La pandemia sta accelerando la corsa a internet nello spazio

In vaste zone degli Stati Uniti e del mondo, ci sono milioni di persone che non hanno un accesso affidabile a internet. Queste persone non connesse non sono solo in luoghi lontani come l’America rurale o la Nuova Zelanda o l’Africa sub-sahariana. Ci sono un sacco di persone che vivono in centri urbani densi con un accesso limitato alla banda larga a prezzi accessibili. La pandemia di Covid-19 ha portato una nuova urgenza alla sfida di connettersi tutti, e mentre aziende come Google e Facebook hanno lanciato idee lontane per risolvere il problema, la tecnologia internet che è più promettente è anche una che è già provata: la banda larga satellitare.

All’inizio di marzo, pochi giorni prima che le città degli Stati Uniti chiudessero a causa della pandemia, Elon Musk ha condiviso gli ultimi dettagli sul suo piano per costruire un servizio satellitare a banda larga chiamato Starlink. Parlando a una conferenza sui satelliti a Washington, Musk ha descritto come una costellazione di satelliti Starlink “lampeggerà” quando entreranno nell’orbita terrestre bassa. Come descritto, sembrano quasi strisce di brillantini nel cielo notturno, o bande magiche di gadget volanti che possono trasmettere internet a chiunque sul pianeta.

Combinato con miglioramenti alla tecnologia esistente come DSL, cavo e fibra – per non parlare delle reti cellulari 4G e 5G – la futuristica banda larga satellitare sta per colmare il divario digitale negli Stati Uniti e altrove. E poiché la pandemia ha stimolato una domanda esplosiva per una connettività internet migliore e più ampiamente disponibile, un rapido progresso sembra più inevitabile che mai.

I nuovi satelliti di Musk sono andati online all’inizio di settembre, dando ai beta tester velocità di download che rivaleggiano con quelle della banda larga terrestre. SpaceX ha ora messo in orbita 700 satelliti Starlink negli ultimi 16 mesi e ha in programma di consegnarne altri 30.000 nei prossimi anni. Più satelliti significano più larghezza di banda e velocità più elevate, e alla fine, dice SpaceX, le sue costellazioni di satelliti in orbita bassa potrebbero fornire internet ad alta velocità a tutti gli Stati Uniti. Amazon, Facebook e diverse startup hanno fatto promesse simili negli ultimi anni.

Il concetto di servizio internet via satellite è in realtà vecchio di decenni. Tuttavia, l’innovativa tecnologia satellitare in orbita bassa sviluppata da SpaceX e altri potrebbe essere essenziale, se non trasformativa, per tutto, dalla telemedicina all’apprendimento a distanza in luoghi che non sono già connessi.

La banda larga satellitare potrebbe anche essere molto redditizia per qualsiasi azienda che la capisca per prima. Si potrebbe immaginare Amazon che usa la banda larga satellitare per aumentare il suo business Amazon Web Services (AWS), o Facebook che la usa per garantire che più persone entrino nella sua piattaforma. E se Musk riuscirà a farcela, le sue costellazioni Starlink genereranno miliardi di dollari di profitti per finanziare la sua missione di colonizzazione di Marte.

Tutto questo sembra futuristico, ma la banda larga satellitare è già una cosa molto reale. Infatti, se vi siete mai connessi al wifi su un aereo o una nave da crociera, probabilmente l’avete usato. L’idea di base è che le stazioni di terra collegate a internet, conosciute come gateway, possono inviare dati a un satellite che poi li ritrasmette alle antenne da qualche altra parte sulla terra – o su una nave o un aereo.

Il problema con questa impresa tecnologica è che è tutto molto costoso. Può costare centinaia di milioni di dollari per lanciare satelliti nello spazio, e questo non tiene nemmeno conto di ciò che serve per superare gli ostacoli normativi. Un sacco di aziende hanno provato e fallito nel tentativo di decifrare il modello di business negli ultimi 20 anni. Ma piuttosto improvvisamente, il gioco dell’internet spaziale è cambiato.

