A pandemia está acelerando a corrida pela Internet espacial

Em vastas faixas dos Estados Unidos e do mundo, há milhões de pessoas que não têm acesso confiável à Internet. Estas pessoas desconectadas não estão apenas em lugares distantes como a América rural ou a Nova Zelândia ou a África subsaariana. Há muitas pessoas vivendo em centros densos das cidades com acesso limitado à banda larga a preços acessíveis. A pandemia de Covid-19 trouxe uma nova urgência ao desafio de conectar todos, e enquanto empresas como o Google e o Facebook têm apresentado idéias muito distantes para resolver o problema, a tecnologia de internet que é mais promissora também já está comprovada: banda larga via satélite.

No início de março, poucos dias antes do fechamento das cidades dos EUA devido à pandemia, Elon Musk compartilhou os últimos detalhes sobre seu plano de construir um serviço de banda larga via satélite chamado Starlink. Falando em uma conferência via satélite em Washington, DC, Musk descreveu como uma constelação de satélites Starlink irá “piscar” quando entrarem em órbita terrestre baixa. Como descrito, eles quase soam como raias de brilho no céu noturno, ou bandas mágicas de gadgets voadores que podem transportar a internet para qualquer pessoa no planeta.

Combinado com melhorias na tecnologia existente como DSL, cabo e fibra – sem mencionar as redes celulares 4G e 5G – a banda larga de satélite futurista para superar a divisão digital nos EUA e em outros lugares. E como a pandemia provocou uma demanda explosiva por conectividade com a Internet melhor e mais amplamente disponível, o progresso rápido parece mais inevitável do que nunca.

Os novos satélites do Musk ficaram online no início de setembro, dando aos testadores beta velocidades de download que rivalizam com as da banda larga terrestre. O SpaceX colocou agora 700 satélites Starlink em órbita nos últimos 16 meses e tem planos de entregar até 30.000 mais nos próximos anos. Mais satélites significam mais largura de banda e velocidades mais rápidas e, eventualmente, segundo o SpaceX, as suas constelações de satélites em órbita terrestre baixa poderiam fornecer Internet de alta velocidade a todos os EUA. Amazon, Facebook e várias startups fizeram promessas semelhantes nos últimos anos.

O conceito de serviço de internet baseado em satélite tem na verdade décadas. No entanto, a inovadora tecnologia de satélite de baixa órbita terrestre que está sendo desenvolvida pelo SpaceX e outros pode ser essencial, se não transformadora, para tudo, desde telemedicina até aprendizado remoto em lugares que ainda não estão conectados.

Banda larga via satélite também pode ser muito lucrativa para qualquer empresa que a descobrir primeiro. Pode-se imaginar a Amazon usando banda larga via satélite para impulsionar seu negócio de Serviços Web da Amazon (AWS), ou o Facebook usando-a para garantir que mais pessoas entrem em sua plataforma. E se Musk conseguir seu caminho, suas constelações Starlink vão gerar bilhões de dólares em lucros para financiar sua missão de colonizar Marte.

Isso tudo parece futurista, mas a banda larga via satélite já é uma coisa muito real. Na verdade, se você já se conectou a wifi em um avião ou cruzeiro marítimo, você provavelmente já a usou. A idéia básica é que estações terrestres conectadas à internet, conhecidas como gateways, podem enviar dados para um satélite que depois os retransmite para antenas em outro lugar em terra – ou em um navio ou avião.

O problema com este feito tecnológico é que tudo isso é muito caro. Pode custar centenas de milhões de dólares para lançar satélites no espaço, e isso nem sequer leva em conta o que é preciso para superar os obstáculos regulamentares. Muitas empresas tentaram e falharam em quebrar o modelo de negócios nos últimos 20 anos. Mas, de repente, o jogo da internet espacial mudou.

“A crise do Covid-19 acelerou significativamente a atenção e o investimento em tecnologia de satélite”, disse Babak Beheshti, reitor da Faculdade de Engenharia e Ciências da Computação do Instituto de Tecnologia de Nova York, à Recode. Beheshti acrescentou que o número de lançamentos aumentou dez vezes desde o ano passado até este ano. “Por quê? Porque escolas, governos locais e outros precisam de repente ter acesso à Internet de banda larga em áreas onde realmente não há infra-estrutura”

Isso pode parecer uma prova de que a banda larga via satélite está finalmente a caminho de resolver a divisão digital, mas a situação permanece tênue. Quando o SpaceX começou a disparar seus satélites Starlink, a Amazon recebeu em julho a aprovação da Comissão Federal de Comunicações (FCC) para lançar 3.236 satélites de baixa órbita terrestre para uma constelação própria chamada Projeto Kuiper. Enquanto isso, líderes de longa data da indústria de banda larga via satélite como o Viasat parecem não conseguir colocar novos satélites no céu com rapidez suficiente para acompanhar a demanda. E pelo caminho, o governo federal está prometendo bilhões de dólares em subsídios a empresas que trazem banda larga para a América rural.

