Evaluación de Constelaciones Satelitales en Órbita Leo para la Comunicación del EHT en el Polo Sur.
Authors:   , CARTES FICA PABLO ANDRÉS 
Published: November 2024

El Telescopio Horizonte de Eventos (EHT - Event Horizon Telescope), que en 2019 generó la primera imagen de un agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia M87 y que en mayo del 2022 generó la imagen de Sagitario A*, agujero negro situado en el centro de la Vía Láctea, está compuesto por múltiples telescopios distribuidos globalmente. Actualmente, son 11 telescopios que operan bajo mediante el método de interferometría de larga base (VLBI – Very Long Baseline Interferometry), siendo el más aislado el ubicado en el Polo Sur, el Telescopio del Polo Sur (SPT - South Pole Telescope).
La obtención de los datos asociados al Telescopio del Polo Sur (SPT) presenta una dificultad técnico-operativa. Actualmente, los datos se almacenan en discos duros y, debido al invierno polar, la recuperación de la información del SPT se complica. Esto provoca demoras en la correlación de los datos con los de los demás telescopios, lo que a su vez retrasa posibles descubrimientos.
En el marco del proyecto Núcleo Milenio en Tecnología e Investigación Transversal para explorar Agujeros Negros Supermasivos (TITANS), se busca explotar el uso de constelaciones satelitales comerciales y/o destinadas para investigación, con el fin de generar soluciones entorno a la transferencia de información y así poder rescatar los datos desde el Polo Sur y enviarlos hacia territorio continental chileno, para que estos datos se integren con los de otros telescopios en periodos menores a 6 meses, que corresponde al tiempo actual con el que se realiza la adquisición de datos.
Se propone el uso de redes satelitales que operen en órbita LEO (Low Earth Orbit), ya que, debido a sus características físicas permitirán cubrir las regiones polares y al encontrarse a una altura menor que otras órbitas como MEO (Medium Earth Orbit) o GEO (Geostationary Earth Orbit), se reduce la latencia en la transmisión de datos.
Del mismo modo, el objetivo es lograr altas tasas de transmisión de datos, puesto que en la campaña de 2017 desde el SPT se obtuvieron 200 TB de datos en un período de seis meses, cantidad de datos se espera sea cuadruplicado a corto o mediano plazo con el aumento de las observaciones, la instalación de nuevos telescopios en la Antártida y la duplicación o triplicación de las bandas de frecuencias de observación, lo que implicaría un aumento proporcional en los datos.
El fin de utilizar comunicaciones satelitales radica en la posibilidad de aprovechar las grandes constelaciones que se están desarrollando e implementando actualmente. Estas constelaciones están en constante evolución, con cambios, licencias y permisos solicitados a la FCC (Federal
Communications Commission) para la transmisión de altas tasas de transferencia de datos.
Así, en la presente tesis se propone un análisis y comparación de distintas constelaciones satelitales, mediante un estudio conceptual que permita profundizar y comparar distintas arquitecturas de constelaciones. Se considerarán factores como las condiciones atmosféricas, carga útil de satélites, tamaños y configuraciones orbitales tales como la cantidad de satélites, su distribución, distancia entre ellos y su frecuencia de operación. Además, se realizarán simulaciones para integrar estos atributos y métricas, con el objetivo de obtener estimaciones precisas de las tasas de datos que estas constelaciones pueden transmitir y manejar.
De esta forma, el propósito es identificar qué constelación y configuración permiten una transmisión de datos a altas tasas desde el Polo Sur, evaluando si el uso de un sistema satelital satisface los requisitos del South Pole Telescope (SPT) y los futuros observatorios proyectados en esa región.