“La crisi del Covid-19 ha significativamente accelerato l’attenzione e gli investimenti nella tecnologia satellitare”, ha detto a Recode Babak Beheshti, decano del College of Engineering and Computing Sciences al New York Institute of Technology. Beheshti ha aggiunto che il numero di lanci è decuplicato dall’anno scorso a quest’anno. “Perché? Perché le scuole, i governi locali e altri avevano improvvisamente bisogno di avere l’accesso a Internet a banda larga in aree dove non c’era davvero alcuna infrastruttura in atto.”

Questa potrebbe sembrare la prova che la banda larga satellitare è finalmente sulla buona strada per risolvere il divario digitale, ma la situazione rimane tenue. Mentre SpaceX ha iniziato ad accendere i suoi satelliti Starlink, Amazon a luglio ha ricevuto l’approvazione dalla Federal Communications Commission (FCC) per lanciare 3.236 satelliti in orbita bassa per una costellazione propria chiamata Progetto Kuiper. Nel frattempo, i leader di lunga data dell’industria della banda larga satellitare, come Viasat, non riescono ad avere nuovi satelliti nel cielo abbastanza velocemente per tenere il passo con la domanda. E lungo la strada, il governo federale sta impegnando miliardi di dollari in sussidi alle aziende che portano la banda larga nell’America rurale.

In qualche modo, il sogno di collegare tutti sulla Terra non è mai stato così vicino. Per altri versi, è difficile dire se le ultime idee innovative subiranno le stesse insidie di quelle degli anni passati.

Banda larga satellitare, brevemente spiegata

La banda larga satellitare è esattamente quello che sembra: accesso a internet a banda larga fornito via satellite. L’idea di base non è cambiata molto dal periodo d’oro della TV satellitare alla fine degli anni ’90, quando le aziende trasmettevano la connettività Internet alla stessa parabola che riceveva il segnale HBO a velocità più elevate del dial-up, ma ancora più lente della banda larga di oggi.

Nel 2020, ci sono due modi principali in cui le aziende forniscono la banda larga satellitare. La differenza chiave tra loro è quanto in alto orbitano i satelliti. I satelliti geosincroni, che orbitano a circa 22.000 miglia sopra un posto fisso sulla superficie terrestre, è una tecnologia più vecchia che aziende come Viasat usano per le connessioni a banda larga. Probabilmente hai usato questa tecnologia per il wifi dell’aereo.

Poi ci sono costellazioni in orbita bassa, che sono composte da centinaia, se non migliaia, di satelliti più piccoli che orbitano tra 300 e 1.200 miglia sopra la Terra. Questo è l’approccio che sta ottenendo tutto il buzz ultimamente, e quello che SpaceX e Amazon stanno prendendo.

I satelliti geosincroni sono la tecnologia più matura e provata. Viasat e una società chiamata Hughes, che è l’ex società madre di DirecTV, sono stati in giro per decenni. (DirecTV ha effettivamente utilizzato le sue parabole e infrastrutture per offrire un servizio internet satellitare chiamato DirecPC alla fine degli anni ’90.)

Viasat e Hughes sono anche le due società che più probabilmente offrono la banda larga satellitare in parti remote degli Stati Uniti in questo momento. Se sei qualcuno che vive nel deserto del New Hampshire, dove non ci sono opzioni terrestri a banda larga, puoi ottenere una versione di DSL, che opera su linee telefoniche di rame esistenti, che è essenzialmente lenta come il dial-up. Oppure, puoi iscriverti alla banda larga satellitare geosincrona attraverso Viasat o Hughes e ottenere velocità paragonabili alla banda larga di base: circa 25 megabit al secondo. I piani partono da 40 a 50 dollari al mese e diventano più costosi se vuoi più larghezza di banda.

