Hagan espacio, GPS: los satélites de navegación en órbita baja terrestre regresan con señales 100 veces más potentes
Imagen destacada: Concepto artístico de un satélite Xona Pulsar en órbita baja terrestre; crédito: Xona Space Systems
Durante más de tres décadas, el GPS ha sido la columna vertebral silenciosa de la civilización moderna, guiando desde aterrizajes de aviones hasta mapas en teléfonos inteligentes. Pero sus señales, emitidas desde 20.200 kilómetros de altura, son débiles como un susurro. Un simple inhibidor de 30 dólares puede bloquearlas en toda una manzana. En la Ucrania en guerra, la guerra electrónica rusa ha inutilizado las municiones guiadas por GPS.
Ahora, una nueva generación de satélites de navegación está regresando al acercarse a la Tierra. Startups y agencias espaciales están desplegando cargas útiles de navegación en órbita baja terrestre, a unos 1.080 kilómetros de altitud, donde las señales llegan 100 veces más fuertes que el GPS y pueden penetrar edificios, cubierta forestal e interferencias deliberadas.
“Los satélites de navegación en LEO proporcionan una intensidad de señal 100 veces mayor en comparación con el GPS”, informa Jeremy Hsu en el artículo del 16 de julio de Ars Technica sobre esta industria emergente.
La constelación Pulsar de Xona
El principal actor comercial es Xona Space Systems, una startup con sede en Burlingame, California, fundada en 2019 por veteranos de SpaceX y Blue Origin. La empresa planea desplegar 258 satélites Pulsar en LEO, ofreciendo posicionamiento a nivel centimétrico con protección criptográfica contra la suplantación de identidad.
La ventaja en intensidad de señal es dramática. Las señales Pulsar son 100 veces más potentes que la señal civil GPS L1 C/A, reduciendo el área efectiva de un inhibidor en un 95 por ciento. En pruebas de interferencia en cielo real realizadas en múltiples países, el sistema mantuvo un posicionamiento preciso donde el GPS estaba completamente bloqueado. El sistema también permite el posicionamiento en interiores y la navegación en cañones urbanos que el GPS no puede lograr.
Los satélites de Xona operan en frecuencias de doble banda adyacentes a GPS L1 y L5, utilizando un esquema de modulación que concentra la potencia en el lóbulo central para evitar interferir con los servicios GNSS existentes. El sistema es retrocompatible con los receptores GPS existentes mediante una actualización de firmware o software, lo que significa que los usuarios no necesitan nuevo hardware.
La empresa ha recaudado más de 150 millones de dólares en ocho rondas de inversores como Craft Ventures, Mohari Ventures, Toyota Ventures, Lockheed Martin Ventures y Trimble Ventures, además de un premio de 20 millones de dólares de la Fuerza Espacial de EE. UU.
De Transit a Pulsar
El concepto de navegación LEO no es nuevo. El sistema Transit de la Armada de EE. UU., operativo desde 1964 hasta la década de 1990, utilizaba 36 satélites LEO para proporcionar posicionamiento a los submarinos Polaris mediante mediciones de desplazamiento Doppler. Pero Transit solo podía fijar posiciones cada una o dos horas, lo que lo hacía inútil para la navegación en tiempo real. El GPS lo reemplazó con 24 a 31 satélites en órbita terrestre media que brindan cobertura continua.
Lo que ha cambiado es el costo de lanzamiento. El colapso de los precios de entrega orbital impulsado por SpaceX hace que sea económicamente factible construir y mantener una constelación LEO de 258 satélites, algo que era financieramente imposible hace una década.
Cómo funciona la tecnología
La proximidad de la LEO a la Tierra proporciona la ventaja principal. A unos 1.080 kilómetros, los satélites Pulsar están unas 20 veces más cerca que los satélites GPS a 20.200 kilómetros. Debido a que la intensidad de la señal sigue la ley del cuadrado inverso, la diferencia se traduce en aproximadamente 100 veces más potencia de señal que llega a un receptor en tierra.
El movimiento rápido de los satélites LEO a través del cielo también proporciona un beneficio: los receptores pueden resolver ambigüedades de fase portadora en segundos, en lugar de los 10 minutos o más requeridos para el posicionamiento preciso tradicional con GPS.
La LEO también evita los cinturones de radiación de Van Allen, lo que permite el uso de componentes electrónicos comerciales estándar y permite actualizaciones tecnológicas más rápidas. Xona ha desarrollado una arquitectura de reloj distribuido patentada que elimina la necesidad de relojes atómicos a bordo.
La precisión objetivo es de 2 centímetros horizontales y 4 centímetros verticales, con precisión de temporización inferior a 10 nanosegundos. Una marca de agua de autenticación criptográfica, ya demostrada en el satélite de prueba Pulsar-0 de la compañía, evita la suplantación de identidad.
Cronograma de despliegue
El primer satélite de demostración de Xona, Huginn, se lanzó en mayo de 2022. Su primer satélite de producción, Pulsar-0, se lanzó en junio de 2025 y logró un error de rango de usuario en señal de solo 43 milímetros, mejorado posteriormente a 15 milímetros mediante una actualización de software.
Los primeros seis satélites de producción, dos construidos internamente y cuatro contratados a Aerospacelab de Bélgica, están programados para lanzarse en octubre de 2026. Se espera que el servicio comercial temprano comience en 2027 con cobertura de latitudes medias, escalando a una constelación completa de 258 satélites en los años siguientes.
Desafíos y competencia
El mayor desafío es el tamaño de la constelación. La LEO requiere aproximadamente 10 veces más satélites que la MEO para una cobertura global equivalente. La resistencia atmosférica a unos 1.080 kilómetros causa deterioro orbital, lo que requiere propelente para mantenimiento de estación y reabastecimiento rápido, especialmente durante períodos de alta actividad solar.
Persisten riesgos de vacíos de cobertura con menos satélites. El servicio de temporización persistente requiere al menos 16 satélites a la vista para usuarios urbanos, y el posicionamiento centimétrico requiere cuatro o más.
Está surgiendo competencia. TrustPoint de Virginia planea una constelación de navegación LEO de 300 satélites utilizando frecuencias de banda C, con el objetivo de dar servicio en 2027. La misión ESA Celeste de Europa capturó su primera señal de navegación LEO en abril de 2026. China tiene satélites experimentales LEO PNT en órbita.
Pero el contexto más amplio puede ser el mayor impulsor. La interferencia GPS ha alcanzado niveles récord en todo el mundo, interrumpiendo vuelos comerciales, transporte marítimo y navegación civil por teléfono inteligente. La guerra entre Rusia y Ucrania demostró que incluso las armas guiadas por GPS más sofisticadas pueden ser inutilizadas por la guerra electrónica. Como dijo Zak Kassas, investigador de navegación de la Universidad Estatal de Ohio, a Ars Technica: “Necesitamos una capa adicional de redundancia.”
Traducido por Alessandra