Em alguns aspectos, o sonho de conectar todos na Terra nunca esteve tão perto. De outras formas, é difícil dizer se as últimas idéias inovadoras sofrerão as mesmas armadilhas dos anos passados.

Banda larga via satélite, brevemente explicado

Banda larga via satélite é exatamente o que parece: acesso à internet banda larga via satélite. A idéia básica não mudou muito desde o auge da TV por satélite no final dos anos 90, quando as empresas transmitiam a conectividade da Internet para a mesma antena que recebia o seu sinal HBO a velocidades que eram mais rápidas do que a discagem, mas ainda mais lentas do que a banda larga atual.

Em 2020, há duas formas principais de as empresas entregarem a banda larga via satélite. A principal diferença entre elas é a altura em que os satélites orbitam. Os satélites geossíncronos, que orbitam cerca de 22.000 milhas acima de um local fixo na superfície terrestre, é uma tecnologia mais antiga que empresas como a Viasat usam para conexões de banda larga. Você provavelmente já usou essa tecnologia para a conexão wifi de aviões.

Então existem constelações de órbita terrestre baixa, que são formadas por centenas, se não milhares, de satélites menores que orbitam entre 300 e 1.200 milhas acima da Terra. Esta é a abordagem que está recebendo todo o burburinho ultimamente, e o único SpaceX e Amazon estão tomando.

Os satélites geossíncronos são a tecnologia mais madura, mais comprovada. Viasat e uma empresa chamada Hughes, que é a antiga matriz da DirecTV, existem há décadas. (A DirecTV realmente usou suas antenas e infra-estrutura para oferecer um serviço de internet via satélite chamado DirecPC no final dos anos 90.)

Viasat e Hughes são também as duas empresas que mais provavelmente oferecem banda larga via satélite em partes remotas dos EUA no momento. Se você é alguém que vive na região selvagem de New Hampshire, onde não há opções de banda larga terrestre, você pode obter uma versão de DSL, que opera em linhas telefônicas de cobre existentes, que é essencialmente tão lenta quanto a discagem. Ou, você pode se inscrever na banda larga geossíncrona via satélite através do Viasat ou Hughes e obter velocidades comparáveis à banda larga básica: cerca de 25 megabits por segundo. Os planos começam em $40 a $50 por mês e ficam mais caros se você quiser mais largura de banda.

Embora sejam confiáveis, estes sistemas de satélites geossíncronos têm alguns problemas. O principal deles é a latência. Os satélites estão a milhares de milhas acima da superfície da Terra, portanto leva tempo para que os dados viajem – e isso pode significar um ligeiro atraso entre o envio e a recepção. Isto não é um problema se você estiver apenas navegando na web. É um problema significativo se você estiver tentando transmitir jogos de vídeo ou fazer chamadas de vídeo, algo que todos nós estamos fazendo mais do que nunca. Basta pensar nos correspondentes de notícias de televisão remota que têm de esperar meia batida entre quando a âncora no estúdio faz a pergunta e quando a ouvem no fone de ouvido, já que o sinal viaja até um satélite de comunicações e depois volta à superfície.

Constelações de órbita terrestre baixa, como as que SpaceX e Amazon estão construindo, prometem resolver o problema de latência. Como os satélites estão mais próximos do solo, os dados não têm que viajar tão longe. Musk diz que isto significa que os satélites Starlink do SpaceX, que vão orbitar a cerca de 340 milhas acima da superfície, vão oferecer baixa latência, reduzindo assim o risco de atraso. A questão da latência é um grande problema para a FCC e sua decisão de distribuir bilhões de dólares em subsídios, a propósito. A agência diz que dará prioridade a redes que ofereçam baixa latência ao distribuir fundos.

Pouca, há outras perguntas sem resposta sobre a rapidez e confiabilidade das constelações de órbita terrestre baixa recém-projetadas. Ao contrário dos satélites geossíncronos, que são fixados acima de um ponto, os satélites de órbita terrestre baixa circundam o planeta a cada 90 a 120 minutos. Eles são projetados para se manterem conectados à estação terrestre e ao usuário final, mas se essa cadeia for quebrada, isso interromperá a conexão. Estas constelações também são compostas por milhares de satélites relativamente pequenos – os satélites Starlink pesam menos de 600 libras – o que significa que requerem lançamentos múltiplos, que são caros.

