otro a un parque de telescopios chileno en diciembre de ese año.

Pero, ¿por qué una empresa de software necesita sus propios telescopios? Arthur dio tres razones. En primer lugar, sencillamente no hay operadores privados que exploten grandes redes de telescopios y arrienden su uso a un precio fijo. Comparándolo con "el cambio climático o cualquier otra cosa en la que sea una tragedia de los comunes", afirma: "Un esfuerzo por hacer el espacio más sostenible beneficia a todos, pero si eres la única persona que pone los recursos, entonces no supone una diferencia suficiente"

Miguel Santos, ingeniero de dinámica orbital de Neuraspace, añade que hay que pensar en ello como en la gestión del tráfico aéreo. "Cuando sólo había unos pocos aviones volando, no había torres de control, radares que lo rastreaban todo y controladores que comprobaban todo el tiempo si había riesgo de colisión, etc.", dice. "A medida que la industria maduró, el tráfico se hizo tan intenso que empezaste a necesitar algo que regulara todo ese tráfico por encima de ti"

En segundo lugar, Neuraspace consideró que era necesario disponer de sus propios datos. Arthur dice: "Si queremos utilizarlos para experimentación, pruebas, aprendizaje automático, hay un límite en cuanto a cuánto puedes pagar por los datos adecuados" Tener su propio telescopio significa que la empresa también podría vender esos datos en el futuro.

La tercera razón es la gestión de la cadena de suministro. "Si compras un servicio a otro operador, obviamente estás a merced de si tienen capacidad y esas cosas", dice Arthur, explicando que actualmente no hay muchos telescopios adecuados para alquilar en el mercado. "En estos momentos, no existe la madurez necesaria para saber exactamente cuánto hay que pagar y qué se puede obtener", añade.

Procesamiento en la periferia

Todos estos datos se procesan inicialmente en el Edge. Las capacidades Edge de Neuraspace se encuentran en un contenedor blanco situado justo debajo de los telescopios en forma de orbe de la empresa. Santos dice que el contenedor está equipado con toda la instrumentación necesaria para operar un sistema de observación remota por satélite totalmente automatizado.

"Esto incluye el conjunto óptico completo (telescopio, montura, cámara), los instrumentos meteorológicos, los controles ambientales y toda la infraestructura informática para el procesamiento local, la supervisión y las comunicaciones seguras (cortafuegos, conmutadores, servidores)", explica.

"Procesamos las imágenes que vamos tomando en tiempo real para generar el producto principal, que es el MDL"

El telescopio toma primero una larga serie de imágenes. Se realiza algo de astrometría -término que describe la medición de las posiciones y movimientos de los objetos celestes- para hallar la posición exacta del satélite mediante referencias cruzadas con otras estrellas y satélites. Los sensores, también presentes en el contenedor, rastrean información como la calidad del cielo y las variables ambientales. A continuación, se combinan para generar "archivos más pequeños que contienen las posiciones reales y el brillo del satélite", que luego se envían a la nube para su posterior análisis en relación con todas las demás fuentes de datos de Neuraspace.

Pero una vez finalizado este proceso, los datos se envían del contenedor a la nube para alimentar los procesos de aprendizaje automático de alta carga computacional que permiten analizar los datos adecuadamente. AWS es su socio elegido, y el hiperescalador les ayuda a cribar montañas de datos -Neuraspace tiene dos telescopios, cada uno de los cuales puede rastrear un máximo de 500 objetos que tienen cientos de mediciones relevantes- y cotejar sus trayectorias con unos 20.000 objetos más, otros MDL y mensajes de datos orbitales.

Cabe preguntarse por qué es necesario el Edge, dado el inevitable uso de Neuraspace en la nube. ¿Por qué no utilizar la nube para todo? La respuesta de Santos fue sencilla: "Nuestros telescopios operan en lugares remotos donde el ancho de banda de la red es limitado, lo que hace poco práctico transferir grandes volúmenes de datos de imágenes en bruto en tiempo real" The Edge también ayuda a Neuraspace a reducir significativamente el volumen de datos antes de transmitirlos a AWS. Santos hace especial mención a los datos fotométricos (referidos al brillo) y astrométricos (posicionales), que pueden ser difíciles de manejar si no se procesan.

Mucho antes de que el tren del ChatGPT se apoderara de la conciencia colectiva, las organizaciones interesadas en el rastreo espacial, como Neuraspace, ya se habían dado cuenta de las ventajas de la IA. Pero Arthur dice que se están explorando otros usos de la IA.

"Uno de ellos es este tipo de asistente de clasificación/priorización, en el que [la IA] examina todos estos datos de conjunción que llegan y averigua cuáles son preocupantes y cuáles no", explica.

"Otro es un modelo atmosférico. Una de las grandes incertidumbres de los satélites en órbitas bajas es el tipo de atmósfera residual, y es muy difícil predecir cuál es la densidad. Existen modelos espaciales analíticos, científicos y específicos, pero estamos estudiando si la IA puede utilizarse junto a ellos. Es increíblemente complejo para un ser humano; las ecuaciones y la física para hacerlo serían una pesadilla, pero quizá la IA pueda extraer ciertos patrones"

Según Neuraspace, el producto despierta interés en todas partes. Además de los operadores privados de satélites, las aseguradoras también podrían estar interesadas porque la plataforma les permitiría evaluar y tarificar el riesgo de forma más clara. Pero también ven gran interés en las empresas de defensa y en varias fuerzas aéreas nacionales.

La geopolítica del espacio

A medida que el espacio se convierte en la nueva frontera geopolítica, aumenta el interés de los gobiernos y los proveedores de defensa. Después de todo, la infraestructura espacial puede ser inestimable en tiempos de crisis -el servicio de Internet por satélite Starlink de Elon Musk ha mantenido a Ucrania conectada durante la guerra con Rusia, a pesar de cierta controversia en torno al papel de la empresa en el conflicto- y el aumento de nuevas amenazas como las interferencias deliberadas significa que Neuraspace ve una demanda de servicios que puedan ayudar a cortar los "datos dudosos".

La empresa ya ha empezado a moverse en la dirección de la defensa. En septiembre de 2024 se unió al proyecto europeo de Capacidad Militar Integrada de Reconocimiento y Conocimiento de la Situación en el Espacio (EMISSARY). Con 158 millones de euros (183 dólares) a su disposición, EMISSARY pretende desarrollar capacidades autónomas europeas para el Conocimiento de la Situación Espacial (SSA) con fines de defensa y seguridad.

Arthur explica: "Hay situaciones en las que la gente puede no querer que se sepa lo que está haciendo, o puede estar haciendo algo un poco turbio. Cuando hay un gran número de objetos y de repente uno de ellos hace algo muy extraño, el aprendizaje automático puede detectarlo, señalarlo y decir: aquí está pasando algo raro. Entonces puedes hacer que tus propios analistas lo examinen"

Lo que el operador decida hacer con la información proporcionada por la plataforma es cosa suya. Pero en el futuro, Arthur afirma que la empresa podría colaborar más estrechamente con los proveedores para interactuar directamente con el satélite.

"Creo que es una ambición a largo plazo, y quizá tengamos una o dos ideas. Uno de los proyectos de investigación que estamos estudiando es qué deberíamos hacer a bordo de un satélite para contribuir eficazmente a su funcionamiento"

Pero por ahora, Neuraspace seguirá operando fuera del satélite - y en el Edge.