Anche se sono affidabili, questi sistemi satellitari geosincroni hanno alcuni problemi. Il principale è la latenza. I satelliti sono migliaia di miglia sopra la superficie terrestre, quindi ci vuole tempo per i dati per viaggiare – e questo potrebbe significare un leggero ritardo tra l’invio e la ricezione. Questo non è un problema se stai solo navigando sul web. È un problema significativo se stai cercando di trasmettere video giochi o fare video chiamate, qualcosa che stiamo facendo tutti più che mai. Basti pensare ai corrispondenti di telegiornali che devono aspettare mezzo battito tra quando il conduttore in studio fa la domanda e quando la sentono nel loro auricolare, poiché il segnale viaggia fino a un satellite di comunicazione e poi torna giù in superficie.

Le costellazioni in orbita bassa, come quelle che SpaceX e Amazon stanno costruendo, promettono di risolvere il problema della latenza. Poiché i satelliti sono più vicini alla terra, i dati non devono viaggiare così lontano. Musk dice che questo significa che i satelliti Starlink di SpaceX, che orbiteranno a circa 340 miglia sopra la superficie, offriranno una bassa latenza, riducendo così il rischio di ritardo. La questione della latenza è un grosso problema per la FCC e la sua decisione di distribuire miliardi di dollari in sussidi, a proposito. L’agenzia dice che darà la priorità alle reti che offrono bassa latenza quando si distribuiscono i finanziamenti.

Ancora, ci sono altre domande senza risposta su quanto saranno veloci e affidabili le costellazioni in orbita bassa progettate di recente. A differenza dei satelliti geosincroni, che sono fissi sopra un punto, i satelliti in orbita bassa circondano il pianeta ogni 90 o 120 minuti. Sono progettati per rimanere collegati alla stazione di terra e all’utente finale rimanendo collegati l’uno all’altro, ma se questa catena si rompe, si interrompe la connessione. Queste costellazioni sono anche composte da migliaia di satelliti relativamente piccoli – i satelliti Starlink pesano meno di 600 libbre – il che significa che richiedono lanci multipli, che sono costosi.

“Man mano che più satelliti salgono, ottimizzano l’architettura della rete”, ha spiegato Manny Shar, responsabile dell’analisi presso Bryce Space and Technology. “Nei prossimi due anni, dovremmo vedere miglioramenti decenti nelle aree rurali dove c’è davvero una capacità limitata, e c’è una concorrenza limitata per migliorarla”. Quindi, come minimo, ci sarà un’opzione alternativa che quegli utenti rurali possono sfruttare.”

Il punto di Shar sulla concorrenza limitata è importante. Molte parti degli Stati Uniti, per esempio, hanno accesso a connessioni DSL più lente grazie alle linee telefoniche, ma poiché l’aggiornamento dell’infrastruttura è così costoso, le compagnie di telecomunicazioni che servono quelle aree spesso hanno pochi incentivi a farlo. Questo lascia i residenti a dipendere da un mix di povere connessioni cablate e spesso da reti cellulari a macchie.

Nuove tecnologie come il 5G potrebbero apparentemente portare velocità cellulari più elevate nelle aree remote, ma ancora una volta, la costruzione di questa infrastruttura richiede tempo e denaro. La banda larga satellitare, nel frattempo, può portare un accesso a internet veloce, affidabile e potenzialmente conveniente in quasi tutte le zone della Terra. Anche questo richiede tempo e denaro, ma quello che stiamo vedendo nel 2020 è che la pandemia sta attirando tutti i tipi di investimenti nella tecnologia, il che significa che vengono lanciati più satelliti.

Entrambi i sistemi satellitari a banda larga geosincroni e in orbita bassa hanno pro e contro. Il primo è già praticabile, anche se non perfetto. Il secondo è promettente, anche se non realizzato. Ma per raggiungere l’obiettivo di connettere più persone, tutto si riduce ai soldi.

La lenta marcia del progresso

Il futuro della banda larga basata sui satelliti dipende in gran parte da chi riesce ad ottenere la maggior larghezza di banda nello spazio per la minor quantità di denaro. Ogni singolo satellite, per progettazione, può offrire una quantità limitata di larghezza di banda, quindi le aziende stanno costruendo molti satelliti da lanciare contemporaneamente – come sta facendo SpaceX – o stanno investendo in miglioramenti tecnologici e lanciando nuovi satelliti ogni pochi anni. Questa è la strategia di Viasat, e la società prevede di lanciare un nuovo satellite chiamato Viasat 3 l’anno prossimo che dovrebbe migliorare notevolmente la sua rete. Questo satellite e altri come lui pesano decine di migliaia di libbre, quindi questi lanci sono costosi.