“À medida que mais satélites sobem, eles otimizam a arquitetura da rede”, explicou Manny Shar, chefe de análise da Bryce Space and Technology. “Nos próximos dois anos, devemos ver melhorias decentes nas áreas rurais onde a capacidade é realmente limitada, e há pouca competição para melhorar isso”. Portanto, no mínimo, haverá uma opção alternativa que esses usuários rurais poderão aproveitar”

O ponto sobre a competição limitada é importante. Muitas partes dos Estados Unidos, por exemplo, têm acesso a conexões DSL mais lentas graças às linhas telefônicas, mas como a atualização dessa infra-estrutura é tão cara, as empresas de telecomunicações que servem essas áreas muitas vezes têm pouco incentivo para fazer isso. Isso deixa os residentes dependentes de uma mistura de conexões com fio ruim e redes celulares muitas vezes mal definidas.

Nova tecnologia como 5G poderia aparentemente trazer velocidades celulares mais rápidas para áreas remotas, mas novamente, construir essa infra-estrutura leva tempo e dinheiro. A banda larga via satélite, por sua vez, pode ser transportada de forma rápida, confiável e potencialmente acessível para quase qualquer lugar na Terra. Isso também requer tempo e dinheiro, mas o que estamos vendo em 2020 é que a pandemia está atraindo todo tipo de investimento na tecnologia, o que significa que mais satélites estão sendo lançados.

Bambos os sistemas de banda larga por satélite geossíncronos e de baixa órbita terrestre têm prós e contras. O primeiro já é viável, embora não seja perfeito. O segundo tem promessa, embora não cumprida. Mas para alcançar esse objetivo de conectar mais pessoas, tudo se resumirá a dinheiro.

A lenta marcha do progresso

O futuro da banda larga por satélite depende em grande parte de quem pode obter a maior largura de banda no espaço por menor quantidade de dinheiro. Cada satélite individual, por concepção, pode oferecer uma quantidade limitada de largura de banda, pelo que as empresas ou estão a fazer muitos satélites para lançar de uma só vez – como o SpaceX está a fazer – ou estão a investir em melhorias tecnológicas e a lançar novos satélites de poucos em poucos anos. Esta é a estratégia do Viasat, e a empresa planeja lançar um novo satélite chamado Viasat 3 no próximo ano, que deverá melhorar muito a sua rede. Este satélite e outros como ele pesam dezenas de milhares de libras, então estes lançamentos são caros.

Um poderia ver o apelo de lançar muitos satélites menores ao longo do tempo, especialmente se você é uma empresa como a SpaceX e possui seus próprios foguetes. A Amazon e seu Projeto Kuiper, da mesma forma, tem o benefício de ser propriedade de Jeff Bezos, que também é dono do fabricante de foguetes Blue Origin. No entanto, não está claro como a Origem Azul pode influenciar o Projeto Kuiper. Na verdade, a Amazon revelou muito pouco sobre o projeto além de planejar oferecer um serviço de internet de alta velocidade e baixa latência através de satélites de baixa órbita terrestre.

“Ainda há muitos lugares onde o acesso à banda larga não é confiável ou onde ele não existe”, disse o vice-presidente sênior da Amazon, Dave Limp, em uma declaração após a aprovação da FCC do primeiro lançamento do Projeto Kuiper. “Nosso investimento de US$ 10 bilhões irá criar empregos e infraestrutura nos Estados Unidos que nos ajudarão a fechar essa lacuna”

Vender banda larga via satélite acessível a clientes individuais em áreas rurais não irá gerar receita suficiente para enviar os satélites necessários para o espaço”. Mais uma vez, cada lançamento custa centenas de milhões de dólares, e vender serviço por 40 dólares por mês a famílias individuais não pode cobrir os custos de inicialização. E mesmo assim, nem todos os que precisam de acesso à internet podem arcar com isso. Este desafio econômico é parte da razão pela qual o sonho de oferecer internet via satélite a qualquer pessoa na Terra – ou qualquer outro tipo de internet confiável e de alta velocidade – tem sido tão esquivo.

É também por isso que as empresas que têm tido sucesso na construção de redes de banda larga via satélite têm se aproximado do desafio de diferentes ângulos. A Viasat, por exemplo, passou anos construindo um negócio empresarial, vendendo largura de banda para os militares e governos, para não falar em ajudar você a obter wifi em aviões. Agora, a empresa diz que a demanda do mercado consumidor está em alta e simplesmente explodiu desde o golpe pandêmico. E essa demanda não vem necessariamente das áreas mais remotas.

