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Estudio analiza optimización de rentabilidad en despliegue de satélites

Grandes compañías de telecomunicaciones han propuesto planes para proporcionar servicios globales de banda ancha mediante el lanzamiento de cientos e incluso miles de satélites en órbita. Aunque la banda ancha para todos suena como una gran idea, también conlleva un gran riesgo financiero, lo que resulta en quiebra para algunos que lo han intentado.

Estrategia pára el despliegue de satelites

Investigaciones recientes en la Universidad de Illinois sugieren una estrategia más rentable que utiliza cobertura regional y despliegue por etapas.

«En realidad es muy fácil determinar cuántos satélites necesitas para obtener cobertura global. Puedes hacer los cálculos a mano», dijo Koki Ho, profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Aeroespacial en la Universidad de Illinois. «Pero la cobertura global total no es necesariamente lo que una empresa quiere o necesita. Puede que no sea la mejor forma para que la empresa maximice sus ganancias. Examinamos diferentes formas de diseñar una constelación de satélites que primero proporciona cobertura regional y luego se puede ampliar etapa por etapa, manteniendo las áreas con demanda incierta en consideración para maximizar las ganancias”.

Según el estudio, Ho y sus estudiantes graduados, Hang Woon lee y Pauline Jakob, dividieron regiones de la Tierra en una cuadrícula, con cada unidad midiendo 4 grados de latitud por 4 grados de longitud para calcular si se estaba logrando una cobertura total.

Vistas de seguimiento tridimensional y en tierra de la constelación optimizada (caso de diseño de satélite único)
Vistas de seguimiento tridimensional y en tierra de la constelación optimizada (caso de diseño de satélite único)

«Los satélites se mueven continuamente en órbita, por lo que no hay un solo satélite que atienda a una unidad específica», explicó Ho. «Un satélite puede moverse fuera del rango y otro se mueve hacia adentro. A medida que el satélite permanece en órbita, la velocidad de la órbita disminuye y el satélite cae más abajo, así que también calculamos la propulsión necesaria para devolver el satélite a su órbita adecuada y, cuando sea necesario, para desmantelarlo en el espacio exterior».

Ho dijo que las compañías de banda ancha en los Estados Unidos pueden estar buscando solo cobertura global, pero los países más pequeños, como Japón, pueden comenzar su negocio sirviendo solo a su propio país y teniendo éxito allí antes de agregar más países o globalizarse.

Koki Ho
Koki Ho

«Existe un nivel de incertidumbre al saber cuál será la próxima área de interés en el mercado, por lo que creamos un plan de varias etapas», dijo Ho. «Comenzamos desde cero, como si no hubiera satélites en el espacio. La primera etapa podría servir a un solo país. La segunda etapa podría agregar a Europa, India o los 48 estados contiguos de EE. UU. Sin embargo, la segunda etapa tomará ventaja de la primera etapa y proporcionar una mayor cobertura. Todas las etapas están optimizadas para minimizar el lanzamiento y otros costos y aun así proporcionar una cobertura completa para cada área de interés».

Los ahorros financieros son sustanciales.

Un ejemplo en el estudio compara dos escenarios: una estrategia de implementación de dos etapas optimizadas con una constelación de cobertura global y una que despliega todos los satélites en una etapa. Se muestra que el costo del ciclo de vida esperado para la configuración óptima de dos etapas es 28.9 por ciento y 19.5 por ciento menor que la constelación de cobertura global óptima para casos únicos y mismos de diseño de satélite, respectivamente.

El paper «Optimización de la estrategia de despliegue de constelaciones de satélites considerando áreas de interés inciertas» fue escrito por Hang Woon Lee, Pauline C. Jakob, Koki Ho de la Universidad de Illinois y por Seiichi Shimizu y Shoji Yoshikawa de Mitsubishi Electric Corporation. Se publicó en Acta Astronautica.

Esta investigación cuenta con el respaldo del Centro de Investigación y Desarrollo de Tecnología Avanzada de Mitsubishi Electric Corporation.

Referencias

  • University of Illinois College of Engineering. (2018, June 6). Options to optimize profit in broadband satellite constellations. ScienceDaily. Retrieved June 6, 2018 from www.sciencedaily.com/releases/2018/06/180606122638.html
  • Hang Woon Lee, Pauline C. Jakob, Koki Ho, Seiichi Shimizu, Shoji Yoshikawa. Optimization of satellite constellation deployment strategy considering uncertain areas of interestActa Astronautica, 2018; DOI: 10.1016/j.actaastro.2018.03.054

 

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