Si potrebbe vedere l’attrattiva di lanciare molti satelliti più piccoli nel tempo, soprattutto se sei una società come SpaceX e possiedi i tuoi razzi. Amazon e il suo Progetto Kuiper, allo stesso modo, hanno il vantaggio di essere di proprietà di Jeff Bezos, che possiede anche il produttore di razzi Blue Origin. Non è chiaro come Blue Origin potrebbe entrare nel progetto Kuiper, tuttavia. Infatti, Amazon ha rivelato molto poco sul progetto, a parte il fatto che prevede di offrire un servizio internet ad alta velocità e bassa latenza a prezzi accessibili attraverso satelliti in orbita bassa.

“Ci sono ancora troppi posti dove l’accesso alla banda larga è inaffidabile o dove non esiste affatto”, ha detto il vice presidente senior di Amazon Dave Limp in una dichiarazione dopo l’approvazione della FCC del primo lancio di Project Kuiper. “Il nostro investimento di 10 miliardi di dollari creerà posti di lavoro e infrastrutture in tutti gli Stati Uniti che ci aiuteranno a colmare questo divario.”

Vendere banda larga satellitare a prezzi accessibili ai singoli clienti nelle zone rurali non genererà entrate sufficienti per inviare i satelliti necessari nello spazio. Ancora una volta, ogni lancio costa centinaia di milioni di dollari, e la vendita del servizio per 40 dollari al mese alle singole famiglie non può coprire i costi di avvio. E anche così, non tutti coloro che hanno bisogno di un accesso a internet possono permetterselo. Questa sfida economica è parte del motivo per cui il sogno di offrire internet via satellite a chiunque sulla Terra – o qualsiasi altro tipo di internet affidabile e ad alta velocità – è stato così sfuggente.

Questo è anche il motivo per cui le aziende che hanno avuto successo nella costruzione di reti satellitari a banda larga hanno affrontato la sfida da diverse angolazioni. Viasat, per esempio, ha passato anni a costruire un business aziendale, vendendo larghezza di banda ai militari e ai governi, per non parlare dell’aiuto per ottenere il wifi sugli aerei. Ora, l’azienda dice che la domanda del mercato dei consumatori è stata in aumento ed è semplicemente esplosa da quando la pandemia ha colpito. E questa domanda non proviene necessariamente dalle aree più remote.

“Si scopre che un sacco di domanda tende ad essere intorno alle principali aree metropolitane”, ha detto il CEO di Viasat Mark Dankberg. “Nei mercati a più alta domanda – nel Midwest, nel Sud-Est – siamo stati senza larghezza di banda per due anni. Quindi non possiamo avere molti altri clienti fino a quando non avremo il nostro prossimo satellite”. Dankberg ha aggiunto che Viasat sta sviluppando una tecnologia che comporterebbe la connessione dei suoi satelliti geosincroni esistenti con i propri satelliti in orbita bassa, così come le reti cellulari, per connessioni più veloci e a bassa latenza.

Come ha spiegato recentemente Emily Stewart di Recode, l’accesso alla banda larga non è solo un problema nel Montana rurale. Anche nei centri urbani e nelle periferie, l’infrastruttura per offrire l’accesso a internet ad alta velocità non esiste o è troppo costosa per molte persone. Questo significa che le nuove opzioni, tra cui l’internet spaziale, potrebbero connettere milioni di americani più rapidamente di quanto ci vorrebbe per espandere l’infrastruttura terrestre esistente.

