El siguiente paso en los sistemas de navegación global

El siguiente paso en los sistemas de navegación global

Imagina que estas en la azotea de la torre latinoamericana de la ciudad de México. Si dejas caer una piedra al vacío, la gravedad terrestre la arrastraría con una aceleración constante de 9.8 m/s2 hacia el centro de la tierra. Ahora imagina que lanzas la piedra en forma horizontal con todas tus fuerzas. En este caso la piedra recorrería cierta distancia horizontal e inevitablemente sucumbiría ante la fuerza de gravedad e igualmente caería hacia el centro de la tierra. Finalmente imagina que eres Superman y que lanzas la piedra de forma horizontal de tal manera que le aplicas una fuerza tal que, pone en movimiento a la piedra a una velocidad de 28,000 km/h. ¿Tienes idea de lo que sucedería?

A esa velocidad, las fuerzas centrífuga y gravitatoria se equilibrarían de tal manera que la piedra no caería al suelo, si no que le daría la vuelta al mundo. A este fenómeno se le denomina estar en órbita. Genial ¿no?

Sin embargo dentro de nuestra atmósfera únicamente se puede estar en órbita cuando existe una fuerza motora que induce al movimiento. Ya que el viento representa una fricción que disminuye la velocidad, sin esa fuerza motora constante caeríamos al suelo. Pero en el espacio más allá de nuestra atmósfera no existe el viento. Por lo tanto, si se ubica un objeto a una altura tal que con un empujón adquiera cierta velocidad que iguale a la fuerza de gravedad, se tiene un satélite artificial orbitando de manera ininterrumpida alrededor de la tierra y sin caer nunca al suelo.

Referencia. Licencia Creative Commons. Autor: WikiImages

Referencia. Licencia Creative Commons. Autor: WikiImages

Gracias a este principio se desarrolló una tecnología en la que hoy en día podemos ver la televisión en nuestros hogares, llamar a nuestros familiares que no están cerca y disfrutar del mundial de futbol que se realizará en Rusia. Desafortunadamente con esta tecnología también se pueden bombardear Estados Unidos y Corea del Norte en un abrir y cerrar de ojos. Pero analicemos las bondades de la tecnología. Por primera vez en la historia, con el nacimiento de los satélites el hombre sería capaz de ver el mundo desde afuera. Eso nos permite no sólo confirmar que vivimos en un mundo esférico, si no que nos brinda la oportunidad crear nuevas técnicas de geo posicionamiento.

El geo posicionamiento es la ubicación de un punto sobre la superficie terrestre o marina con base en un sistema de coordenadas tridimensionales. Con la llegada de los satélites se empezaron a desarrollar los Sistemas de Navegación Global por Satélite (GNSS), por sus siglas en inglés. Estoy seguro que has escuchado de la tecnología GPS. Pues GPS es sólo uno de los distintos tipos de sistemas GNSS que existen en el mundo y claro es el más conocido, pero existen otros sistemas y cada uno de ellos con su propia constelación de satélites:

Según el último informe de la NASA existen 3,500 satélites orbitando en pleno funcionamiento y cerca de 8,000 objetos girando alrededor de la tierra denominados basura espacial.

¿Podrías imaginarte la vida de hoy sin los satélites?

Sin la existencia de los satélites artificiales no existiría google maps, adiós a UBER, Pokemon Go y miles de aplicaciones  que sólo existen gracias al Sistema de Navegación Global por Satélite no serían materializados, así como un largo etc, de productos y servicios que nunca hubiesen sido lanzados de no haberse desarrollado la tecnología satelital.

Imágenes cortesía de Niantic, Inc., Uber Newsroom y Geek.com

Imágenes cortesía de Niantic, Inc., Uber Newsroom y Geek.com

Pero si ya de por sí las aplicaciones basadas en los sistemas de geo posicionamiento son geniales, ¿hasta dónde va a llegar esta tecnología?, ¿seguirá transformando nuestra vida?, ¿Nos seguirá sorprendiendo? La respuesta es sí a todas las preguntas anteriores.

¿Te ha pasado que quieres enviar tu ubicación desde tu teléfono móvil a un amigo y simple y sencillamente el teléfono no puede resolver con precisión tu ubicación? Este es solo un ejemplo de las ineficientes precisiones con las que cuenta la tecnología de ahora. Claro que algunos de estos errores son inducidos. ¿Pero te imaginas que un simple teléfono celular pudiese resolver su posición con precisión milimétrica? ¿Te imaginas cuantas aplicaciones se pudiesen desarrollar con esta nueva tecnología?

Pues en estos precisos momentos esa tecnología está siendo desarrollada en diversos países. En un futuro cercano tu Smartphone será la herramienta de medición de terrenos y topografía por excelencia. Plataformas de mapeo como google maps o google earth servirán para cuantificación de superficies y volúmenes de materiales con precisión milimétrica.

Todo eso será posible gracias a las nuevas generaciones de satélites que serán puestos en órbita y a la cantidad de constelaciones GNSS circundando nuestro planeta. Dicho de otra forma, hoy por hoy un teléfono Smartphone convencional únicamente tiene la capacidad de recibir datos vía la constelación NAVSTAR-GPS. Esta constelación cuenta con 24 satélites que giran alrededor del planeta y que cuando solicitamos su servicio únicamente recibimos datos de máximo 6 satélites, ya que los otros se encuentran en la otra cara del planeta brindando servicio.

Con la llegada de nuevos sistemas GNSS, nuestros dispositivos celulares tendrán la capacidad de recibir al menos las señales de 6 satélites por cada constelación. Esto quiere decir que el tráfico de datos será mayor y por ende la precisión se verá mejorada notablemente. Mediciones con rangos de error decámetro, disminuirán a rangos de precisión milimétrica. Por lo tanto podríamos medir con exactitud milimétrica cuantos metros cuadrados tiene el terreno de mi casa únicamente con un celular, o podríamos medir la distancia exacta que hay entre desniveles de cualquier estructura.

Así pues mientras esperamos que los nuevos satélites que conformarán las nuevas constelaciones GNSS, debemos esperar a que nuestro repartidor de pizza no se confunda de casa debido a que la ruta que sigue en maps no es precisa.

Finalmente, dentro del ámbito de la ingeniería, la revolución satelital aun no llega a su punto clímax. La topografía y la geodesia aún son campos del conocimiento que se verán beneficiados en mayor escala con la llegada de nuevas constelaciones GNSS. Trabajos de campo que hoy toman 4 horas, serán realizados en 4 minutos. Problemas de delimitación territorial quedarán en el pasado ya que la lotificación será realizada con técnicas y herramientas de alta precisión. Cubrir y medir grandes extensiones de terreno ya no será un obstáculo, incluso las mediciones en zonas remotas o poco accesibles será posible. Por cierto aunque cueste creerlo esto terminará en la cobertura global del internet gratuito, esperemos a que el futuro nos alcance.

Autor : Ing. Sergio Eb Chan.