Vistas tridimensionales y terrestres de la constelación optimizada (caso de diseño de satélite único). Crédito:Departamento de Ingeniería Aeroespacial de la Universidad de Illinois
Varias grandes empresas de telecomunicaciones han propuesto planes para proporcionar servicios globales de banda ancha poniendo en órbita cientos e incluso miles de satélites. Aunque la banda ancha para todos parece una gran idea, también conlleva un gran riesgo financiero, resultando en la quiebra para algunos que lo han probado. Una investigación reciente de la Universidad de Illinois sugiere una estrategia más rentable que utiliza la cobertura regional y la implementación por etapas.
"En realidad, es muy fácil determinar cuántos satélites necesita para obtener cobertura global. Puede hacer los cálculos a mano, "dijo Koki Ho, profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Aeroespacial de la U de I. "Pero la cobertura global total no es necesariamente lo que una empresa quiere o necesita.
Puede que no sea la mejor manera para que la empresa maximice sus ganancias. Analizamos diferentes formas de diseñar una constelación de satélites que primero brinde cobertura regional y luego se pueda expandir etapa por etapa. teniendo en cuenta las áreas con demanda incierta para maximizar las ganancias ".
Para el estudio, Ho y sus estudiantes de posgrado, Hang Woon lee y Pauline Jakob, dividió las 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.
"Los satélites se mueven continuamente en órbita, por lo que no hay ningún satélite que sirva a una unidad específica, "Explicó Ho." Un satélite podría moverse fuera del rango y otro dentro. Mientras el satélite permanece en órbita, la órbita se desacelera y el satélite cae más bajo, por lo que también calculamos la propulsión necesaria para devolver el satélite a su órbita adecuada y, cuando sea necesario, para desmantelarlo en el espacio exterior ".
Koki Ho, profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Aeroespacial de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign. Crédito:Departamento de Ingeniería Aeroespacial de la Universidad de Illinois
Ho dijo que las empresas de banda ancha en los Estados Unidos pueden estar buscando solo una cobertura global, pero países más pequeños, como Japón, Es posible que desee comenzar su negocio sirviendo solo a su propio país y tener éxito allí antes de agregar más países o globalizarse.
"Existe un nivel de incertidumbre al saber cuál será la próxima área de interés en el mercado, así que creamos un plan de varias etapas, "Ho dijo." Empezamos desde cero, como si no hubiera satélites en el espacio. El primer escenario, podría servir a un solo país. La segunda etapa podría sumar Europa, India, o los 48 estados contiguos de los EE. UU. Sin embargo, la segunda etapa aprovechará la primera etapa y brindará más cobertura. Todas las etapas están optimizadas para minimizar el lanzamiento y otros costos y aún así brindar una cobertura completa a cada área de interés ".
Los ahorros financieros son sustanciales.
Un ejemplo en el estudio compara dos escenarios:una estrategia de implementación optimizada de dos etapas con una constelación de cobertura global y una que implementa 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 de diseño de satélites únicos y iguales, respectivamente.
El papel, "Optimización de la estrategia de despliegue de constelaciones de satélites considerando áreas de interés inciertas, "está 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 publica en Acta Astronautica .