“Acontece que muita da demanda tende a ser em torno das grandes áreas metropolitanas”, disse o CEO da Viasat, Mark Dankberg. “Nos mercados de maior demanda – no Centro-Oeste, no Sudeste – estamos sem banda há dois anos”. Portanto, não podemos ter tantos clientes a mais até termos o nosso próximo satélite”. Dankberg acrescentou que o Viasat está desenvolvendo tecnologia que envolveria conectar seus satélites geossíncronos existentes com seus próprios satélites de baixa órbita terrestre, bem como redes celulares, para conexões mais rápidas e de menor latência.

Como Emily Stewart da Recode explicou recentemente, o acesso à banda larga não é apenas um problema na zona rural de Montana. Mesmo nos centros urbanos e subúrbios, a infra-estrutura para oferecer acesso à internet de alta velocidade ou não existe ou é muito cara para que muitas pessoas possam pagar. Isso significa que novas opções, incluindo a internet espacial, poderiam conectar milhões de americanos mais rapidamente do que seria necessário para expandir a infraestrutura terrestre existente.

Isso não torna a oferta de acesso a pessoas em regiões distantes menos prioritária, e os programas de subsídios do governo estão ajudando a fazer isso acontecer, embora lentamente. Coincidentemente, assim como a pandemia empurrou o país para o fechamento, a FCC lançou seu Fundo Rural de Oportunidades Digitais, que fornecerá até US$ 16 bilhões para empresas de telecomunicações que expandem o acesso à internet em áreas rurais. SpaceX se candidatou ao financiamento, embora deva provar que seu serviço oferece a baixa latência e alta velocidade exigidas pela agência para obter o dinheiro. A Viasat recebeu 87,1 milhões de dólares em financiamento de um programa similar da FCC no ano passado.

A ganhar, na ausência de financiamento governamental, empresas como a SpaceX e a Amazon estão em uma posição única para assumir a liderança na indústria de banda larga via satélite, pois a construção de tal infra-estrutura virá a calhar por outras razões. SpaceX está em posição de liderança para entregar seus satélites em órbita terrestre baixa. O benefício de a Amazon possuir sua própria rede de banda larga via satélite também parece aparente. Quando estiver online, o Projeto Kuiper pode ser uma vantagem imediata para o negócio AWS da empresa.

“A Amazon vai ser essencialmente, efetivamente, seu maior cliente para realmente preparar a bomba para o fluxo de receitas”, disse Beheshti, que também é membro sênior do Institute of Electrical and Electronics Engineers. “E então, obviamente, os fluxos de receitas adicionais viriam dos consumidores individuais residenciais”

Os benefícios dos serviços de internet por satélite têm sido óbvios durante anos. No entanto, durante anos, as empresas têm lutado para que essas ambições se tornem realidade. Não é por falta de tentativas – e tentativas de abordagens criativas, também. O Alfabeto continua a perseguir um projeto chamado Loon, que começou como uma experiência do Google há cerca de 10 anos. Loon envolve o uso de balões de alta altitude que transportam o acesso à internet para as áreas rurais. Depois de ser implantado em Porto Rico após o furacão Maria, uma frota de balões Loon começou a prestar serviço a milhões de pessoas no Quênia em julho, marcando a primeira aplicação comercial da tecnologia.

Meanwhile, Facebook teve seus próprios planos rebuscados. Sua iniciativa chamada Internet.org que visa conectar todo o planeta sofreu um grande revés em 2016 quando um foguete SpaceX carregando um satélite projetado para fornecer acesso à internet na África Subsaariana explodiu na plataforma de lançamento. Houve também o Projeto Aquila, que envolveu o envio de drones movidos a energia solar a 60.000 pés na atmosfera para conectar áreas rurais. A empresa abandonou o projecto em 2018.

As grandes empresas de internet como o Facebook e o Google também enfrentaram um retrocesso para os seus elevados projectos de conectividade. Enquanto projetos como Loon e Internet.org são faturados como iniciativas beneficentes para servir ao bem público, os críticos dizem que eles violam os princípios de neutralidade da rede e servem ao melhor interesse das empresas e não ao do público. Afinal, um serviço de internet gratuito ou de baixo custo do Facebook ou do Google poderia simplesmente conduzir bilhões de pessoas aos produtos e serviços do Facebook e do Google, balcanizando a internet como a conhecemos.

Com todos esses esforços, é provável que haja mais fracassos, e possivelmente mais recuo, no futuro. O objetivo do Elon Musk de oferecer banda larga de alta velocidade para todos na Terra é elevado. Nós sabemos que tal coisa é tecnicamente possível. É caro, e muitas pessoas inteligentes estão descobrindo como pagar por isso, enquanto outras tecnologias promissoras, como a 5G, continuam a se desenvolver. Mas se alguma coisa motivaria uma perturbação tão grande no negócio dos serviços de internet, a pandemia deveria fazer isso. Nunca antes dependemos tanto da conectividade. Talvez tenhamos que deixar o planeta Terra para obtê-lo.