Questo non rende meno prioritario fornire l’accesso a coloro che si trovano in regioni lontane, e i programmi di sovvenzione del governo stanno contribuendo a farlo accadere, anche se lentamente. Per coincidenza, proprio quando la pandemia ha spinto il paese in isolamento, la FCC ha lanciato il suo Rural Digital Opportunity Fund, che fornirà fino a 16 miliardi di dollari alle compagnie di telecomunicazioni che espandono l’accesso a internet nelle aree rurali. SpaceX ha fatto domanda di finanziamento, anche se deve dimostrare che il suo servizio offre la bassa latenza e le alte velocità richieste dall’agenzia per ottenere il denaro. Viasat ha ricevuto 87,1 milioni di dollari di finanziamenti da un programma simile della FCC l’anno scorso.

Ancora una volta, in assenza di finanziamenti governativi, aziende come SpaceX e Amazon sono in una posizione unica per prendere l’iniziativa nel settore della banda larga satellitare, perché la costruzione di una tale infrastruttura sarà utile per altre ragioni. SpaceX è in una posizione di vantaggio per consegnare i suoi satelliti nell’orbita terrestre bassa. Il vantaggio di Amazon di possedere una propria rete a banda larga satellitare sembra anche evidente. Quando andrà online, il progetto Kuiper potrebbe essere una manna immediata per il business AWS della società.

“Amazon è essenzialmente, effettivamente sarà il suo più grande cliente per dare il via al flusso di entrate”, ha detto Beheshti, che è anche un membro senior dell’Istituto degli ingegneri elettrici ed elettronici. “E poi, ovviamente, i flussi di entrate aggiuntive verrebbero dai singoli consumatori residenziali.”

I benefici dei servizi internet basati sul satellite sono stati evidenti per anni. Tuttavia, per anni, le aziende hanno lottato per rendere quelle ambizioni una realtà. Non è per mancanza di tentativi – e di approcci creativi, anche. Alphabet continua a perseguire un progetto chiamato Loon, che è iniziato come un esperimento di Google circa 10 anni fa. Loon implica l’uso di palloncini ad alta quota che trasmettono l’accesso a internet nelle aree rurali. Dopo essere stato distribuito a Porto Rico dopo l’uragano Maria, una flotta di palloni Loon ha iniziato a fornire il servizio a milioni di persone in Kenya nel mese di luglio, segnando la prima applicazione commerciale della tecnologia.

Nel frattempo, Facebook ha avuto i suoi piani inverosimili. La sua iniziativa chiamata Internet.org che mira a collegare l’intero pianeta ha subito una grande battuta d’arresto nel 2016, quando un razzo SpaceX che trasportava un satellite progettato per fornire l’accesso a Internet nell’Africa sub-sahariana è esploso sulla rampa di lancio. C’era anche il Progetto Aquila, che prevedeva l’invio di droni a energia solare a 60.000 piedi nell’atmosfera per collegare le aree rurali. L’azienda ha abbandonato il progetto nel 2018.

Grandi aziende internet come Facebook e Google hanno anche affrontato il contraccolpo per i loro progetti di connettività elevati. Mentre progetti come Loon e Internet.org sono presentati come iniziative di beneficenza per servire il bene pubblico, i critici dicono che violano i principi della neutralità della rete e servono gli interessi delle aziende piuttosto che quelli del pubblico. Dopo tutto, un servizio internet gratuito o a basso costo da Facebook o Google potrebbe semplicemente indirizzare miliardi di persone verso i prodotti e i servizi di Facebook e Google, balcanizzando internet come lo conosciamo.

Con tutti questi sforzi, ci saranno sicuramente più fallimenti, e forse più contraccolpi, in futuro. L’obiettivo di Elon Musk di offrire la banda larga ad alta velocità a tutti gli abitanti della Terra è molto ambizioso. Sappiamo che una cosa del genere è tecnicamente possibile. È costoso, e un sacco di persone intelligenti stanno cercando di capire come pagarlo, mentre altre tecnologie promettenti, come il 5G, continuano ad arrivare. Ma se c’è qualcosa che potrebbe motivare una tale tremenda interruzione nel business dei servizi internet, la pandemia dovrebbe farlo. Mai prima d’ora siamo stati così dipendenti dalla connettività. Potremmo dover lasciare il pianeta Terra per ottenerla.

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